球阀的工作原理

球阀它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀zui适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用，如V型球阀。

球阀的主要特点是本身结构紧凑，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。

球阀的主要优点

1．流体阻力小，全通径的球阀基本没有流阻。

2．结构简单、体积小、重量轻。

3．紧密可靠。它有两个密封面，而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，能实现*密封。在真空系统中也已广泛使用。

4．操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。

5．维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。

6．在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。

7．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。

8．由于球阀在启闭过程中有擦拭性，所以可用于带悬浮固体颗粒的介质中。

球阀分类及特点

球阀有分手动球阀、电动球阀、气动球阀、高压球阀、高温球阀、三通球阀、保温球阀、低温球阀、螺纹球阀、法兰球阀、焊接球阀、对夹球阀、对焊球阀、卡套球阀、卡箍球阀、浮动球阀、固定球阀、硬密封球阀、软密封球阀、承插焊球阀、不锈钢球阀等

1、浮动球球阀

球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷，在受到较高压力冲击时，球体可能会发生偏移。这种结构，一般用于中低压球阀。

2、固定球球阀

球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。

为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。

3、弹性球球阀（即轨道球阀）

　球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。

弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。

4、V型球阀

　这种球阀属于固定球阀，也是单阀座密封球阀，调节性能是球阀中*的，流量特性是等百分比的，可调比达100:1。它的V型切口与金属阀座之间具有剪切作用，特别适合含纤维、微小固体颗粒、料浆等介质。

5、三通球阀

三通球阀有T型和L型。T型能使三条正交的管道相互联通和切断第三条通道，起分流、合流作用。L型只能连接相互正交的两条管道，不能同时保持第三条管道的相互连通，只起分配作用。

1、三通球阀在结构上采用一体化结构，4面阀座的密封型式，法兰连接少，可靠性高，设计实现了轻量化

2、三通球芯分T型和L型，使用寿命长，流通能力大，阻力小

3、球阀按作用式分单作用和双作用两种型式，单作用式的特点是一旦动力源发生故障时，球阀将处于控制系统要求的状态。

球阀操作和使用

1）操作前须确认管路和阀已被冲洗过。

2）阀的操作按执行机构输入信号大小带动阀杆旋转完成：正向旋转1/4圈（90°）时，阀关断。反向旋转1/4圈（90°）时，阀开启。

3）当执行机构方向指示箭头与管线平行时，阀门为开启状态；指示箭头与管线垂直时，阀门为关闭状态。

1、  远方自动开启球阀　　

在PLC*、无传感器故障信号、球阀及控制系统处于正常关闭状态的前提下，通过机组LCU向球阀控制柜发出开球阀指令，球阀即自动开启。　　

2、现地自动开启球阀　　

在PLC*、无传感器故障信号、球阀及控制系统处于正常关闭状态的前提下，按动球阀控制柜上的开启球阀按钮，球阀即自动开启。　　

3、现地手动开启球阀　　

手动动作52DPK，使旁通阀打开；观察各压力表，在合适的状态下，手动动作53DPK、54DPK，退工作、检修密封，到位后手动动作51DPK使球阀接力器动作，球阀开启；在确认球阀已经*打开后，手动动作52DPG，旁通阀关闭。在确认旁通阀关闭后，球阀开启过程结束。　　

4、远方自动关闭球阀　　

在PLC*、球阀处于正常开启状态的前提下，通过机组LCU向球阀控制柜发出关球阀指令，球阀即自动关闭。　　

5、现地自动关闭球阀　　

在PLC*、球阀处于正常开启状态的前提下，按动球阀控制柜上的关闭球阀按钮，球阀即自动关闭。　　

6、现地手动关闭球阀　　

手动动作51DPG，使球阀接力器动作，球阀关闭；在确认球阀已经*关闭后，手动动作53DPG、54DPG，投工作、检修密封。在确认完成后，球阀关闭过程结束。　　

7、跨越PLC紧急关闭球阀　　

在球阀控制柜内PLC故障（机组LCU发球阀PLC故障信号）、并要求事故关球阀的情况下，可操作机组LCU盘上的紧急关球阀开关使球阀关闭，并投入工作密封。在球阀关闭后及时复位紧急关球阀开关。　

球阀温度和压力

铭牌显示有球阀在zui大和zui小操作温度下所允许的zui大操作压力。

使用PTFE或RTFE材质的阀座和密封件，其他类型的阀座和密封件的操作温度，应受到KI工厂的检核。

阀的公称压力等级（PN），可表明阀在正常温度状态下的zui大工作压力。（例如：PN4.0，表明其操作温度在－290C～380C时的zui大工作压力为40Bar(4.0MPa)）。

球阀的安装事项

1）取掉法兰端两边的保护盖，在阀*打开的状态下进行冲洗清洁。

2）安装前应按规定的信号（电或气）进行整机测试（防止因运输产生振动影响使用性能），合格后方可上线安装（接线按电动执行机构线路图）。

3）准备与管道连接前，须冲洗和清除干净管道中残存的杂质（这些物质可能会损坏阀座和球）。

4）在安装期间，请不要用阀的执行机构部分作为起重的吊装点，以避免损坏执行机构及附件。

5）本类阀应安装在管道的水平方向或垂直方向。

6）安装点附近的管道不可有低垂或者承受外力的现象，可以用管道支架或者支撑物来消除管线的偏离。

7）与管道连接后，请用规定的扭矩交叉锁紧法兰连接螺栓。

球阀的维修事项

拥有较长的使用寿命和免维修期，将依赖以下几个因素：正常的工作条件、保持和谐的温度/压力比，以及合理的腐蚀数据

注意：

●球阀在关闭状态下，阀体内部依旧存在受压流体

●维修前，解除管线压力并使阀门处于打开位置

●维修前，断开电源或气源

●维修前，将执行机构与支架脱离

●必须先查明球阀上、下游管道确已卸除压力后，才能进行拆卸分解操作

●分解及再装配时必须小心防止损伤零件的密封面，特别是非金属零件，取出O型圈时宜使用工具

●装配时法兰上的螺栓必须对称、逐步、均匀地拧紧

●清洗剂应与球阀中的橡胶件、塑料件、金属件及工作介质（例如燃气）等均相容。工作介质为燃气时，可用汽油(GB484-89)清洗金属零件。非金属零件用纯净水或酒精清洗

●分解下来的单个零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下来的非金属件的金属件可采用干净的细洁的浸渍有清洗剂的绸布（为避免纤维脱落粘附在零件上）擦洗。清洗时须去除一切粘附在壁面上的油脂、污垢、积胶、灰尘等

●非金属零件清洗后应立即从清洗剂中取出，不得长时间浸泡

●清洗后需待被洗壁面清洗剂挥发后（可用未浸清洗剂的绸布擦）进行装配，但不得长时间搁置，否则会生锈、被灰尘污染

●新零件在装配前也需清洗干净

●使用润滑脂润滑。润滑脂应与球阀金属材料、橡胶件、塑料件及工作介质均相容。工作介质为燃气时，可用例如特221润滑脂。在密封件安装槽的表面上涂一薄层润滑脂，在橡胶密封件上涂一薄层润滑脂，阀杆的密封面及摩擦面上涂一薄层润滑脂

●装配时应不允许有金属碎屑、纤维、油脂（规定使用的除外）灰尘及其它杂质、异物等污染、粘附或停留在零件表面上或进入内腔

1)、填料处得再锁紧

　若填料处有微泄发生，须再锁紧阀杆螺母。

注意：不要锁太紧，通常再锁1/4圈～1圈，泄露即会停止。

2)、更换阀座和密封件

　A)、拆卸

使阀处于半开位置，冲洗、清除阀体内外可能存在的危险物质。

关闭球阀，拆掉两边法兰上的连接螺栓和螺母，然后将阀由管线上*移除。

依序拆卸驱动装置-执行机构、连接支架、防松垫圈、阀杆螺母、蝶形弹片、格南、耐磨片、阀杆填料。

拆卸体盖连接螺栓和螺母，将阀盖与阀体分离，并拿掉阀盖垫圈。

确认阀球在“关断”位置，这可以将其较容易的从阀体拿出，随后取出阀座。

由阀体中孔向下轻推阀杆直到*取出，然后取出O型圈及阀杆下填料。

注意：请谨慎操作，以避免擦伤阀杆表面及阀体填料函密封部位。

B)、重新组装

清洗和检查拆下零件，强烈*用备用零件包更换其阀座及阀盖垫圈等密封件。

按拆卸的相反顺序进行组装。

用规定的扭矩，交叉锁紧法兰连接螺栓。

用规定的扭矩，锁紧阀杆螺母。

安装执行机构后，输入相应的信号通过旋转阀杆带动阀芯旋转，使阀门至打开和关闭位置。

如有可能，请在回装管道前，按相关标准对阀进行压力密封测试

由于球阀通常用橡胶、尼龙和聚四氟乙烯作为阀座密封圈材料，因此它的使用温度受到阀座密封圈材料的限制。球阀的截止作用是靠金属球体在介质的作用下，于塑料阀座之间相互压紧来完成的（浮动球球阀）。阀座密封圈在一定的接触压力作用下，局部地区发生弹塑变形。这一变形可以补偿球体的制造精度和表面粗糙度，保证球阀的密封性能。    又由于球阀的阀座密封圈通常采用塑料制成，故在选择球阀的结构和性能上，要考虑球阀的耐火和防火，特别是在石油、化工、冶金等部门，在易燃、易爆介质的设备和管路系统中使用球阀，更应注意耐火和防火。     通常，在双位调节、密封性能严格、泥浆、磨损、缩口通道、启闭动作迅速（1/4转启闭）、高压截止（压差大）、低噪声、有气穴和气化现象、向大气少量渗漏，操作力矩小、流体阻力小的管路系统中，*使用球阀。     球阀也适用于轻型结构、低压截止（压差小）、腐蚀性介质的管路系统中。在低温（深冷）装置和管路系统中也可选用球阀。在冶金行业的氧气管路系统中，需使用经过严格脱脂处理的球阀。在输油管线和输气管线中的主管线需埋设在地下时，需使用全通径焊接式球阀。在要求具有调节性能时，需选用带V形开口的结构的球阀。在石油、石油化工、化工、电力、城市建设中，工作温度在200度以上的管路系统可选用金属对金属密封的球阀。  编辑本段安装    1）取掉法兰端两边的保护盖，在阀*打开的状态下进行冲洗清洁。     2）安装前应按规定的信号（电或气）进行整机测试（防止因运输产生振动影响使用性能），合格后方可上线安装（接线按电动执行机构线路图）。     3）准备与管道连接前，须冲洗和清除干净管道中残存的杂质（这些物质可能会损坏阀座和球）。     4）在安装期间，请不要用阀的执行机构部分作为起重的吊装点，以避免损坏执行机构及附件。     5）本类阀应安装在管道的水平方向或垂直方向。     6）安装点附近的管道不可有低垂或者承受外力的现象，可以用管道支架或者支撑物来消除管线的偏离。     7）与管道连接后，请用规定的扭矩交叉锁紧法兰连接螺栓。  编辑本段操作和使用    1）操作前须确认管路和阀已被冲洗过。     2）阀的操作按执行机构输入信号大小带动阀杆旋转完成：正向旋转1/4圈（90°）时，

阀关断。反向旋转1/4圈（90°）时，阀开启。     3）当执行机构方向指示箭头与管线平行时，阀门为开启状态；指示箭头与管线垂直时，阀门为关闭状态。

维修：拥有较长的使用寿命和免维修期，将依赖以下几个因素：正常的工作条件、保持和谐的温度/压力比，以及合理的腐蚀数据