浮動(dòng)球球閥結(jié)構(gòu)特征
進(jìn)一步分析球閥的結(jié)構(gòu)，并與傳統(tǒng)閥門(mén)做一個(gè)簡(jiǎn)明的比較。
1.全通徑，就是與管線(xiàn)的流道直徑相等，具有最大的流通能力，最大的流量系數(shù)Cv值，或者說(shuō)流阻最小。這在工程上應(yīng)用具有十分重要的意義，特別是從節(jié)能環(huán)保的角度而言，球閥是一個(gè)節(jié)能產(chǎn)品。對(duì)于一個(gè)2in的閥門(mén)，球閥與其他結(jié)構(gòu)形式的閥門(mén)，如閘閥、截止閥、蝶閥、旋塞閥，其流量系數(shù)比較如下表所示。
2in閥門(mén)的流量系數(shù)
閥門(mén)類(lèi)型 | 球閥 | 蝶閥 | 閘閥 | 旋塞閥 | 截止閥 |
流量系數(shù)Cv值 | 490 | 145 | 210 | 70 | 44 |
如果用等效的管子長(zhǎng)度來(lái)表示閥門(mén)的局部阻力，在官網(wǎng)的水力計(jì)算中，美國(guó)氣體加工和供應(yīng)者聯(lián)合會(huì)(GPSA)的工程數(shù)據(jù)手冊(cè)給出這一等效長(zhǎng)。
數(shù)據(jù)表明，閥門(mén)的阻路系數(shù)截止閥和止回閥最大，其次是旋塞閥、閘閥，球閥的局部阻力最小。
閥門(mén)局部阻力的管徑等效長(zhǎng)度
通徑 | 截止閥 | 止回閥 | 旋塞閥 | 閘閥和球閥 |
1 | 55 | 13 | 7 | 1 |
2 | 70 | 17 | 14 | 2 |
3 | 100 | 25 | 21 | 2 |
4 | 130 | 32 | 30 | 3 |
1/2-20in全通徑與標(biāo)準(zhǔn)通徑(縮徑)球閥的流量系數(shù)如下表，流量系數(shù)Cv值時(shí)表示60°F的水，在1psi(0.07bar)的壓差下，流經(jīng)閥門(mén)每分鐘的加侖(美制)數(shù)。
球閥的流量系數(shù)
尺寸/in(mm) | 縮口 | 全通徑 |
1/2(15) | 9 | — |
3/4(20) | 19 | 50 |
1(25) | 45 | 100 |
1 1/2(40) | 125 | 270 |
2(50) | 165 | 490 |
3(80) | 350 | 1160 |
4(100) | 550 | 2200 |
6(150) | 765 | 5100 |
8(200) | 1890 | 9300 |
10(250) | 3900 | 15200 |
12(300) | 6700 | 22400 |
14(350) | 5100 | 36000 |
16(400) | 8100 | 35000 |
18(450) | 11000 | 45000 |
20(500) | 16000 | 58000 |
至于球閥的流量特性，即開(kāi)度與流量系數(shù)的關(guān)系為等百分比特性。球閥的開(kāi)度為50％時(shí)，其流量系數(shù)僅為額定值的10％，開(kāi)度為80％時(shí)，僅為額定值的40％。球閥作為調(diào)節(jié)閥使用具有近似于等百分比流量特性。
2.球閥的啟閉閥桿做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，和蝶閥、旋塞閥一樣，不同于做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的閘閥和截止閥?；剞D(zhuǎn)的角度是90°角行程，與直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的閥門(mén)比較，啟閉方便，便于實(shí)現(xiàn)閥門(mén)操作的自動(dòng)化。如果選用電動(dòng)裝置，直線(xiàn)形成的閥門(mén)選用的是多回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置，做90°角行程的閥門(mén)選用的是部分回轉(zhuǎn)角行程回轉(zhuǎn)的電動(dòng)裝置。
球閥的兩大特點(diǎn)是球閥的發(fā)展以及在工業(yè)領(lǐng)域中不斷替代傳統(tǒng)閥門(mén)的動(dòng)力。因此，在球閥問(wèn)世之后其市場(chǎng)的占有量每年以20％的速度遞增，是發(fā)展最為迅速的一個(gè)閥門(mén)品種。但在球閥的發(fā)展中，對(duì)于閥門(mén)高的密封要求和低的操作力矩要求始終是產(chǎn)品追求的兩個(gè)目標(biāo)，而這兩個(gè)目標(biāo)是一對(duì)矛盾，這一矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一，進(jìn)一步促進(jìn)球閥的發(fā)展。其中最重要的發(fā)展是密封座結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
☆貫川球閥的由來(lái)與發(fā)展
球閥的由來(lái)與發(fā)展
球閥的問(wèn)世是第二次世界大戰(zhàn)以后的事，雖然它的發(fā)明可以追溯到20世紀(jì)初期，但是這一結(jié)構(gòu)專(zhuān)利由于當(dāng)時(shí)材料工業(yè)和機(jī)械加工業(yè)的限制，未能完成其商品化的步驟。一直到1943年，美國(guó)杜邦公司發(fā)明了一種高分子材料聚氟乙烯（PTFE）塑料，這種材料具有足夠的抗拉和抗壓強(qiáng)度，一定的彈塑性，良好的自潤(rùn)滑特性，以及優(yōu)良的耐腐蝕性能，十分適宜作為密封材料，可獲得十分可靠的密封效果。另一方面，由于車(chē)球機(jī)和磨球機(jī)的進(jìn)步，可以加工高圓度和表面光潔度的球體作為球閥的啟閉件。這樣，一種全通徑，90°角行程回轉(zhuǎn)的閥門(mén)新品種進(jìn)入閥門(mén)市場(chǎng)，引起廣泛的關(guān)注，逐漸取代傳統(tǒng)的閥門(mén)產(chǎn)品截止閥、閘閥、旋塞閥和蝶閥，并不斷地?cái)U(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，從小口徑到大口徑，從低壓到高壓，從常溫到高溫、到低溫。目前，球閥的最大口徑已發(fā)展至60in，最高壓力等級(jí)為4500磅級(jí)，最低溫度可達(dá)到液氫溫度-25℃，最高溫度可達(dá)850-900℃，適用于各種介質(zhì)以及氣-固，液-固兩相流，成為最有發(fā)展前景的一種閥門(mén)類(lèi)型。
