球閥的問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世紀初期,但是這一結(jié)構(gòu)專利由于當時材料工業(yè)和機械加工業(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度,一定的彈塑性,良好的自潤滑特性,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,由于車球機和磨球機的進步,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)的閥門新品種進入閥門市場,引起廣泛的關(guān)注,逐漸取代傳統(tǒng)的閥門產(chǎn)品截止閥、閘閥、旋塞閥和蝶閥,并不斷地擴大其應(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,最高壓力等級為4500磅級,最低溫度可達到液氫溫度-25℃,最高溫度可達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)展前景的一種閥門類型。
球閥發(fā)展歷史、工作原理與優(yōu)點
球閥是由旋塞閥演變而來,具有同樣旋轉(zhuǎn)90度的動作,不同的是旋塞體是一個球體,有圓形通孔或通道通過其軸線。球面和通道口的比例應(yīng)該是這樣的,即當球旋轉(zhuǎn) 90 度時,在進、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面,從而截斷流動。
球閥只需要用旋轉(zhuǎn) 90 度的操作和很小的轉(zhuǎn)動力矩就能關(guān)閉嚴密。完全平等的閥體內(nèi)腔為介質(zhì)提供了阻力很小、直通的流道。通常認為球閥最適宜直接做開閉使用,但近來的發(fā)展已將球閥設(shè)計成使它具有節(jié)流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結(jié)構(gòu)緊湊,易于操作和維修,適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì),而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì),如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的,也可以是組合式的。
球閥 優(yōu)點
?流體阻力小,其阻力系數(shù)與同長度的管段相等;
?結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕;
?緊密可靠,目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好,在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用;
?操作方便,開閉迅速,從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn) 90°,便于遠距離的控制;
?維修方便,球閥結(jié)構(gòu)簡單,密封圈一般都是活動的,拆卸更換都比較方便;
?在全開或全閉時,球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離,介質(zhì)通過時,不會引起閥門密封面的侵蝕;
?適用范圍廣,通徑從小到幾毫米,大到幾米,從高真空至高壓力都可應(yīng)用。