(完整版)球阀结构(BallValve)
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第二章 球阀(Ball Valve)
2.1 球阀的用途 2.2 球阀的种类 2.3 球阀的结构 2.4 球阀的密封
球阀
球阀的用途
图所示管线线路截断球阀.其所以采用全通 径球阀,主要系满足清管时PIG的畅通无阻.
球阀的用途
球阀的种类
A.依结构分 B. 依球径分 C. 依设计分 D.依密封原理分
球阀的种类
全焊型
全焊型管柱型球阀
通常使用于埋地或海底管线.阀心为圆 柱体.阀体与阀端的连接也是全焊接.
球阀的种类
全焊型球形球阀
通过阀体的球形外观可判断该阀门为球阀。图片显示的是 Cameron T31全焊接球阀，其特点是球体具有横向的焊缝 Cameron球阀属于耳轴式球阀，具有双截断和自泄式的结构。 老式的Cameron球阀通常具有旋转式阀座密封圈结构
球阀的种类
球阀的特性比较
Possible leakage to Atmosphere
One piece body Repairable Repairable in line
Body Trunning
Full Weld No. Yes Yes No No
Split Body Yes Yes No Yes No
1. 随管线压力逐渐增加,浮动球体挤压下游固定密封
座的压力也越大. 密封效果相对而言应该更好.
2. 而开关阀门所需的扭距也加大. 3. 上游此时基本上是不密封, 所以阀腔的压力与管
线的压力是平衡的
球阀的结构
浮动球阀球体对下游固定密封座的压力
SIZE (mm)
50 50 50 100 100 100 200 200 200 400 400 400
球阀的种类
C. 依设计分
耳轴ห้องสมุดไป่ตู้(Trunnion) 浮动式(Floating) 轨道球阀(Orbit)
球阀的种类
耳轴式(Trunnion)
• 阀门系绕着固定轴旋转开关阀门关闭时,管线压力直接作用
于球体传递到轴承.
• 阀门关闭时,下游的密封座除了弹簧的作用力外,不承受载力
球阀的种类
耳轴式轴承设计相异
2.3 球阀的结构
所有的球阀都包括一个球体关闭件结构。阀由开到 关，关闭件旋转90度。通常顺时针方向是关阀方向
球阀的结构
轴承式固定球阀
阀体丝扣
耳轴
阀杆注脂口
密封座注脂口 阀体排污口
球阀的结构
浮动球阀的结构
球阀的结构
浮动球在顶点与阀杆支撑并能够横向移动至压力低的任何方向。 浮动球绕阀体中心线作90度旋转来达到开启、关闭阀门
球阀的种类
全焊型球形球阀
通过阀体的球形外观可判断该阀门为球阀。图片显示的是Borsig Model G型焊接球阀，其特点是球体具有纵向的焊接痕迹
球阀的种类
两段螺栓型
两段螺栓型设计通常其尺寸不超过24英寸
球阀的种类
三体螺栓型
阀门更换容易,但不适合埋地
球阀的种类
顶装式
此类阀门的上盖在管线没有压力时是可以 打开,进行阀门的修理而不需要断接管线.
球阀的种类
D. 依密封原理分
DBB(Double Block & Bleed) DPE(Double Piston Effect) SR(Self Relief – Up/Down stream
球阀的种类
密封座与阀球接触的地方嵌入0.02“ (0.5 mm)的耐龙材质 (图中蓝色部分)的密封圈，从而增加了密封的效果.
A. 依结构分:
– 全焊型 – 两段螺栓型 – 三体螺栓型 – 顶装式
球阀的种类
旋转式密封座的设计
老式的Cameron球阀有一个特别设计就是旋转式密封座结构。当阀体被旋转 到关闭的位置，与球体两侧相连接的“dog”将推转密封圈旋15度.旋转式阀座 密封圈结构具有使受损的阀座密封面远离球体对应受损面的作用，从而减小 泄漏通道的通过能力，注入密封挤后增加了密封的可靠性.球体逆时针旋转90 度使阀门处于关位，但是在阀门关到7/8的时候，随着阀座密封圈的旋转，拨 齿咬合效应出现，从而使得最后1/8的关阀行为因推密封座旋转而变得异常困 难.当阀门开关24次时，阀座密封圈完成一个360度的全旋转
支撑有偏移
一般设计
上窄下宽的支撑
特殊设计
球阀的种类
浮动式(Floating)
阀门关闭时,管线压力直接作用于球体推向密封座以达密封的效果
球阀的种类
耳轴式与浮动球阀的比较
Item
Operating Torque Max. pressing to the seat ring Max. pressure rating Costs
Top-Entry Yes Yes Yes Yes Yes
球阀的种类
B. 依球径分
•全通径球阀 •缩径球阀
球阀的种类
全通径球阀
球径与端口通一口径 标识: 10 x 10 x 10 (端口口径: 10英寸, 球径: 10英寸)
球阀的种类
缩径球阀
球径小于端口口径 标识: 10 x 8 x 10 (端口口径: 10英寸, 球径: 8英寸)
Trunning 耳轴式
Low Low High High
Floating 浮动式
High High Low Low
球阀的种类
轨道球阀(Orbit)
Cameron Orbit
Grove Omega
在设计结构上非常的相似。通常阀杆具有特别的密封机理：在球体旋转90度前， 阀杆推动球体离开阀座密封圈。这些阀也具有一个螺纹明杆,易受腐蚀
Rockwell Hypresphere是早先用在高压管线的浮动球球阀设备
球阀的结构
浮动球的密封原理
在管线压力作用下，浮动球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。 进、出口端的压差越大，密封效果越好。为降低球体的 扭矩和磨损，球阀操作前应保证浮动球两侧的压力平衡
球阀的密封
浮动球阀
PRESSURE CLASS (bar)
16 40 100 16 40 100 16 40 100 16 40 100
AXIAL FORCE (kN) 3.1 7.8 20 13 31 79 50 126 314 201 503 1256
浮动球球阀很少使用在大管径或高压管线上， 这是因为使用这种球阀需要较大的工作扭矩。 由于浮动球球阀低廉的费用、简单的设计、操 作及维护方便，浮动球球阀通常用于小管径、 低运行压力的管线。如此低廉的球阀几乎不需 要预留润滑/注脂接头。阀门的维护也仅仅只 有维修或拆卸更换的工作
2.1 球阀的用途 2.2 球阀的种类 2.3 球阀的结构 2.4 球阀的密封
球阀
球阀的用途
图所示管线线路截断球阀.其所以采用全通 径球阀,主要系满足清管时PIG的畅通无阻.
球阀的用途
球阀的种类
A.依结构分 B. 依球径分 C. 依设计分 D.依密封原理分
球阀的种类
全焊型
全焊型管柱型球阀
通常使用于埋地或海底管线.阀心为圆 柱体.阀体与阀端的连接也是全焊接.
球阀的种类
全焊型球形球阀
通过阀体的球形外观可判断该阀门为球阀。图片显示的是 Cameron T31全焊接球阀，其特点是球体具有横向的焊缝 Cameron球阀属于耳轴式球阀，具有双截断和自泄式的结构。 老式的Cameron球阀通常具有旋转式阀座密封圈结构
球阀的种类
球阀的特性比较
Possible leakage to Atmosphere
One piece body Repairable Repairable in line
Body Trunning
Full Weld No. Yes Yes No No
Split Body Yes Yes No Yes No
1. 随管线压力逐渐增加,浮动球体挤压下游固定密封
座的压力也越大. 密封效果相对而言应该更好.
2. 而开关阀门所需的扭距也加大. 3. 上游此时基本上是不密封, 所以阀腔的压力与管
线的压力是平衡的
球阀的结构
浮动球阀球体对下游固定密封座的压力
SIZE (mm)
50 50 50 100 100 100 200 200 200 400 400 400
球阀的种类
C. 依设计分
耳轴ห้องสมุดไป่ตู้(Trunnion) 浮动式(Floating) 轨道球阀(Orbit)
球阀的种类
耳轴式(Trunnion)
• 阀门系绕着固定轴旋转开关阀门关闭时,管线压力直接作用
于球体传递到轴承.
• 阀门关闭时,下游的密封座除了弹簧的作用力外,不承受载力
球阀的种类
耳轴式轴承设计相异
2.3 球阀的结构
所有的球阀都包括一个球体关闭件结构。阀由开到 关，关闭件旋转90度。通常顺时针方向是关阀方向
球阀的结构
轴承式固定球阀
阀体丝扣
耳轴
阀杆注脂口
密封座注脂口 阀体排污口
球阀的结构
浮动球阀的结构
球阀的结构
浮动球在顶点与阀杆支撑并能够横向移动至压力低的任何方向。 浮动球绕阀体中心线作90度旋转来达到开启、关闭阀门
球阀的种类
全焊型球形球阀
通过阀体的球形外观可判断该阀门为球阀。图片显示的是Borsig Model G型焊接球阀，其特点是球体具有纵向的焊接痕迹
球阀的种类
两段螺栓型
两段螺栓型设计通常其尺寸不超过24英寸
球阀的种类
三体螺栓型
阀门更换容易,但不适合埋地
球阀的种类
顶装式
此类阀门的上盖在管线没有压力时是可以 打开,进行阀门的修理而不需要断接管线.
球阀的种类
D. 依密封原理分
DBB(Double Block & Bleed) DPE(Double Piston Effect) SR(Self Relief – Up/Down stream
球阀的种类
密封座与阀球接触的地方嵌入0.02“ (0.5 mm)的耐龙材质 (图中蓝色部分)的密封圈，从而增加了密封的效果.
A. 依结构分:
– 全焊型 – 两段螺栓型 – 三体螺栓型 – 顶装式
球阀的种类
旋转式密封座的设计
老式的Cameron球阀有一个特别设计就是旋转式密封座结构。当阀体被旋转 到关闭的位置，与球体两侧相连接的“dog”将推转密封圈旋15度.旋转式阀座 密封圈结构具有使受损的阀座密封面远离球体对应受损面的作用，从而减小 泄漏通道的通过能力，注入密封挤后增加了密封的可靠性.球体逆时针旋转90 度使阀门处于关位，但是在阀门关到7/8的时候，随着阀座密封圈的旋转，拨 齿咬合效应出现，从而使得最后1/8的关阀行为因推密封座旋转而变得异常困 难.当阀门开关24次时，阀座密封圈完成一个360度的全旋转
支撑有偏移
一般设计
上窄下宽的支撑
特殊设计
球阀的种类
浮动式(Floating)
阀门关闭时,管线压力直接作用于球体推向密封座以达密封的效果
球阀的种类
耳轴式与浮动球阀的比较
Item
Operating Torque Max. pressing to the seat ring Max. pressure rating Costs
Top-Entry Yes Yes Yes Yes Yes
球阀的种类
B. 依球径分
•全通径球阀 •缩径球阀
球阀的种类
全通径球阀
球径与端口通一口径 标识: 10 x 10 x 10 (端口口径: 10英寸, 球径: 10英寸)
球阀的种类
缩径球阀
球径小于端口口径 标识: 10 x 8 x 10 (端口口径: 10英寸, 球径: 8英寸)
Trunning 耳轴式
Low Low High High
Floating 浮动式
High High Low Low
球阀的种类
轨道球阀(Orbit)
Cameron Orbit
Grove Omega
在设计结构上非常的相似。通常阀杆具有特别的密封机理：在球体旋转90度前， 阀杆推动球体离开阀座密封圈。这些阀也具有一个螺纹明杆,易受腐蚀
Rockwell Hypresphere是早先用在高压管线的浮动球球阀设备
球阀的结构
浮动球的密封原理
在管线压力作用下，浮动球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。 进、出口端的压差越大，密封效果越好。为降低球体的 扭矩和磨损，球阀操作前应保证浮动球两侧的压力平衡
球阀的密封
浮动球阀
PRESSURE CLASS (bar)
16 40 100 16 40 100 16 40 100 16 40 100
AXIAL FORCE (kN) 3.1 7.8 20 13 31 79 50 126 314 201 503 1256
浮动球球阀很少使用在大管径或高压管线上， 这是因为使用这种球阀需要较大的工作扭矩。 由于浮动球球阀低廉的费用、简单的设计、操 作及维护方便，浮动球球阀通常用于小管径、 低运行压力的管线。如此低廉的球阀几乎不需 要预留润滑/注脂接头。阀门的维护也仅仅只 有维修或拆卸更换的工作