球阀的结构原理(详细)

坚固的阀体承受 管线应力和振动
阀体密封垫片，不 受温度变化的影响
从阀体内倒装的轴
浮动球球阀
阀杆
阀杆填料 左阀体
右阀体
流向
球体
上游阀座
下游阀座
阀杆
防阀杆吹出的法兰
阀杆底部的扁榫
球体顶端的扁槽
球体
浮动球球阀关闭时球体与下游阀座的密封
浮动球
球体 阀体的流通通道 下游阀座
压差
支承球体 的作用力
上游阀座
十二。清洗阀体 中腔的功能
球阀中腔的清洗
卸压阀
清洗液从阀体顶 部的卸压阀口注 入，经过阀体的 中腔之后，从阀 体底部的放泄阀 排出。经过这一 过程，积聚在阀 体中腔内的杂质 被冲洗出阀体。
放泄阀
十三。现场维修
阀门的控制系统
现场维修控制系统
球阀的结构保证，在
执行机构或控制系统 出现故障的情况下， 也不会影响到阀门的 使用。而且能够在不
美国劳氏船级社颁发的符合防火试验的证书
阀门作耐火设计 ，均为防火安全 型。 完全符合API 607规范。
四。阀杆泄漏时
注入密封脂的功能
阀杆泄漏时注入密封脂的功能
阀杆
注油嘴
连接板
注油通道 橡胶O形圈
中间体
填料箱
五。阀座泄漏时
注入密封脂的功能
G系列固定球球阀阀座的
紧急注入密封脂的功能
固定球球阀阀体上的阀座注油嘴
填料箱的凹槽 防阀杆吹出的法兰
球体
二。双截断和放泄 （DBB)的功能
双截断和放泄（DBB)的功能
球阀关闭
双截断和放泄（DBB)的功能
球阀开启
双截断和放泄（DBB)功能
阀座的结构设计成：阀门处在关 闭位置时，阀座的两侧在压力的 作用下均可密封。
拧开阀体底部的放泄塞 放泄阀体中腔中的压力
放泄阀
放泄阀的结构
第2.3.3节 流体的热膨胀
“在某些条件下，一些双阀座阀门的设计，在两个流向上都 能同时密封从阀盖区（中腔）至相邻管道间的压差。阀盖区 （中腔）内充满液体，并且又受到加热温度上升，这种情况 可能会导致这一区域内压力的聚集。需要对一台关闭的隔离 阀进行冷态静压试验的高温系统，就是一个例子。如果冷态 静压试验结束后不将这台隔离阀打开，哪怕是部分打开，以 排放掉阀盖区（中腔）的流体，则在接着这一试验后的高温 系统启动过程中，截留在阀盖区（中腔）内的流体会得到它 的加热。在可能发生这一状况的场合，买方有责任提供，或 者要求卖方提供，设计和/或安装，或者操作程序上的方法或 装置，保证在所达到的温度下阀门内的压力不会超过本标准 允许的压力。”
自动释放阀体中腔的压力。
单向活塞效应的用处：
上游阀座受到损坏后，流体流入中腔，中腔的压力高于阀门下 游的压力
G系列球阀的双向活塞效应阀座，不能同球体密封， 整台球阀发生泄漏。 GK系列球阀的单向活塞效应阀座，下游阀座同球体
密封，整台球阀依然不漏。
七。自动释放
中腔压力的功能
美国国家标准 ANSI B16.34-1981
上游阀座顶离球体方向活塞效应的作用
中间体 连接体
弹簧
阀座
球体
弹簧产生初始密封力，活塞效应产生辅助密封力
阀体中腔的压力大于阀体下游的压力
阀门关闭时，阀座顶离球体方向的活塞效应 中间体
阀体中腔的压力P0
A2 A4 A3
连接体
橡胶O形密封圈
石墨密封环 阀座
A1
球体
阀体下游的压力P2
活塞效应的作用力 F=（P0―P2）×A2―P1 × A4
• 材料的刚性完全能承受地质侵 害及管线综合应力。
固定球球阀
阀座密封力的产生
弹簧产生初始密封力 流体压差产生辅助密封力
连接体
弹簧
中 间 体 阀座
P2
橡胶O形密封圈 A 阀座嵌件
阀门流通通道
P1
球体
固定球球阀的上、下阀杆
固定球球阀的上阀杆
固定球球阀的上阀杆---放大
平鍵
连接板 填料箱 螺钉 O形密封圈
球体
橡胶O形圈 A2 卡圈
橡胶O形圈 弹簧
橡胶O形圈
A3
阀座 阀体上游的压力P1
A1
活塞效应的作用力 F=（P0―P1）×A2
2.阀门螺母
3.弹簧
4.阀体 5.调整螺钉 6.盖
石墨密封垫
中间体
橡胶O形圈
连接体
弹簧 卡圈
阀体中腔的压力P0
橡胶O形圈 A2 A3
A1
阀座 橡胶O形圈 阀体上游的压力P1
中间体 连接体
弹簧
阀座
球体
弹簧产生初始密封力，活塞效应产生辅助密封力
阀体中腔的压力大于阀体上游的压力
阀门关闭时，阀座顶离球体方向的活塞效应 中间体
阀体中腔的压力P0 橡胶O形密封圈 阀座
A3 A2 A4
连接体
石墨密封环
A1
阀体上游的压力P1
球体
活塞效应的作用力 F=（P0―P1）×A2―P1 × A4
球体
管线有压，阀门关闭的条件下，在线更换最 外层的密封圈
双截断和放泄
• 阀门处在关闭位置而且 球体的一侧受压，阀体中 腔内的介质（气体或液体 ）可以从排泄阀泄放。
七。前、后级密封阀座
的结构原理
阀门的紧急密封
阀门的阀座设计有紧急密封系统。当软密封面受损出现微量泄漏时，通过 辅助密封注射系统，在现场管线带压的情况下，向阀门密封面注射密封剂， 起到暂时辅助密封的作用。
压盖
石墨垫片
压盖与中间体
失火前阀座与球体和阀体的密封
阀体
石墨密封环 压环 橡胶O形密封圈
阀座
弹簧 非金属材料的阀座嵌件
球体
失火后阀座与球体和阀体的密封
烧损后的橡胶 O形密封圈 石墨密封环 压环 阀座和其他间 的金属密封
阀体
阀座
弹簧
烧损后的阀座嵌件
球体
阀门火烧试验装置
最高试验压力：小于10.0MPa 试验标准：ISO 10497、API 607、BS6755
第二部分 阀门的基础知识
阀体材料的压力温度等级
阀体材料的压力温度等级
固定球球阀
软密封阀座的压力 和温度关系
第三部分
浮动球球阀的结构原理
浮动球法兰球阀
900回转，低的启
闭扭矩，便于实现 自动控制 自调整的氟塑料填料 提供长的使用寿命 独特的双重密封， 获得高的密封性能 和长的使用寿命 阀杆填料处密封 采用压盖式结构 经加工的颈部可用 来安装执行机构 轴端宽厚的扁身与球 相啮合，具有足够强 度用以驱动球体
初级密封---硬密封
次级密封---软密封
阀体上游的压力大于阀体中腔的压力
阀门关闭时，阀座顶向球体方向的活塞效应
石墨密封垫
中间体
橡胶O形圈
连接体
弹簧 卡圈
阀体中腔的压力P0
橡胶O形圈
A2 A3
A1
阀座 阀体上游的压力P1
橡胶O形圈
球体
活塞效应的作用力 F=（P1―P0）×A2
小结
双向活塞效应的用处：
下游阀座顶离球体方向的活塞效应
中间体 连接体
弹簧 阀座
球体 活塞效应产生的推力，使得中腔的过高压力向阀门的下游释放
GK系列固定球球阀的
单向活塞效应
GK系列软硬密封、固定球球阀
GK系列---双重密封的结构
阀座密封采用组合密封的结构，初级的金属密封能 有效地防止固体颗粒对密封面的损坏；次级密封是橡胶O 形圈密封，能保证阀门达到“零”泄漏的密封要求。
阀体中腔
放泄孔
阀体
阀芯 阀座 阀体
放泄口
锁紧螺母
二。防静电的功能
阀杆的防静电结构
阀杆
连接板
填料箱
弹簧
中间体
钢珠
球体的防静电结构
球体
阀杆
弹簧
中间体
蝶形弹簧片的静电引出装置
静电电荷从球体引导到阀体
球体
阀座
阀体
蝶形弹簧片
螺旋弹簧的静电引出装置
静电电荷从球体引导到阀体
球体
螺旋弹簧
阀体
三。失火安全的功能
阀体中腔的压力大于阀体上游的压力
石墨密封垫
中间体
橡胶O形圈
连接体
弹簧 卡圈
阀体中腔的压力P0
橡胶O形圈 A1
阀座
球体
橡胶O形圈
A2 A3
阀体上游的压力P1 活塞效应的作用力 F=（P0―P1）×A2
阀门关闭时，阀座顶向球体方向的活塞效应
阀体中腔的压力大于阀体下游的压力
中间体 连接体
石墨密封垫
阀体中腔的压力P0
双向活塞效应
G系列软密封、固定球球阀
阀体上游的压力大于等于阀体中腔的压力
阀门关闭时，阀座顶向球体方向的活塞效应 连接体
石墨密封环
A1
中间体
阀体中腔的压力P0 橡胶O形密封圈 阀座
A3 A2 A4
阀体上游的压力P1
球体
活塞效应的作用力 F=（P1―P0）×A2 + P1×A4
上游阀座顶向球体方向活塞效应的作用
埋地接长阀杆的球阀
接长后的放 泄阀、卸压 阀和注油嘴
接长阀杆
接长管
直埋的全焊接 阀体的球阀
十。防阀体腐蚀的功能
十一。抗流体
硫化应力裂化的功能
抗硫化应力
客户要求满足硫化 环境的工况要求时，阀 门的零部件材料，严格 符合美国腐蚀工程师协 会的 NACE MR 0175或 NACE MR 0103标准 。 并在制造的过程中，进 行严格的质量控制和质 量检测，以期确保符合 标准的要求。
阀体中腔的压力大于阀体上游的压力
中间体 连接体
阀体中腔的压力P0
橡胶O形密封圈 唇形密封圈 橡胶O形密封圈
阀座
阀体上游的压力P1
球体
阀体上游的压力大于等于阀体中腔的压力
中间体 连接体
阀体中腔的压力P0
橡胶O形密封圈
唇形密封圈 阀座 阀体上游的压力P1 橡胶O形密封圈
球体
六。球阀阀座的活塞效应
G系列球阀的
卸压阀
八。使用清扫器清扫的功能
满足清管要求
• 阀门符合API 6D的 全部要求，全通径， 满足管线清管要求。 具有最大的流通能力。 • 另外，也可按用户 系统的要求，提供缩 径球阀。
九。埋地的功能
阀杆接长
全焊接阀体的管线球 阀，供阀门直埋地下的 用途时，可接长阀杆， 允许操作人员在地面操 纵阀门。阀体上的放泄 阀、卸压阀以及阀杆和 阀座密封脂的注油嘴， 均都通过接长管连接到 阀杆接长杆的顶端。
阀座紧急密封时密封脂的注入
注油抢嘴 密封脂
注油通道
钢珠
注油嘴
弹簧
单向阀
中间体
橡胶O形密封圈
注油通道
连接体
弹簧
阀座
阀座嵌件
石墨密封环
注油通道
储油区
GK系列固定球球阀阀座的
紧急注入密封脂的功能
向阀座注油嘴注入密封脂后
中间体 连接体
阀体中腔的压力P0
橡胶O形密封圈 唇形密封圈 橡胶O形密封圈
阀座
球体 阀体上游的压力P1
球体的流通通道
浮动球向下游浮动的原理
阀杆不会挡住球 体向下游的浮动
阀门关闭时，压 力的作用方向
浮动球球阀的特点
1.球体在压差的作用下，会往阀门的下游微量位移
2.球阀的密封性能，主要取决于它的下游阀座
3.阀座夹杂球体和阀体之间不能移动
第四部分
固定球球阀的结构原理
固定球球阀的外形
固定球球阀的结构
G系列固定球球阀阀体 中腔自动卸压的功能
下游阀座顶离球体方向的活塞效应
中间体 连接体
弹簧 阀座
球体 活塞效应产生的推力，使得中腔的过高压力向阀门的下游释放
卸压阀在球阀中的安装位置
阀芯 阀座
导向杆
弹簧
卸压阀
GK系列固定球球阀阀体 中腔自动卸压的功能
卸压阀在球阀中的安装位置
阀芯 阀座
导向杆
弹簧
几个影响火烧后球阀内、外漏性能的部位
阀座部位 上阀杆部位
下阀杆部位
上阀杆部分
连接板 填料箱
石墨垫片
填料箱与中间体
O形密封圈
中间体
连接体
连接体
O形密封圈
石墨垫片
连接体与中间体
上阀杆
球体
O形密封圈
石墨垫片
阀杆与填料箱
下阀杆部分
石墨垫片 连接体
连接体与中间体
球体 连接体
O形密封圈
下阀杆
中间体
O形密封圈
拆卸阀门中其它部件
的情况下，进行执行 机构零件的更换和现 场维修。
十四。可与各种类型
的执行机构适配
驱动装置
• 公司可以提供配套各种规格型号的电动、气动、 气液联动操作机构。 • 阀门与驱动装置联接尺寸符合ISO 5211国际标准。 • 客户可以指定世界各国任何品牌的驱动装置与之配套。
阀门关闭时，阀座顶向球体方向的活塞效应
中间体
连接体 连接体
石墨垫片 上阀杆 石墨垫片
石墨垫片
O形密封圈
球体 轴承
O形密封圈
固定球球阀的下阀杆
固定球球阀的下阀杆---放大
连接体 轴承 球体
连接体
O形密封圈
石墨垫片
下阀杆
中间体
O形密封圈 盖板
石墨垫片
来自百度文库
第五部分 固定球球阀的功能
一。防阀杆吹出的功能
防上阀杆吹出的结构
填料箱
连接体 连接板 中间体 连接体 上阀杆
密封脂
截断和排泄
阀门处在关闭位置而且球 体的一侧受压，阀体中腔 内的介质（气体或液体） 可以从排泄阀泄放。
排泄阀
前、后级密封阀座设计的优点在于：一旦阀门上游的密封面损坏，发生 泄漏时，流体可以通过上游阀座进入到了阀门的中腔，致使流体的压力 双面密封阀座的特点在于：一旦上游阀座损坏而泄漏，介质压力进入阀 作用在下游阀座前后两个面积大小不同的径向端面上，产生一个把下游 阀座推向球体的密封力，使得下游阀座担当起密封阀门的功能。 腔作用在下游侧，将阀座推向球体紧密接触，使下游阀座照样能密封。
连接板 平鍵 上阀杆 填料箱
吊耳
连接体
球体
轴承
阀座
中间体
轴承
连接体 下阀杆
压板
固定球球阀的选料
• 阀门的阀体、球体和连接体材 料及其它内件均为锻钢，并符合 API 6D中所述的标准与此等效的 材质标准，连接体材料具有良好 的可焊性。永远克服与根本避免 由于铸件砂眼、裂缝、缩孔而引 起的外泄漏现象。