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            球閥座的作用

            球閥是中央有個通孔的球作開關的閥門,傳統上分為浮動球閥和軸耳固定球閥兩種。浮動球閥結構見圖1。浮動球閥的開關球經閥座密封對接在閥體中轉動,轉動到通孔與通道口對準時為全通,轉動到通孔與通道口成90°時為全閉。浮動球閥的開關球通過槽與操作閥桿相連,在介質壓力作用下,可相對閥桿或閥體浮動在下游閥座上,從而實現關閉密封。軸耳固定球閥的開關球通過以閥桿作軸的軸耳固定在閥體上,在介質壓力作用下,不可相對閥體浮動,只能通過上游閥座的浮動實現關閉密封。因此,浮動球閥的閥座可以是固定閥座,軸耳固定球閥的閥座是浮動閥座。 

            球閥座的作用是完成開關球與閥體的斜角對接和密封,因此,球閥座至少有(當然也可只有)3個互成角度的表面:對開關球的密封面、對閥體的密封面和對閥體的力平衡支承面。如果只有這3個表面,則意味著球閥座是無表面裸露并以三角形為截面的。如果無表面裸露,則密封性能優異的軟閥座,可象液壓缸中的液壓油一樣,既難于發生壓縮變形,又難于發生縫隙擠出流動變形或被擠破,擁有比材料本身許用承載能力更高的承載能力,可達到很高的壓力應用極限,壽命更長且可靠性更高。

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            1.體帽 2.體密封 3.閥座 4.開關球 5.閥體 6.閥桿
            圖1 浮動球閥結構圖

            對應圖1關閉狀態時的A-A剖面圖見圖2,等邊三角截面密封環的三面相等受力F和不等受力面積(因回轉半徑存在差異)正好滿足各面不等應力的需要,應力稍大的球密封面AB正好滿足其對球的動密封,應力稍小的體密封面BC正好滿足其對體的靜密封,應力再稍小的支承面CA正好滿足其在支承環上的滑動。再者,只有等邊三角截面才能避免閥座出現小于60?的薄弱角。因此,如果球閥座以三角形為截面,則應以等邊三角形為截面。

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            圖2 以等邊三角形為截面輪廓的復合球閥座

            對應圖1的X局部放大視圖見圖3和圖4。圖3所示的球閥座截面雖然不是等邊三角形,但卻是由等邊三角形ABC決定的,邊AB是球密封弦、邊BC是座的體密封面形成邊、邊CA的投影邊CD是座的圓柱支承面形成邊。圖4所示的球閥座截面雖然也不是等邊三角形,但還是由等邊三角形ABC決定的,邊AB是球密封弦、邊BC的投影邊CF′或其延長邊CF是座的端密封面形成邊、邊CA的投影邊CD是座的圓柱支承面形成邊。

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            圖3 以等邊三角形為截面成分的球閥座

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            圖4 以等邊三角形為截面要素的球閥座

            圖2~圖4的等邊三角形ABC的方位都是閥座的方位,3個頂點的回轉直徑Do、Ds和Di(De)或其相關流通面積Ae、Ac、Aep和As(Ds對應圓面積)都是閥座的密封性能界定參數。因此,球閥座的設計可都是對其截面基準結構——等邊三角形的設計。 


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