固定球球阀的密封原理与结构特征

浮动球球阀的设计范围受到通径和压力级的限 制，这样就促进固定球球阀结构的发明。“固定球球 阀” 一词的翻译是不十分确切的，英文“trunnionmounted ball valve”准确的译文应是“支轴球球阀”， 球体上带有两个支承轴的球阀。这一结构的球阀，大大拓展了球阀的压力等级和通径。下面讨论其结构原理。

固定球球阀的密封原理与结构特征

（1）固定球球阀密封原理

固定球球阀（图3-14）的启闭件是一个带两个支承轴的球体，中间有一个与管道通径相等通道，两侧有两个浮动的阀座，球体回转时不偏离球体上支承轴 的轴线，支承轴由上下两滑动轴承支撑，阀座是浮动 的，在介质力作用下，推向球体产生一个接触应力， 以获得可靠的密封。同浮动球球阀一样，阀门从开启至关闭，或者从关闭至开启回转90°角行程。

（2）固定球球阀结构特征

固定球球阀阀体由主阀体，左、右两个副阀体组 成，球体是一个上端有轴颈，下端有一轴孔的球体， 阀体上部有一个填料箱，与球体轴颈相接处有一个滑 动轴承，球体下端有一个轴孔，装有滑动轴轴承套， 阀体底部有一个轴承插入球体下端的轴孔内。这样球 体被保持在回转中线上，转动时不会产生偏移。球体 两侧对称地有两个浮动的阀座组件，这一阀座组件由 金属座圈，镶嵌在座圈内PTFE密封环，外缘上的橡 胶0形圈和背面螺旋弹簧等组成。当阀门关闭时， 介质力作用在密封座的组件上，使阀座与球体接触， 产生接触应力，获得有效的密封。阀杆与填料箱体由 〇形橡胶圈密封。

固定球球阀的结构比浮动球球阀复杂得多，其原 理是介质压力推动阀座组件作用在球体上产生接触应 力来获得密封，球体回转中心轴线不发生偏移，阀座 的组件是浮动的，所以称之为固定球-浮动阀座结构。 由于介质作用力是作用在一个环形面积上（图3-14）， 其介质推力远小于浮动球球阀介质的作用力，所以固 定球球阀结构适用于高压大口径，其适用的范围压力 级为Classl50〜2500，阀门通径为NPS 2〜60。对于采用PTFE、增强PTFE、尼龙、PEEK等高分子材 料作密封环的结构，设计中仍然要满足密封比压q大于必需的密封比压q_b，小于材料的许用比压[q]，即q_b<=q<=[q]。

由此可见，与浮动球球阀比较，固定球球阀特征如下：

①球体和阀座组合后的尺寸是一个自由尺寸， 并不像浮动球球阀结构形成一个封闭尺寸链。因此， 其密封性能在结构上不受温度和压力波动的影响；

②同样是介质自密封的原理，但固定球球阀的 介质力是作用在阀座的环形面积上，比浮动球球阀介 质力作用在整个通道截面显然要小得多，而且可以通 过合理的设计来予以控制，所以这种结构适用于 NPS 60以下，压力等级适用于Class2500以下的所

有球阀规格，成为球阀发展中重要的一个结构形式；

③基于上述的同样理由，球阀的操作力矩亦远比浮动球球阀小；

④其结构比浮动球球阀复杂，重量大，价格也 比同规格浮动球球阀贵；

⑤可以设计成全通径、标准通径和缩径，具有较大的流通能力和较低的流阻系数。  

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