球阀座的等边三角截面法设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第38卷第3期石油化工设备Vo1．38NO．32009年5月PETRO-CHEMICALEQUIPMENTMav2009文章编号：1000—7466(2009)03—0033—06球阀座的等边三角截面法设计徐长祥，杨茅(浙江华夏阀门有限公司，浙江温州325024)摘要：球阀的关闭密封不可避免存在球的偏心转动干扰，而球阀座则是一个干扰放大器并拥有固有的抗干扰系数m。按等边三角截面法设计球阀座，可确保其拥有足够的抗干扰能力，使球阀完全靠球浮动或座浮动实现关闭密封，

2、且其操作转动力矩至少降低一半。关键词：浮动球阀；轴耳固定球阀；阀座固定球阀；三角形法设计；阀座抗干扰系数中图分类号：TQ055．8文献标志码：Bl概述球阀是中央有通孔的球作开关的阀门，传统上分为浮动球阀和轴耳固定球阀两种。浮动球阀结构见图l。浮动球阀的开关球经阀座密封对接在阀体中转动，转动到通孔与通道口对准时为全通，转动到通孔与通道口成9O。时为全闭。浮动球阀的开关球通过槽与操作阀杆相连，在介质压力作用下，可相对阀杆或阀体浮动在下游阀座上，从而实现关闭密封。轴耳固定球阀的开关球通过以阀杆为轴的轴

3、耳固定在阀体上，在介质压力作用下，不可相对阀体浮动，只能通过上游阀座的浮动实现关闭密封。因此，浮54中腔321动球阀的阀座可以是固定阀座，轴耳固定球阀的阀1．体帽2．体密封3．阀座4．开关球5．阀体6．阀杆座是浮动阀座。图1浮动球阀结构图球阀座的作用是完成开关球与阀体的斜角对接对应图l关闭状态时的A—A剖面图见图2，等和密封，因此，球阀座至少有(当然也可只有)3个互边三角截面密封环的三面相等受力F和不等受力成角度的表面：对开关球的密封面、对阀体的密封面面积(因回转半径存在差异)正好满足各面不等应

4、力和对阀体的力平衡支承面。如果只有这3个表面，的需要，应力稍大的球密封面AB正好满足其对球则意味着球阀座是无表面裸露并以三角形为截面的动密封，应力稍小的体密封面BC正好满足其对的。如果无表面裸露，则密封性能优异的软阀座，可体的静密封，应力再稍小的支承面CA正好满足其象液压缸中的液压油一样，既难于发生压缩变形，又在支承环上的滑动。再者，只有等边三角截面才能难于发生缝隙挤出流动变形或被挤破，拥有比材料避免阀座出现小于6O。的薄弱角。因此，如果球阀本身许用承载能力更高的承载能力，可达到很高的座以三角形

5、为截面，则应以等边三角形为截面。压力应用极限，寿命更长且可靠性更高。收稿日期：200901—15作者简介：徐长祥(1945一)，男，四川中江人，高级工程师，学士，现主要从事外径规格管路系统(tubingsystem)和内径规格管路系统(pipingsystem)连接原理、结构与零部件的研究。学兔兔www.xuetutu.com石油化工设备2009年第38卷图2～图4所示的等边三角形ABC的方位都是阀座的方位，3个顶点的回转直径D。、D和Di(D)或其相关流通面积A、A、A。和A(D。对应圆面积)

6、都是阀座的密封性能界定参数。因此，球阀座的设计可以都是对其截面基准结构——等边三角形的设计。2开关球浮动密封工作条件图5是图1中处在关闭状态的开关球与阀座。图5中P为介质压强；F为座对球的安装夹持力(代表图1中的阀体)；F一A。P，为球的浮动密封力图2以等边三角形为截面轮廓的复合球阅座(介质对球的推力)；F一(A+A)P，为座的介质去对应图1的X局部放大视图见图3和图4。图密封力，即介质对座的推力；A。为球的介质作用面3所示的球阀座截面虽然不是等边三角形，但却是积，即直径D对应圆面积；A。为座的

7、中腔裸露面由等边三角形ABC决定的，边AB是球密封弦、边积，即裸露环的流通面积；A为座的球覆盖面积，即BC是座的体密封面形成边、边CA的投影边CD是覆盖环的流通面积；A一A+A，为座的介质作用座的圆柱支承面形成边。图4所示的球阀座截面虽面积；D为座的球作用直径，D。为座的外径，Di为然也不是等边三角形，但还是由等边三角形ABC座的内径，D为座的通道裸露环流通面积A。对应决定的，边AB是球密封弦、边BC的投影边CF或的直径。其延长边CF是座的端密封面形成边、边CA的投影边D是座的圆柱支承面形成边。

8、z吠图图3以等边三角形为截面成分的球阀座图5处在关闭状态的开关球与阀座对于如图5所示的浮动球阀，当F≤F时，右边下游阀座与开关球间的作用力是F(ill时的F至多是全部取代左边上游阀座对球的安装夹持力图4以等边三角形为截面要素的球阀座学兔兔www.xuetutu.com第3期徐长祥，等：球阀座的等边三角截面法设计F，并不增加球与下游阀座问的作用力)；当F>Fhm===F／F一A／[(A。+A)]一时，下游阀座与开关球间的作用力是F而不是FA／(A+A)≥1．5(1)(此时的Fh已被F全部取代)。也