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天然气管道球阀的工作原理
  • 发布日期:2014-11-21      浏览次数:789
    • 一、管道球阀的基本组成及工作原理

          1.基本结构组成

          一般天然气管道用主要是由阀体、阀座、球体、阀杆及传动装置组成。球阀的主要功能是接通和切断管道中流体的通道,球阀是通过传动装置让球体旋转90°来实现开、关功能的。

          常用的天然气管道球阀主要有浮动球结构和固定球结构两大类。① 浮动式球阀的球体是可以浮动的,在天然气压力的作用下,球体将被紧紧压到出口侧的密封圈上,这是将形成单密封,阀前阀座的密封不能保证。这种结构的球阀特 点是结构简单、单侧密封性能好,但其密封面承受的压力较大,故启闭力矩大。② 而固定式结构球阀的球体具有上、下转轴,下部转轴被固定在阀体下部的轴承上,上部与阀杆相连。球体可沿与阀门通道垂直的轴线转动,不能像浮动结构球阀一样 球体可以侧向移动。因此,固定球球阀工作时,阀前流体的压力只传给轴承和阀杆,不会对阀座造成压力,所以固定球阀转矩小,阀座变形小,密封性能稳定,使用 寿命长。固定的阀座是浮动的,浮动阀座借助阀座后弹簧的压力和天然气的压力压紧球体,从而实现密封。

          (1)普通阀座

          普通阀座一般用在直径等于小于200mm浮动阀座的球阀上[1]。普通阀座主要是在预紧力或流体的压力作用下,阀座与球体压紧,并使阀座材料产生塑性变形 而达到密封,其密封效果取决于阀座在流体的作用下或预紧力的作用下,能够补偿球体不圆度和表面微观不平度的程度。这种阀座结构简单,加工制造方便,应用较 为普遍。

          (2)弹性阀座

          弹性阀座形式相对较多,但天然气管线上常用的有螺旋弹簧组阀座和碟形弹簧阀座,这两种阀座都是靠弹簧的弹力和流体的压力将阀座推向球体,从而达到密封。这 两种阀座有很好的双向密封能力和良好的弹性补偿能力,但对于螺旋弹簧组阀座来说,每一支弹簧的刚度很难做到一致,以致阀座受力不均,影响阀门的密封性能。 相比之下,碟形弹簧的结构简单、紧凑、加工方便,且受力均匀。因此应用相当广泛。

          (3)旋转阀座

          在打开瞬间或关闭终了前,球体与阀座之间形成月牙形的狭窄通道,于是天然气被节流而呈高速喘流湍流状态,经常导致阀座被冲蚀而发生内漏。旋转阀座的主 要特点是阀门在启闭过程中,阀座可沿通道的轴线作旋转运动,通过开关阀门使阀座旋转,可使阀座沿圆周方向均匀磨损,改善工作状况,延长使用寿命。

     
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