球閥的工作原理和基本結(jié)構(gòu)

　　常用球閥主要包括浮球結(jié)構(gòu)和固定球結(jié)構(gòu)。①浮球閥的球體可以浮動。在天然氣壓力的作用下，球體會緊緊壓在出口側(cè)的密封圈上，形成單一密封，無法保證閥門前閥座的密封。這種結(jié)構(gòu)的球閥具有結(jié)構(gòu)簡單、單面密封性能好的特點，但其密封面承受的壓力大，所以啟閉力矩大。(2)固定結(jié)構(gòu)球閥的球體有上下轉(zhuǎn)軸，下轉(zhuǎn)軸固定在閥體下部的軸承上，上部與閥桿連接。球可以沿著垂直于閥通道的軸線旋轉(zhuǎn)，并且不能像具有浮動結(jié)構(gòu)的球閥那樣橫向移動。因此，當固定球閥工作時，閥前流體的壓力只傳遞到軸承和閥桿，不會對閥座造成壓力，因此固定球閥扭矩小，閥座變形小，密封性能穩(wěn)定，使用壽命長。固定球閥的閥座是浮動的，浮動閥座利用閥座后面的彈簧壓力和天然氣壓力壓縮球體，實現(xiàn)密封。

1.基本結(jié)構(gòu)組成

　　天然氣管道通用球閥主要由閥體、閥座、球體、閥桿和傳動裝置組成。球閥的主要功能是連接和切斷管道中的流體通道。球閥通過傳動裝置將球旋轉(zhuǎn)90度來實現(xiàn)開啟和關(guān)閉功能。

2.球閥的閥座結(jié)構(gòu)

　　國內(nèi)天然氣管道常用的球閥閥座結(jié)構(gòu)如下。

(1)普通閥座

　　普通閥座通常用于直徑等于或小于200毫米的浮球閥上。普通閥座主要在預緊力或流體壓力的作用下，閥座與球體壓緊，閥座材料塑性變形，實現(xiàn)密封。其密封效果取決于閥座在流體或預緊力的作用下能夠補償球體圓度和表面微觀不均勻性的程度。該閥座結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，用途廣泛。

(2)彈性閥座

　　彈性閥座的形式相對較多，但螺旋彈簧組閥座和碟形彈簧閥座常用于天然氣管道。這兩個閥座都通過彈簧的彈性和流體的壓力將閥座推向球體，從而實現(xiàn)密封。這兩種閥座具有良好的雙向密封能力和彈性補償能力，但對于螺旋彈簧組閥座來說，各彈簧的剛度很難一致，導致閥座上的力不均勻，影響閥門的密封性能。相比之下，碟形彈簧結(jié)構(gòu)簡單緊湊，加工方便，受力均勻。因此，應用相當廣泛。

(3)旋轉(zhuǎn)閥座

　　在球閥打開或關(guān)閉之前，在球體和閥座之間形成新月形的狹窄通道，因此天然氣被節(jié)流并呈現(xiàn)高速浪涌湍流狀態(tài)，這經(jīng)常導致閥座的腐蝕和內(nèi)部泄漏。旋轉(zhuǎn)閥座的主要特點是在閥門的開啟和關(guān)閉過程中，閥座可以沿著通道的軸線作旋轉(zhuǎn)運動。通過開關(guān)閥門轉(zhuǎn)動閥座，閥座可以沿圓周方向均勻磨損，改善了工作條件，延長了使用壽命。