球閥的“球形體關閉件”的改型設計

來源: 上海閥門時間: 2012-06-10 點擊: 6,569

1．概述

球閥屬雙密封面閥門。因具有流體阻力小結構緊湊，重量輕、密封可靠操作和維修方便的特點，及在全開、全閉過程中，球體和閥座的密封面始終與介質隔離，使高速通過閥門的介質不會沖蝕密封面的諸多優點，所以使用范圍廣。市場份額大，已經成為主要的閥門門類。

1．1 現有球閥的關閉件

球閥的關閉件是一個球體。球體中心打一個孔繞球體中心線作旋轉運動，完成了閥門的啟閉功能。

1．2 吻合度是決定密封性能的關鍵因素

球形關閉件在作旋轉運動中，在與球形閥座組成的密封付之間“吻合度”的好壞。將對球閥的密封性能起著決定性的作用。即“吻合度”高，球閥的密封性就好。否則性能就差，就不能實現有效密封。為了保證球閥的密封性能，必須先保證密封付的“吻合度”。

1．3 由于球體是立體曲面給加工帶來極大的困難精度不好保證

怎么保證“吻合度”?回答這個問題必須先弄清楚球體密封付的構成因素，主要有二：一是球形體和球形面閥座的尺寸精度；二是二者之間形狀精度與配合和統一。球形體屬立體型面。各閥門專業生產廠，為保證“吻合度”。都為球體加工制定了車一磨一研一拋的工藝路線，以其保證加工質量。這關鍵工序是磨球。砂輪有良好自勵性，才能保證其良好的磨削性，加工過程少發熱，少變形實現高精度磨球?？墒巧拜喌淖詣钚允强科渥陨淼拿摿Ｐ员ＷC的，就是說砂輪磨削過程中不斷脫粒，尺寸在不斷地變化，那么就需要自動補償。結論：要實現對球形體的高精度加工，就必須有一種隨時進行精度自動補償的高精度磨球機，否則很難保證，可具有這種設備的廠家很少，生產球閥的廠家多，這種設備少，因此就制約了球閥的發展。限制了產量的提升。這是一個矛盾，必須解決。

2．球閥的密封原理其實是管在旋轉，球體只是載體

通過對球閥的研究我們發現球閥的密封原理是一個球形關閉件中間加工一個與閥門通徑尺寸一樣的通孔。當球形體旋轉，通孔與法蘭通道口對接時，被輸導的介質通過球體孔流入管道，球閥完成開啟功能。反之當球體旋轉1／4周時球孔與法蘭通孔垂直介質不流動，球閥完成了關閉功能，如圖1所示。

經過分析發現球形體關閉件的密封原理原來是中間的通孔起作用，中孔順時為通、旋轉90?？讬M時為閉。原來球閥的密封原理不是球在旋轉，而是球中的管子在旋轉即：一根管子繞球閥的中心線做旋轉，管順則閥開，管橫則閥閉。其實球形體只是一個載體，是通過球來載管旋轉，我們把目前球體關閉件稱為“球體載管關閉件”。如圖一所示，在管的上下A、B兩處存在多余的金屬即與密封性能無關的金屬。

3．“球形載管關閉件”把人們帶入加工誤區，浪費金屬、浪費時間、應該修改

因為球形載體的結構形式把與密封性能無關的金屬(A、B處金屬)使其享受到了高精度的密封加工禮遇，人們為此浪費了寶貴的工時和材料。從而進入了今天的難加工誤區。這就是“改型設計”的根本原因。如果去除圖一中A、B兩處多余的金屬，那么球體就變成圖盤臺，如圖2所示。