蒸汽用球阀

杭州瓦特节能工程有限公司技术部李少鹏

本文载录自www.wattvalve.com

球阀是一种回转阀，关闭件都会沿流体流动方向的垂线转动，流体可通过关闭件流动，回转式阀门工作机构简单，便于自动化和维护。

早期的球阀并不能用于蒸汽系统。第二次世界大战期间，最初用于飞机的燃料系统，那里需要考虑空间和重量问题。球阀由阀体和带一个直孔的钢球组成，钢球位于阀体内部，两端有密封圈密封。钢球旋转90°即可全开或全关，流体经钢球内的直孔流过。在全关位置时钢球的无孔侧阻塞了进口和出口以防止流体通过。在球阀上有两个基本设计—浮动式钢球设计，使钢球坐在阀座上；并且有耳轴支撑钢球，耳轴支撑常用于较大的球阀，可减少操作扭矩到浮动式钢球的2/3。

所以球阀与其他阀门相比，一个显著的特点就是体积小，重量轻，操作轻便，开关迅速。并且相较于其他类型的阀门，汽密封性好。

按照惯例，当球阀全开时，和钢球连在一起的手柄和管道轴线一致，当手柄和管道轴线成直角时，说明阀全关。

球阀有缩小通径和全通径之分，全通径球阀的孔径和管道的直径相同，但缩小通径球阀的孔径要小于管道的直径。全通径球阀的制造成本要高于缩小通径的成本，所以主要用于需要压降较低的场合或是流量计的上游。全通径球阀用于流量计的上游就是为了减少上游流体的扰动。

为了把钢球嵌入阀体，有三种不同的装配形式，装配形式不仅影响安装的难易，而且会影响将来的维护。
两段及三段式球阀—和法兰平面相同阀体被分为两段或三段，并通过螺栓连接，优点就是简单化，可在线维修。

顶部插入式球—钢球通过球阀顶部的阀盖插入，便于在线维护。

一体式球阀—钢球沿阀的轴线插入到阀体内部，这样消除了阀体结合面处泄漏的可能性以及运行时断开的可能。但维修时，整个球阀要从管道上拆卸掉。

阀座材料的选择决定了某一球阀的工作条件，虽然新的阀座材料不断开发出来，但蒸汽用球阀主要的几种材料如下。

球阀有多种选项，以适应不同的应用场合。

执行器—球阀，包括所有的回转式阀门均适用于自动化控制，可使用电动或气动执行器来实现，执行器通过连接组件和阀门相连。虽然不是很重要，但有了ISO标准的安装垫片，无需拆解球阀就能安装连接组件，维护时可保持阀门的完整性。

洁净蒸汽阀—很多应用场合需要洁净设计的阀门，这些应用包括在生物制品、食品或电子行业中，直接向产品和过程流体中喷射蒸汽。在些应用中主要需要考虑的是钢球和阀体之间的空间，过程流体可能会在这些空间内积聚从而导致污染和腐蚀，为解决这个问题可以内置填料，内置的填料可以和阀座成为一个整体，也可以作为一个部件装配在阀内。而且用于洁净蒸汽系统的球阀要用不锈钢材质制成，并有良好的表面刨光（粗糙度小于81微米）。

节流应用—当球阀作为节流应用时，高速流动的流体会撞击钢球和密封的局部，使阀座材料过早恶化，因此需要对球阀的标准设计进行修改以适用于节流，可使用金属阀座以及硬质表层，改进钢球的设计，使其具有更好的流动特性。