硬密封球阀的结构和工作原理有什么特色？

 1、概述

球阀因其流阻小、启闭速度快、操作简单，广泛应用于石油、化工、电站和石油天然气长输管道中。球阀的密封是由球体和阀座之间预先设定的预紧力加流体压力对阀座密封面的作用力形成的。球阀的预紧力一般是通过在阀座和阀体之间设置弹性元件来形成的，如碟形弹簧、圆柱形弹簧等。硬密封球阀在启闭过程当中，预紧力始终作用在密封副表层，造成球阀的启闭力矩大于其他类型的阀门。同时，预紧力也增加了密封件的磨损，影响球阀的使用年限。为了战胜上述缺点，在球体和阀座之间设计了螺旋传动机构。

2.硬密封球阀工作原理

球阀由阀体、阀盖、球体、阀座和阀杆组成

阀座在阀体内沿轴线的运动由螺旋传动机构完成。具体是在球体的顶部和底部分别安装一个圆形的传动盘，传动盘上有螺旋槽，传动盘随球体转动。阀座的上部和下部分别设有传动销，传动销与传动盘上的螺旋槽相啮合。当阀门开启和关闭时，球体旋转并带动传动盘一起旋转。当阀门关闭时，传动盘上的螺旋槽通过阀座上的传动销拉动阀座向球体移动，在关闭的瞬间与球体紧密接触，实现密封。开启瞬间，螺旋槽通过阀座上的传动销推动阀座远离球体，实现无摩擦运行。根据固定球阀阀杆扭矩的公式

MQC +MFT +MZC 

式中MF——球阀阀杆扭矩，N mm

mqc——固定球阀球体与阀座密封面之间的摩擦力矩，N mm

MFT——填料和阀杆之间的摩擦力矩，N毫米

mzc——轴承产生的摩擦力矩，N毫米

硬密封球阀的结构和工作原理有什么特色？

由于阀座通过螺旋传动机构沿轴线运动，在阀门的开启和关闭过程当中，阀座和球体之间没有力，因此公式(1)简化为

MF =MFT +MZC (2)

根据公式(2)的计算，可以得出阀杆扭矩大大减小的结论。

3.螺旋传动机构的设计

阀座的上下各有两个传动销，与传动盘上的四个螺旋槽啮合，螺旋槽的螺距为1毫米。螺旋槽的位置，阀门开启时，驱动销在阀座上的位置为起点，逆时针旋转90°为螺旋槽的终点(图2)。传动盘通过键与阀杆连接，并随球转动。阀门启闭时，球体和传动盘旋转，动力通过传动盘上的螺旋槽传递给阀座，使阀座沿轴线往复运动。

4.结论

与现有技术相比，本硬密封球阀具有结构紧凑简单、体积小、重量轻的特色，该结构还具有双向密封、防火、防静电的功能。重要的是球体与阀座之间基本没有摩擦，延长了阀门的使用年限，下降了阀门的启闭扭矩。该结构特别适用于大口径电动球阀，节能效果显著。