1.整體球球閥-----例如:氣動切斷球閥、電動切斷球閥
整體球是球閥啟、閉件最常用的結構形式。所謂整體球,即是在一只完整的球體上加工出直通、三通以及多通圓截面孔流道,這種球體通常用于“閉路”球閥。此外,整體球的流道截面還可以加工成圓錐形孔(圖2-17)、三角形錐孔以及其它曲線形狀的流通截面。這些特殊流道截面形狀的球閥,一般作為節(jié)流閥用。應當指出,由于球閥閥座系氟塑料等軟質材料制成,一般不耐沖刷,將球閥用于節(jié)流場合并不十分理想。但對于密封要求不嚴格、或與其它閉路閥(如截止閥、閘閥等)配合使用的場合,并用耐流體沖刷的金屬材料制造閥座時,用于節(jié)流場合尚可。
2.半球體球閥-氣動偏心半球閥,氣動V型切斷球閥,氣動V型調節(jié)球閥
球閥往往是靠閥后或閥前閥座達到單面密封的,只有極個別特殊場合才使用閥前、閥后雙面密封。因此,在通常情況下,只有一半球面起密封作用。于是,產生了的圖2-18所示的半球體球閥。
半球體球閥的主要優(yōu)點是球體重量輕,精加工表面積小,并能減小球閥啟動時的慣性力,因此,這種球閥開始受到重視。
圖2-29 V形缺口半球體球閥
圖2-19所示的V形球閥,球體結構雖屬半球體球閥,但其設計構思和用途卻不同。V形球閥主要用于輸送纖維和紙漿等介質。球體上的V形缺口能起切斷機作用,以避免纖維物料粘在球體、閥體和閥座之間。此外,V形球閥還廣泛用來調節(jié)流體流量(見后)。
3.截球體球閥--氣動偏心旋轉球閥,電動偏心旋轉球閥
截球體球閥系將整體球截取其一弓形或扇形體作為關閉件,從而在保持原有普通球閥密封性能的基礎上,達到減輕球體重量,減少球面加工面積,降低生產成本的目的。
(1)弓形截球體球閥
弓形截球體球閥又稱偏心旋轉調節(jié)閥或凸輪撓曲閥,于本世紀60年代初由美國梅索尼蘭國際公司(Masoneilan Inter CO.)法國分公司研制成功。
圖2-20 弓形截球體球閥原理圖
圖2-21 氣動弓形截球體球閥原理圖
1-閥座 2-截球體 3-軸套 4-軸 5-氣缸 6-連桿 7-手輪
弓形截球體球閥的作用原理如圖2-20、2-21所示。其關閉件2為一弓形截球體,當氣缸5的活塞桿推動連桿機構6而帶動關閉件(截球體)2繞旋轉中心A轉動時,截球體球面上之B點則繞旋轉中心A,由B移動到C,此時相對于閥體中心0,從B到C的軌跡為一凸輪狀偏心,向下進入閥座,使閥門關閉并保持密封。
由于該閥存在上述凸輪偏心,使氣動裝置在帶動閥門關閉件從開啟到關閉過程中,作用在閥座上的密封力逐漸增加。即使閥門關閉件的球形表面與閥座密封面由完全脫離至接觸,并逐漸增大其密封比壓,直至完全密封,反之亦然。這就大大改善了普通球閥的密封狀況和密封效果,為在球閥上使用硬質密封材料,如各種金屬及硬質合金等,創(chuàng)造了有利條件,為在高溫、高壓及磨損嚴重的場合使用球閥開辟了路徑。
此外,該閥由于采用了弓形截球體及對夾式連接,省去了一對連接法蘭,所以重量輕,一般比通用球閥輕三分之一以上。因此,弓形截球體球閥的出現(xiàn),標志著球閥技術進入了新的階段。
圖2-22 弓形截球體球閥的流量特性曲線
1-直線特性曲線 2-弓形截球體球閥的特性曲線 3-等百分比特性曲線
該閥流通能力大,比單座和雙座式調節(jié)閥分別大50%和20%以上,調節(jié)性能好,流量特性為修正等百分比曲線——近似于線性特性(見圖2-22)。因此弓形截球體球閥己大量用作調節(jié)閥,其次還當作耐磨、耐沖刷閥應用于含固體物料流體及高溫、高壓場合。
(2)扇形截球體球閥
圖2-23 扇形截球體球閥
1-右閥體 2-閥座 3-扇形截球體 4-滑動軸承 5-墊片 6-左閥體 7-閥桿 8-填料 9-填料壓蓋
圖2-24 扇形截球體球閥
扇形截球體球閥的結構如圖2-23及圖2-24所示。它以扇形截球體為關閉件,除具有結構尺寸小、重量輕的優(yōu)點外,還能使兩條相交的流體管道由直角正交變成銳角(一般為45°)斜交,減小了流體阻力,并有利于管道布置。這種球閥的另一個特點是:在三個通道中,有兩個通道在溝通時構成直線,相當于直通球閥。如將圖2-23及圖2-24所示之截球體反時針方向旋轉180º后,A、B溝通即可。在管線布置時,可將A,B通道作為主管道使用。
該閥的缺點是:由于截球體3系非中心對稱體,當A、C通道溝通時,流體在關閉件扇形截球體上產生反沖力。截球體在該反沖力作用下使閥座2的密封力沿圓周的分布不均勻,造成偏斜磨損,導致滲漏。雖然有滑動軸承4起支承作用,能抵消部分不平衡力,但使滑動軸承磨損大。此外,在扇形截球體上需要加工出兩個不同半徑的密封球面,因此,機械加工困難。只有特殊需要場合才用這種球閥。