浮動(dòng)球閥之所以稱為浮動(dòng)球閥,是因?yàn)檫@種閥門的關(guān)閉件是一個(gè)球體,并且球體除了被兩個(gè)用來密封的密封圈支撐之外,不受其他任何部件的支撐(球體有一種懸浮在中間的感覺),故稱為浮動(dòng)球閥。
浮動(dòng)球閥的密封原理,由于浮動(dòng)球閥的球體不受任何部件的限制,故當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),介質(zhì)從閥門一端(上游)施壓,球體能產(chǎn)生一定的位移并緊壓在閥門出口端(下游)的密封面上,產(chǎn)生出口端密封。
浮動(dòng)球閥的優(yōu)點(diǎn):閥門流阻小,結(jié)構(gòu)簡單,密封性好,在一定口徑、一定壓力范圍內(nèi),性價(jià)比高。
浮動(dòng)球閥的缺點(diǎn):球體所承受工作介質(zhì)的載荷將全部作用在下游密封圈上,同時(shí),球體本身的重力也將直接由密封圈承受,故,如果閥門壓力過高,或者口徑過大,將會(huì)引起以下幾種問題:
1,由圖2所示,球體所承受工作介質(zhì)的載荷(F1) = 球閥流道面積(S) * 閥門公稱壓力(PN/MPA)
由上面的公式可以看出,(1),當(dāng)閥門口徑不變時(shí),閥門公稱壓力越大,球體所承受工作介質(zhì)的載荷越大;當(dāng)閥門公稱壓力不變時(shí),閥門口徑越大,球體所承受工作介質(zhì)的載荷越大。故,同一口徑的閥門,當(dāng)公稱壓力大到一定程度后,就不適合用浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu);同一公稱壓力的閥門,當(dāng)口徑大到一定程度后,就不適合用浮動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)。
2,由于球體本身的重力將直接由密封圈承受,當(dāng)球體重力過大時(shí),密封圈的不同位置受力將嚴(yán)重不均,造成密封圈不規(guī)則變形,影響閥門壽命或閥門密封。故,當(dāng)口徑大到一定程度后,不管壓力多低,都不適合浮動(dòng)式球閥結(jié)構(gòu)。
3,球閥的扭矩主要來自球體與密封圈的摩擦力。
在機(jī)械基礎(chǔ)里面有這樣一個(gè)概念:兩物體之間的摩擦力(M) = 正壓力(F) * 摩擦系數(shù)(f)
摩擦系數(shù)(f),由材料本身的性質(zhì)決定,材料選定,摩擦系數(shù)不變。
正壓力(F),與球體所承受工作介質(zhì)的載荷(F1)成正比。
因此,當(dāng)球體所承受工作介質(zhì)的載荷(F1)很大時(shí),球體與密封圈的摩擦力也會(huì)很大,浮動(dòng)球閥的扭矩也會(huì)隨之增大。故,當(dāng)閥門口徑不變時(shí),閥門公稱壓力越大,或閥門公稱壓力不變時(shí),閥門口徑越大,都會(huì)大大增加球閥的扭矩。
通常情況下,浮動(dòng)球閥的選型規(guī)格可以參考如下:
PN≤2.5MPA(或150lb),DN≤200mm(或8”)
(DN≤200mm(或8”)為次品,最好采用固定式球閥)
PN=4.0MPA (或300lb),DN≤150mm(或6”)
DN≤150mm(或6”)為次品,最好采用固定式球閥)
PN=10.0MPA(或600lb),DN≤100mm(或4”)
PN=16.0MPA(或900lb),DN≤50mm (或2”)
PN=25.0MPA(或1500lb),DN≤40mm (或1.5”)
PN=42.0MPA(或2500lb),DN≤25mm (或1”)
如若實(shí)際有廠家超出以上規(guī)格范圍,采用浮動(dòng)式球閥結(jié)構(gòu),那么由于浮動(dòng)球閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),做出來的閥門也必將扭矩超過相同規(guī)格的固定球閥很高,同時(shí),壽命也會(huì)減短,請謹(jǐn)慎使用。