球閥密封面設(shè)計探討

球閥的關(guān)閉密封不可避免存在球的偏心轉(zhuǎn)動干擾，而球閥座則是一個干擾放大器并擁有固有的抗干擾系數(shù)m。按等邊三角截面法設(shè)計球閥座，可確保其擁有足夠的抗干擾能力，使球閥完全靠球浮動或座浮動實現(xiàn)關(guān)閉密封，使球閥操作轉(zhuǎn)動力矩至少降低一半。

球閥是中央有個通孔的球作開關(guān)的閥門，傳統(tǒng)上分為浮動球閥和軸耳固定球閥兩種。浮動球閥結(jié)構(gòu)見圖1。浮動球閥的開關(guān)球經(jīng)閥座密封對接在閥體中轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動到通孔與通道口對準時為全通，轉(zhuǎn)動到通孔與通道口成90°時為全閉。浮動球閥的開關(guān)球通過槽與操作閥桿相連，在介質(zhì)壓力作用下，可相對閥桿或閥體浮動在下游閥座上，從而實現(xiàn)關(guān)閉密封。軸耳固定球閥的開關(guān)球通過以閥桿作軸的軸耳固定在閥體上，在介質(zhì)壓力作用下，不可相對閥體浮動，只能通過上游閥座的浮動實現(xiàn)關(guān)閉密封。因此，浮動球閥的閥座可以是固定閥座，軸耳固定球閥的閥座是浮動閥座。

球閥座的作用是完成開關(guān)球與閥體的斜角對接和密封，因此，球閥座至少有(當然也可只有)3個互成角度的表面：對開關(guān)球的密封面、對閥體的密封面和對閥體的力平衡支承面。如果只有這3個表面，則意味著球閥座是無表面裸露并以三角形為截面的。如果無表面裸露，則密封性能優(yōu)異的軟閥座，可象液壓缸中的液壓油一樣，既難于發(fā)生壓縮變形，又難于發(fā)生縫隙擠出流動變形或被擠破，擁有比材料本身許用承載能力更高的承載能力，可達到很高的壓力應(yīng)用極限，壽命更長且可靠性更高。

1.體帽 2.體密封 3.閥座 4.開關(guān)球 5.閥體 6.閥桿 圖1 浮動球閥結(jié)構(gòu)圖	圖2 以等邊三角形為截面輪廓的復(fù)合球閥座

對應(yīng)圖1關(guān)閉狀態(tài)時的A-A剖面圖見圖2，等邊三角截面密封環(huán)的三面相等受力F和不等受力面積(因回轉(zhuǎn)半徑存在差異)正好滿足各面不等應(yīng)力的需要，應(yīng)力稍大的球密封面AB正好滿足其對球的動密封，應(yīng)力稍小的體密封面BC正好滿足其對體的靜密封，應(yīng)力再稍小的支承面CA正好滿足其在支承環(huán)上的滑動。再者，只有等邊三角截面才能避免閥座出現(xiàn)小于60?的薄弱角。因此，如果球閥座以三角形為截面，則應(yīng)以等邊三角形為截面。

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