球阀球体相关知识
球阀结构原理介绍
球阀结构原理介绍球阀是一种常用的阀门，主要用于管道中的截断流体或调节流量。
它的流体控制是通过旋转球体来实现的。
球阀具有结构简单、密封可靠、操作方便、维护方便等优点，在工业领域有着广泛的应用。
下面将详细介绍球阀的结构原理。
一、球阀的结构球阀主要由阀体、阀盖、球体、阀杆、密封圈、弹簧等部件组成。
（一）阀体：阀体是球阀的主体部分，通常采用球墨铸铁或不锈钢材质，具有良好的强度和耐腐蚀性。
阀体内部设有流道，通过控制球体的旋转来控制流体的通断。
（二）阀盖：阀盖位于阀体的上部，紧固在阀体上，用以密封阀体内部的流体。
阀盖通常与阀杆连接，通过阀杆的旋转来带动球体。
（三）球体：球体是球阀的关键部件，通常由不锈钢、合金钢等材质制成。
球体是一个空心的球形结构，通过阀杆的转动使球体的通孔与阀体的流道对齐或偏离，从而控制流体的通断或流量。
（四）阀杆：阀杆是连接球体和手动或电动装置的部分，用于传递操作力或信号。
它负责通过旋转球体的角度来控制球体的开启或关闭，从而实现流体的控制。
（五）密封圈：密封圈通常位于球体和阀体之间，起到密封作用。
它通常由橡胶或聚四氟乙烯等材质制成，具有较好的密封性能。
（六）弹簧：弹簧主要用于球阀的自密封或弹性密封，通常安装在球体和阀盖之间。
当球体转动至完全关闭或完全开启的位置时，弹簧通过压缩或伸展来提供额外的密封力，确保阀门的密封性。
二、球阀的工作原理球阀的工作原理可以简化为三种状态：完全关闭、完全开启和流量调节。
（一）完全关闭状态：在球阀完全关闭时，球体的通孔与阀体的流道不对齐，流体无法通过，实现了截断管道中的流体。
（二）完全开启状态：在球阀完全开启时，球体的通孔与阀体的流道完全对齐，流体可以自由通过，实现了流体的通畅。
（三）流量调节状态：在球阀部分开启时，球体的通孔与阀体的流道部分对齐，通过旋转球体的角度来调节流体的流量。
当球体旋转角度增大时，通道的开口面积增大，流量也相应增大；反之，当球体旋转角度减小时，通道的开口面积减小，流量也相应减小。
球阀球体的介绍
球阀球体的介绍1、球体旋压的原理1.1、阀门球体技术参数表一：球体技术参数1.2、球体成形方法比较(1)铸造法这是一种传统的加工方法，它需要一套完善的熔炼、浇注等设备，还需要较大的厂房和较多的工人，投资大，工序多，生产工艺复杂，并污染环境，每道工序的工人技术水平直接影响产品的质量，球体毛细孔渗漏的问题尚无法彻底解决，而毛坯加工余量大，浪费大，往往在加工过程中发现因铸造缺陷使其报废，至使产品成本增高，质量无法保证，此法本厂不宜采用。
(2)锻造法这是目前国内许多阀门企业所采用的另一种方法，它有二种加工方式：其一是用圆钢切断加热锻打成球形实心毛坯，然后进行机械加工。
其二是将下料成圆形的不锈钢板在大型压力机上模压成形，得到空心半球形毛坯，然后再对焊成球体毛坯进行机械加工，此法材料利用率较高，但需一台大功率的压力机和加热炉以及氩孤焊设备，预计投资需要300万元才能形成生产力，此法也不适合本厂的情况。
(3)旋压法金属旋压法是一种先进的少、无切屑加工方法，属于压力加工的新分支，它综合了锻、挤、轧及滚压等工艺特点，具有材料利用率高(可达80-90%)，节省大量的加工时间(1-5分钟成形)，经旋压后材料强度可提高一倍。
由于旋压时，旋轮与工件小面积接触，金属材料得于二向或三向压应力状态，易于变形，在较小的动力下，就可获得较高的单位接触应力(可达25-35Mpa)，因此，设备重量轻，所需总功率小(不到压力机的1/5-1/4)，现已被国外阀门行业公认为是一种节能的球体加工工艺方案，同时也适用于加工其它空心回转体的零件。
旋压技术在国外已得到广泛的应用和高速的发展，工艺和设备均十分成熟和稳定，并实现机、电、液一体化的自动控制。
目前，旋压技术在我国也得以较大的发展，已进入推广实用的阶段。
2、旋压球体毛坯的技术条件根据本厂生产需要并结合旋压变形特点，拟定如下技术条件：(1)旋压毛坯材料和型式：1Gr18Nr9Tr、2Gr13的钢管或钢板；(2)旋压球体毛坯形状结构：3、旋压成形方案球体旋压因所选用毛坯型式不同，效果也不相同，经分析可用二种方案：3.1、钢管缩颈旋压法此方案分为三步：第一步是将钢管根据尺寸切断后，夹在旋压机床主轴夹盘中随主轴一起旋转，旋轮借助于液压仿形装置对管坯进行若干次旋压，使其逐渐缩径收口，形成半圆球体；第二步将已形成的球体部份切下，并加工焊接坡口；第三步将二个半球体用氩孤焊对焊成所需的空心球体毛坯。
球阀基础知识
球阀的定义
按结构形式可分为
按密封面材料可分为
按使用介质可分为
球阀的分类
球阀的应用范围
供热系统
用于控制蒸汽和热水的供应和排放。
给排水系统
用于控制自来水、饮用水等流体的接通和截断。
石油化工
用于控制油品、气体等介质的输送和排放。
其他工业流体系统
如纸浆、纸业、食品、医药等工业中，用于控制流体介质的流通。
压缩空气系统
用于控制压缩空气的流通。
球阀结构与原理
02
球阀的组成
操作装置
可以是手动、电动或气动等方式，用于操作球阀开关。
阀杆
连接球体与操作装置的部件，可带动球体旋转。
密封圈
球体与阀体之间起到密封作用的部件，防止介质流出。
阀体
球阀的主体结构，包括进出口端口和阀座等。
球体
球阀的关键部件，具有圆形空心结构，可以在阀体通道内自由旋转。
安装前准备
根据实际需要，采取必要的安全防护措施，例如加装安全阀等，以确保管道系统的安全运行。
安全防护措施
将球阀放置在安装位置，调整其位置和角度，确保其与管道系统相匹配。
安装位置调整
使用适当的螺丝将球阀与管道系统连接起来，确保连接牢固可靠，无泄漏。
连接管道
手动旋转球阀手柄，开启和关闭球阀，观察其是否灵活可靠，无卡阻。
球阀的启闭操作简便，能够实现远程控制。
球阀的抗腐蚀性能较强，能够提高设备的耐久性和可靠性。
球阀与其他阀门的比较
与旋塞阀相比，球阀的密封性能更可靠，能够达到更高的密封等级，同时具有更好的抗腐蚀性能和更长的使用寿命。
与蝶阀相比，球阀的启闭速度较慢，能够更好地控制流体流量，同时具有更高的密封性能和更长的使用寿命。
球阀的使用范围
球阀的使用范围一、引言球阀是一种常见的流体控制装置，其结构简单、使用方便，被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍球阀的使用范围。
二、球阀的定义球阀是一种通过旋转球体来控制流体通断的装置。
其主要由阀体、阀芯和手柄组成。
当手柄旋转时，阀芯内的孔随之旋转，从而达到流体通断的目的。
三、球阀的分类1. 根据结构分类：固定式球阀、浮动式球阀；2. 根据用途分类：截止球阀、调节球阀；3. 根据连接方式分类：法兰连接球阀、螺纹连接球阀。
四、球阀的使用范围1. 石油化工行业在石油化工行业中，由于介质多为腐蚀性物质，因此需要选用耐腐蚀材料制造的球阀。
此外，在高温高压环境下，也需要选用耐高温材料制造的球阀。
2. 污水处理行业在污水处理行业中，由于介质多为污水和废水等脏乱差的物质，因此需要选用耐腐蚀、易清洗的球阀。
此外，在污水处理过程中，还需要对流量进行调节，因此需要选用调节球阀。
3. 食品饮料行业在食品饮料行业中，由于介质需要符合卫生标准，因此需要选用不锈钢等卫生材料制造的球阀。
此外，在食品饮料生产过程中，还需要对流量进行精确控制，因此需要选用精密调节球阀。
4. 医疗行业在医疗行业中，由于介质多为药液和生物制剂等特殊物质，因此需要选用无毒、无味、无菌的材料制造的球阀。
此外，在医疗设备中还需要对流量进行精确控制和调节。
5. 空调供暖行业在空调供暖行业中，由于介质多为水或空气等流体，在管路连接处常常会出现漏水或漏气现象。
因此需要选用密封性好的球阀来控制流体通断。
六、总结综上所述，球阀是一种广泛应用于各个领域的流体控制装置。
其使用范围包括石油化工、污水处理、食品饮料、医疗和空调供暖等行业。
在不同的行业中，需要选用不同材质和类型的球阀来满足不同的需求。
球阀
又由于球阀的阀座密封圈通常采用塑料制成，故在选择球阀的结构和性能上，要考虑球阀的耐火和防火，特 别是在石油、化工、冶金等部门，在易燃、易爆介质的设备和管路系统中使用球阀，更应注意耐火和防火。
通常，在双位调节、密封性能严格、泥浆、磨损、缩口通道、启闭动作迅速（1/4转启闭）、高压截止（压 差大）、低噪声、有气穴和气化现象、向大气少量渗漏，操作力矩小、流体阻力小的管路系统中，推荐使用球阀。
1）取掉法兰端两边的保护盖，在阀完全打开的状态下进行冲洗清洁。 2）安装前应按规定的信号（电或气）进行整机测试（防止因运输产生振动影响使用性能），合格后方可上线 安装（接线按电动执行机构线路图）。 3）准备与管道连接前，须冲洗和清除干净管道中残存的杂质（这些物质可能会损坏阀座和球）。 4）在安装期间，请不要用阀的执行机构部分作为起重的吊装点，以避免损坏执行机构及附件。 5）本类阀应安装在管道的水平方向或垂直方向。 6）安装点附近的管道不可有低垂或者承受外力的现象，可以用管道支架或者支撑物来消除管线的偏离。 7）与管道连接后，请用规定的扭矩交叉锁紧法兰连接螺栓。
（5）分解下来的每单个球阀零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下来的非金属件的金属件可采用干净的 细洁的浸渍有清洗剂的绸布（为避免纤维脱落粘附在零件上）擦洗。清洗时须去除一切粘附在壁面上的油脂、污 垢、积胶、灰尘等。
（6）球阀分解及再装配时必须小心防止损伤零件的密封面，特别是非金属零件，取出O型圈时宜使用e)问世于20世纪50年代，随着科学技术的飞速发展，生产工艺及产品结构的不断改进， 在短短的40年时间里，已迅速发展成为一种主要的阀类。在西方工业发达的国家，球阀的使用正在逐年不断的上 升。
球阀的基础知识及操作维护
三、 球阀的分类
2、固定球阀 球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，
受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常 在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。
球阀的启闭件是一个有孔的球 体，绕垂直于通道的轴线旋转，从 而达到启闭通道的目的。球阀主要 用于开启和关闭管道和设备间的介 质，特殊情况下，特殊设计的球阀 也常作为调节控制阀来使用。
二、 球阀的优点
1．流体阻力小，全通径的球阀基本没有流阻。 2．结构简单、体积小、重量轻。 3．紧密可靠。它有两个密封面，而且球阀的密封面材料广泛使用各种塑料， 密封性好，能实现完全密封，零泄漏。 4．操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°。 5．维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方 便。 6．在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会 冲刷阀门密封面，阀门使用寿命大大增加。 7．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应 用。 8．由于球阀在启闭过程中有擦拭性，所以可用于一些带悬浮固体颗粒的苛
六、 球阀常见问题及处理方法
1、开关操作困难 ①检查阀门前后压差是否过大； ②检查齿轮箱内部构件是否损坏，润滑是否良好； ③检查阀杆填料压盖是否过紧； ④检查阀杆填料是否损坏或存在杂质； ⑤检查阀杆是否变形弯曲； ⑥对阀门进行排污操作，检查是否结冰或存在杂物。
六、 球阀常见问题及处理方法
2、阀门内漏 ①阀门限位不准确：调整限位至合适位置。 ② 阀门密封面损伤，泄压返厂更换密封面。
球阀的结构特点优点及分类
球阀的结构特点优点及分类球阀是阀门中一种常见的截断阀，其结构简单，操作方便，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍球阀的结构、特点、优点以及不同的分类。
一、球阀的结构球阀由阀体、球体、阀座、活塞、阀杆和操作机构等组成。
球体在阀体内转动，通过阀杆将阀瓣的角度转动90度，以达到开启和关闭阀门的目的。
二、球阀的特点1.快速开关：球阀的操作机构可以快速将阀门从全开到全关的状态，具有快速开关的特点。
2.密封性能好：球阀的阀座采用弹性材料，能够自动调节其压力，从而保证阀座与球体之间的密封性能。
同时，球阀使用密封圈来保证阀门的密封性，确保流体不会泄漏。
3.流体作用力小：球阀的阀座与球体之间的密封面较小，流体的作用力也较小，因此阀门的操作力也较小。
4.适用范围广：球阀可以用来控制气体、液体和固体颗粒流体的流量和压力，适用范围广泛。
三、球阀的优点1.结构简单，制造工艺成熟：球阀的结构相对简单，制造工艺成熟，价格相对较低。
2.闭锁性好：球阀的阀瓣与阀座之间的密封性能好，能够完全封闭管道，阻止流体泄漏。
3.扭矩小：由于球阀的球体与阀座之间的接触面积小，因此阀门的摩擦力也相对较小，操作力也较小。
4.剪切作用：球阀的球体与阀座之间形成机械剪切作用，能够剪断含有固体颗粒的流体。
四、球阀的分类1.固定球体球阀：球体与阀杆固定在一起，球体只能绕阀杆旋转，适用于中小口径的球阀。
2.浮动球体球阀：球体通过阀座的压力来实现自由浮动，能够保证阀座与球体的密封性，适用于大口径的球阀。
3.V型球体球阀：球体的截面呈现V型，可以控制流体的流量，适用于需要调节流量的工作场合。
4.四通球阀：球体通过不同的结构，可以分流或者合流多种介质，适用于需要分流或合流的场合。
5.球体截断球阀：球阀的球体被切割成两半，可以实现大流量的截断，适用于大口径的球阀。
总结：球阀以其结构简单、密封性能好、操作方便等特点，在工业生产和生活中得到广泛应用。
根据其结构和功能的不同，球阀可以分为固定球体球阀、浮动球体球阀、V型球体球阀、四通球阀和球体截断球阀等多种类型。
阀门基础知识及球阀
阀门基础知识1、阀门概述：阀门是流体管路的控制装置。
其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路和设备的正常运行。
随着现代科学技术的发展，阀门在工业、建筑、农业、国防、科研以及人民生活等方面使用日益普遍，现已成为人类活动的各个领域中不可缺少的通用机械产品。
工业用阀门诞生在蒸汽机发明之后，近二三十年来，由于石油、化工、电站、冶金、船舶、核能、宇航等方面的需要，对阀门提出了更高的要求，促使人们研究和生产高参数的阀门，其工作温度从超低温一269℃到高温1200℃，甚至高达3430℃；工作压力从超真空1.33×10-8Pa(1×10-10mmHg)到超高压1460MPa；阀门的通径从lmm 到6000mm，甚至达到9750mm。
阀门的材料从铸铁、碳素钢，发展到钛及钛合金钢等，还有高强耐腐蚀钢、低温钢和耐热钢阀门。
阀门的驱动方式从手动发展到电动、气动、液动直至程控、数控、遥控等。
阀门的加工工艺从普通机床到流水线、自动线。
为便于生产、安装、更换，阀门的品种规格正向标准化、通用化、系列化方向发展。
随着现代工业的不断发展，阀门的需求量不断增长，一个现代化的石油化工装置就需上万只各式各样的阀门，一座现代住宅楼也需上千只阀门。
阀门使用量大，开闭频繁，但往往由于使用维修不当，发生跑、冒、滴、漏现象。
由此引起的火灾、爆炸、中毒、烫伤事故或者造成产品质量低劣、能源浪费、设备腐蚀、物料增耗、环境污染，甚至造成停产等事故，已是屡见不鲜。
事故教育了人们，希望获得高质量阀门，同时也要求提高阀门的使用维修水平，这对从事阀门操作人员、维修人员以及工程技术人员提出了新的、严格的要求：除了要精心设计、合理选用、正确操作阀门外，还要及时维护、修理阀门，使阀门的“跑、冒、滴、漏”现象降低到最低限度。
阀门的基础知识：•阀门是管道中用来控制天然气流量的设备。
•阀门的主体部分是阀门外壳，它使关闭件处于其中。
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2.2 阀杆材料： 常用阀杆材料：铜合金：一般用于水、海水、氧气等。QA19-2,QA19-4,HMn58-2 合金钢：一般用于高温高压阀门。40Cr,38CrMoAl,ASTM 5140 不锈钢：一般用于腐蚀介质,高、低温阀门；以马氏体和奥氏体主。 F6a,420,F304,F321,F316…… 耐热钢：一般用于高温阀门F11(25CrMoV),F22(25Cr2Mo1V), 沉淀硬化不锈钢：一般用于腐蚀性介质和高压阀门17-4PH,17-7PH 低温钢：一般用于小于-29℃阀门
4140
1150
850
17-4PH
1200
900
…..
第三部份 热处理
常用材料热处理制度： 1 碳钢材料：A105 1.1 热处理制度：正火，空冷。 1.2 金相组织一般结构：珠光体+铁素体组织 2 碳钢材料：LF2 2.1 热处理制度：淬火+回火（调质）（水冷+空冷）。 2.2 金相组织一般结构：索氏体组织结构 3 低合钢材料：4130、4140 3.1 热处理制度：淬火+回火（油冷+空冷）。 3.2 金相组织一般结构：索氏体组织结构
4
5 6 7 8 9 10 11 12
丁腈橡胶
乙丙橡胶 氯磺化聚乙烯合成橡胶 硅橡胶 氟橡胶 聚四氟乙烯 聚全氟丙烯 可熔性聚四氟乙烯 对位聚苯
NBR
EPDM CSM SI FPM PTFE TFE FEP F46 PFA Fs-4100
≤85 ℃
≤120 ℃ ≤100 ℃ ≤200 ℃ ≤200 ℃ ≤150 ℃ ≤150 ℃ ≤180 ℃ ≤300 ℃
第二部份 材料成型
1.4 锻造温度
1.4.1始锻温度：始锻温度应理解为钢或合金在加热炉内允许的最高加热温度。 1.4.2 终锻温度: 主要应保证在结束锻造之前钢仍具有足够的塑性， 以及锻件在锻后获得再结晶组织。 1.4.3 常用材料锻造温度(℃,仅供参考):
材料牌号 A105 LF2 1/2Cr13 4130 始锻 温度 1200 1200 1150 1180 终锻 温度 800 800 750 800 材料牌 号 F304 F304L F316 F316L 始锻 温度 1130 1130 1200 1200 终锻 温度 850 850 850 850 材料牌 号 F51 F53 F55 ….. 始锻 温度 1200 1200 1200 终锻 温度 900 900 900
第二部份 Leabharlann 料成型阀门零件成型分类： 阀门零件主要成型方法为：锻造、铸造等；本部份主要阐述锻造 1.锻造分类：主要分为自由锻和模锻 1.1自由锻 自由锻是将加热好的金属坯料放在锻造设备的上,下砥铁之间,施加冲击 力或压力,直接使坯料产生塑性变形,从而获得所需锻件的一种加工方法. 1.1.1分类：手工自由锻造、锤上自由锻造、水压机自由锻造 1.1.2优点：适用性强，灵活性大，周期短，特大锻件的唯一方法 1.1.3缺点：精度低，加工余量大，效率低，劳动强度大 1.2 模锻 模锻全称为模型锻造，将加热后的坯料放置在固定于模锻设备上的锻模内 锻造成形的。
水，油，废液等
盐水,40%硼水,5~15%硝酸及NaCl 耐酸性好 耐高温、低温、电绝缘性好等 耐介质腐蚀优于其他橡胶 耐热，耐寒优;而一般化学药液 高温下耐化学性,耐光,耐候性 多种浓度硫酸,氢氟酸,王水,强碱…. 基本同聚四氟乙烯
13
尼龙
≤80 ℃
耐碱，氨
第一部份 材料
2.1.2密封面硬质材料：种类很多，大致分为：铜合金、巴氏合金、合金钢、不锈钢、哈氏合 金、Monel、硬质合金、陶瓷、WC、镍基合金…… 2.1.3表面处理做密封面材料 表面处理有：镀硬铬、化学镍镍磷、表面氮化等。
第二部份 材料成型
1.2.1模锻设备:在工业生产中，锤上模锻大都采用 1.2.1.1蒸汽-空气锤，吨位在5KN~300KN（0．5~30t） 1.2.1.2压力机上的模锻常用热模锻压力机，吨位在25000KN~63000KN。 1.3 锻造比 锻造比：金属坯料在锻造前后的横截面积之比。不同的锻造工序，锻造比的计 算方法各不相同。 1、拔长时，锻造比为y=F0/F1或y=L1/L0 F0,L0—拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度； F1 ,L0—拔长后钢锭或钢坯的横截面积和长度。 2、镦粗时的锻造比，也称镦粗比或压缩比，其值为y=F1/F0或y=H0/H1 F0, H0—镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度； F1, H1—镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。
第一部份 材料
3、密封件材料
3.1密封件材料按功能分为：垫片和填料， 3.2垫片：确保与介质接触的相关零件之间连接处的密封。 3.3填料：确保对轴类具有相对运动处的密封。 本节（略）
4、栓接材料
4.1栓接材料主要指阀门零件之间连接用的螺栓和螺母等零件。 4.2常用螺栓材料： GB：25，40Cr，42CrMo，06Cr17Ni12Mo2 ASTM： ASTM A307 B，B7，B7M ASTM A193 B16，B8，B8M ASTM A320 L7 4.3 常用螺母材料： GB： 5、8、35CrMo、06Cr18Ni10 ASTM： ASTM A194 2H、2HM、8、8M、8C、4、16
2、内件材料：指密封面、阀杆、衬套及内部小零件不同的阀类的内件
第一部份 材料
2.1 .1密封面软质材料（分软质材料、硬质材料）见下表
序号 1 2 3
名称 天然橡胶 氯丁橡胶 丁基橡胶
代号 NR CR IIR
适用温度 ≤85 ℃ ≤85 ℃ ≤100 ℃
适用介质 盐类,盐酸,水,湿氯气...... 动植物油,无机润滑油…. 抗腐蚀抗磨,大部份无机酸….
第一部份 材料
常用阀门材料分类 1、阀门承压件材料： 1.1.承压件定义：一旦破坏，其所包容的流体会释放到大气中的零件 1.2.分类：a.碳钢（铸件，如：WCB；锻件，如：A105） b.不锈钢（铸件：ZG022Cr18Ni10; 锻件：022Cr18Ni10） c.高温(425-800℃)阀门用钢(ZG15CrMo1V、F11、F22…) d.低温(-29~-196 ℃)阀门用钢(LCB,LCC,LC1,LF2,LF3…..)