球阀的结构特点与功能作用

 球阀的启闭件为球体。按球体与阀体的连接结构分，有浮动球及固定球两类。按阀内的通道形式，又有直通、四通和三通三种。其结构分类如下:

1. 浮动式球阀

浮动式球阀（见图4-16)的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体被压紧到出口侧的密封圈上，从而保证密封。其特点是结构简单，单侧密封，密封性能较好，但由于球面与密封圈之间的压紧力较大，所以启闭力矩也大，一般只适用于较小口径和较低压力的阀。三通、四通球阀有流体通道切换功能。

2. 固定式球阀

固定式球阀（见图4-17)的球体由上下两端的轴承固定，只能转动，不能水平和上下移动。在阀体与阀座之间设置弹簧，使阀座与密封圈能压紧球体，达到密封要求，嵌在阀座上的密封圈是由弹性材料制造的，以保证其密封性能。由于介质对球体的压力是由轴承承受的，使密封圈与球体间的摩擦力减小，启闭省力，不易磨损，使用寿命长，但结构复杂。因此适用于大口径及较高压力的阀。

3. 密封结构

 阀座上的密封圈是球阀的重要密封件。密封圈的常见结构如下。

 ①. 浮动式球阀的密封 其结构如图4-18所示。

  图4-18(a)为球体与弹性密封圈形成球面吻合结构，依靠介质压力在出口侧形成密封面。由于密封面的弹性较小，介质压力较低时，密封性较差。

  图4-18(b)为将弹性密封圈与球体接触部分加工出两个凸缘。安装时球体就将密封圈的凸缘部分压紧。运行时介质压力可在出口侧造成更大的压力，使球体与密封圈吻合得更加紧密，密封性能较好。

  图4-18(c)为一种弹性更好的密封圈结构，由于密封圈本身具有弹性，介质压力较低时，在进口侧就能实现密封，介质压力较高时，将在出口侧实现更好的密封。

  图4-18(d)为用于高温球阀的密封结构，球体和密封圈都用不锈钢制造，再在密封圈上堆焊硬质合金，经精密加工而成。

  图4-18(e)为用于对密封性能要求较高的浮动球阀的密封结构。采用带有弹簧的浮动阀座，靠弹簧力预紧，当介质压力上升后，进出口侧均能密封。

 ②. 固定式球阀的密封结构 如图4-19所示。

  图4-19(a)为进口侧的密封结构，由于d₁>d_m,介质作用于d₁和d_m环面上的力，可把阀座上的密封圈压紧在球体表面而实现密封。关闭后阀内腔不存在介质压力，使轴承受力较大。

  图4-19(b)的密封结构，由于d₂<d_m,使进口侧不能密封，介质进入阀内腔，依靠介质压力作用于dm和d2间的环面，可在出口侧实现密封，关闭后阀内腔仍和进口连通，存在介质压力，故轴承受力较小，适用于高压球阀。

  图4-19(c)的密封结构，由于d₁>d_m,d_m>d₂,p_j>p₀,p₀>p_c，不管介质压力高低，均能保证进出口两侧的密封，适用于对密封性能要求较高的球阀。

  图4-19(d)为固定球阀的一种防火密封结构。当火灾发生或异常升温，使密封阀座烧损时，借弹簧的作用，阀座支承就可以和球体接触起临时密封作用，防止火灾扩大［见图4-19(e)]。