球阀结构学习.pptx

图所示管线线路截断球阀.其所以采用全通径球阀,主要系满足清管时PIG的畅通无阻.球阀的用途球阀的用途第1页/共51页 球阀的种球阀的种类类A.依结构分B.依球径分C.依设计分D.依密封原理分球阀的种类第2页/共51页A.依结构分:全焊型两段螺栓型两段螺栓型三体螺栓型三体螺栓型顶装式顶装式球阀的种类第3页/共51页旋转式密封座的设计老式的Cameron球阀有一个特别设计就是旋转式密封座结构。当阀体被旋转到关闭的位置，与球体两侧相连接的“dog”将推转密封圈旋15度.旋转式阀座密封圈结构具有使受损的阀座密封面远离球体对应受损面的作用，从而减小泄漏通道的通过能力，注入密封挤后增加了密封的可靠性.球体逆时针旋转90度使阀门处于关位，但是在阀门关到7/8的时候，随着阀座密封圈的旋转，拨齿咬合效应出现，从而使得最后1/8的关阀行为因推密封座旋转而变得异常困难.当阀门开关24次时，阀座密封圈完成一个360度的全旋转 第4页/共51页通常使用于埋地或海底管线.阀心为圆柱体.阀体与阀端的连接也是全焊接.全焊型球阀的种类全焊型管柱型球阀第5页/共51页通过阀体的球形外观可判断该阀门为球阀。图片显示的是Cameron T31全焊接球阀，其特点是球体具有横向的焊缝 Cameron球阀属于耳轴式球阀，具有双截断和自泄式的结构。老式的Cameron球阀通常具有旋转式阀座密封圈结构全焊型球形球阀球阀的种类第6页/共51页通过阀体的球形外观可判断该阀门为球阀。图片显示的是Borsig Model G型焊接球阀，其特点是球体具有纵向的焊接痕迹 全焊型球形球阀球阀的种类第7页/共51页两段螺栓型两段螺栓型设计通常其尺寸不超过24英寸球阀的种类第8页/共51页三体螺栓型 阀门更换容易,但不适合埋地球阀的种类第9页/共51页此类阀门的上盖在管线没有压力时是可以打开,进行阀门的修理而不需要断接管线.顶装式球阀的种类第10页/共51页Full WeldSplit BodyTop-EntryPossible leakage to AtmosphereBodyNo.YesYesTrunningYesYesYesOne piece bodyYesNoYesRepairableNoYesYesRepairable in lineNoNoYes球阀的特性比较球阀的特性比较球阀的种类第11页/共51页B.依球径分全通径球阀缩径球阀球阀的种类第12页/共51页全通径球阀球径与端口通一口径标识:10 x 10 x 10(端口口径:10英寸,球径:10英寸)球阀的种类第13页/共51页球径小于端口口径标识:10 x 8 x 10(端口口径:10英寸,球径:8英寸)缩径球阀球阀的种类第14页/共51页耳轴式(Trunnion)浮动式(Floating)轨道球阀(Orbit)C.依设计分球阀的种类第15页/共51页耳轴式(Trunnion)阀门系绕着固定轴旋转开关阀门关闭时阀门关闭时,管线压力直接作用管线压力直接作用于球体传递到轴承于球体传递到轴承.阀门关闭时阀门关闭时,下游的密封座除了弹簧的作用力外下游的密封座除了弹簧的作用力外,不承受载力不承受载力球阀的种类第16页/共51页耳轴式轴承设计相异一般设计特殊设计球阀的种类上窄下宽的支撑支撑有偏移第17页/共51页浮动式(Floating)阀门关闭时,管线压力直接作用于球体推向密封座以达密封的效果球阀的种类第18页/共51页耳轴式与浮动球阀的比较ItemTrunning耳轴式耳轴式Floating浮动式浮动式Operating TorqueLowHighMax.pressing to the seat ringLowHighMax.pressure ratingHighLowCostsHighLow球阀的种类第19页/共51页在设计结构上非常的相似。通常阀杆具有特别的密封机理：在球体旋转90度前，阀杆推动球体离开阀座密封圈。这些阀也具有一个螺纹明杆,易受腐蚀 Grove Omega 轨道球阀(Orbit)Cameron Orbit球阀的种类第20页/共51页D.依密封原理分DBB(Double Block&Bleed)DPE(Double Piston Effect)SR(Self Relief Up/Down stream球阀的种类第21页/共51页密封座与阀球接触的地方嵌入0.02“(0.5 mm)的耐龙材质(图中蓝色部分)的密封圈，从而增加了密封的效果.第22页/共51页2.3 球阀的结构所有的球阀都包括一个球体关闭件结构。阀由开到所有的球阀都包括一个球体关闭件结构。阀由开到关，关闭件旋转关，关闭件旋转9090度。通常顺时针方向是关阀方向度。通常顺时针方向是关阀方向 球阀的结构第23页/共51页轴承式固定球阀阀体丝扣阀体丝扣阀杆注脂口阀杆注脂口密封座注脂口阀体排污口阀体排污口耳轴耳轴球阀的结构第24页/共51页浮动球阀的结构球阀的结构第25页/共51页 浮动球在顶点与阀杆支撑并能够横向移动至压力低的任何方向。浮动球绕阀体中心线作90度旋转来达到开启、关闭阀门 Rockwell Hypresphere是早先用在高压管线的浮动球球阀设备 球阀的结构第26页/共51页 浮动球的密封原理 在管线压力作用下，浮动球能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。进、出口端的压差越大，密封效果越好。为降低球体的扭矩和磨损，球阀操作前应保证浮动球两侧的压力平衡 球阀的密封第27页/共51页1.随管线压力逐渐增加,浮动球体挤压下游固定密封座的压力也越大.密封效果相对而言应该更好.2.而开关阀门所需的扭距也加大.3.上游此时基本上是不密封,所以阀腔的压力与管线的压力是平衡的浮动球阀球阀的结构第28页/共51页SIZE(mm)PRESSURE CLASS(bar)AXIAL FORCE(kN)50163.150407.85010020100161310040311001007920016502004012620010031440016201400405034001001256浮动球阀球体对下游固定密封座的压力第29页/共51页浮动球球阀很少使用在大管径或高压管线上，这是因为使用这种球阀需要较大的工作扭矩。由于浮动球球阀低廉的费用、简单的设计、操作及维护方便，浮动球球阀通常用于小管径、低运行压力的管线。如此低廉的球阀几乎不需要预留润滑/注脂接头。阀门的维护也仅仅只有维修或拆卸更换的工作 第30页/共51页Orbit 轨道球阀Thrust bearingsTrunnion w/rounded endStationary seatCAM shaped stemFire safe packingStem guidesPacking injectorHard facing on corecoreTop entry第31页/共51页轨道球阀(Orbit Valve)第32页/共51页Grove B-5 球阀在输气输油管线常用的阀门.它的特点是在球体上方有个1/4平衡孔与阀腔连通.因为有平衡孔的设计.阀门只有在全关的状态下才可以放空.Grove B-5 ball valve放空的目的为:排除存在阀腔底部的污物.检查阀门是否内漏.第33页/共51页球阀的密封第34页/共51页1.金属对金属密封:Metal to Metal 2.第二道密封:亦称软密封,其密封材料有PTFE,NYLON,VITON,或其他化学复合品.其密封的形态有O型圈或嵌入式.无论使用何种材料及安装.都避免不了磨损与冲刷.PMSS:Primary Metal to metal Secondary Soft seal软密封软密封金属对金属密封金属对金属密封内止回阀第35页/共51页球阀是球体绕阀体中心线作90度旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀的硬密封是靠球体与密封圈的金属金属密封由于阀球的球体加工是非常困难的，因此将密封座加装上密封圈（图中蓝色部分，俗称软密封）结合使用以达到对气体介质的密封，以适用于高压的工作环境 阀门密封阀门密封第36页/共51页1.注脂口接头:阀门俩侧各一组/个.2.阀杆注脂口接头:一个3.排污口接头一个:位于阀门底部4.丝堵一个:位于阀门中心上半部5.阀门配置注脂口内止回阀 管线带压时禁止松开球阀外表的接头球阀的配置球阀通常配置有俩个密封座阀杆的功能主要是用于阀门的开关.轴承的功能主要是保持阀门在中心位置.如果没有轴承,就变成浮动球阀第37页/共51页阀门配件是安装在阀门外部，以驱动阀门内部配件运作的配件。球阀的配置第38页/共51页紧急阀座密封注脂接头安装在紧邻两个阀座密封圈的地方。在一些老式阀门中，阀门生产制造商通常会安装螺纹旋塞而不是阀座密封注脂接头第39页/共51页球阀的注脂系统球阀的注脂系统第40页/共51页 阀体的外部安装有注脂接头。即每个密封圈至少配备一个密封接头。较大的球阀，每个阀座可能配备两具密封接头。一些大尺寸的球阀生产制造商甚至为每个阀座配备四个密封接头 球阀注脂系统注脂接头的配置第41页/共51页 球阀的密封座是可以横向移动约0.003英寸依靠弹弹簧使密封圈与球体紧密密封。即使在阀体内压力较低甚至没有压力的情况下，依然能依靠弹簧使密封圈与球体紧密密封。有些球阀使用的O形圈密封结构而不是弹簧密封结构 Belleville弹簧结构球阀的注脂系统Belleville第42页/共51页 阀座密封圈前后的表面特殊形状设计使得管线压力得以均匀的分布在密封圈上.阀腔与管线的压差越大,密封效果越紧密.球阀的注脂系统第43页/共51页 密封圈通道密封脂出口弹簧密封座的结构如图为弹簧螺旋圈弹簧结构，即在阀座密封圈或波浪式弹性槽四周，每隔一段距离设置一个弹簧第44页/共51页进入注脂孔、通过内部止回阀并填满密封圈的后腔袋注脂接头止回阀密封座阀体阀球密封圈通道后腔袋前腔袋密封脂出口第45页/共51页注脂压力保持在6,000 PSI(386 Bar)以下密封脂的注入量(如参考资料一)取决于阀门尺寸的大小随着密封脂注入量的增加，注脂压力也随之上升当阀体内充满密封脂时，只需在添加微量密封脂即可 通过密封圈通道进入密封圈前座的腔袋进入密封圈后座的腔袋123第46页/共51页在阀门安装前，我们观察阀体内部，这时可以清楚的看到密封脂流入通道进入密封圈的情况 第47页/共51页球阀通常为圆球或管柱体.顺时针方向为”关”,逆时针反向为”开”,从关到开旋转90度.工作原理工作原理第48页/共51页第49页/共51页第50页/共51页