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電動(dòng)球閥的發(fā)展概況與展望

[ 2016-11-28 ]
　早在19世紀(jì)80年代美國(guó)就開(kāi)始設(shè)計(jì)球閥,但是當(dāng)時(shí)缺乏適當(dāng)?shù)拿芊馊Σ牧?限制了球閥的發(fā)展,使它未能成為一種正式工業(yè)產(chǎn)品。直到上世紀(jì)50年代，聚四氟乙烯等彈性密封材料的出現(xiàn)才使球閥的產(chǎn)生與發(fā)展出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)；同時(shí),也由于機(jī)床工業(yè)的發(fā)展，使球體加工技術(shù)提高,能夠?qū)崿F(xiàn)球體所要求的尺寸精度與表面粗糙度。
　　
　　目前，電動(dòng)球閥最大公稱(chēng)通徑已達(dá)3050mm,這是美國(guó)EscherWyss公司為田納西州的一個(gè)泵站所提供的4臺(tái)球閥,用作透平機(jī)出口的切斷閥,設(shè)計(jì)壓力為4.8MPa。球閥的最高工作壓力已達(dá)72MPa,其相應(yīng)溫度高達(dá)1000℃。
　　
　　由于球閥的以下特點(diǎn)：
　　
　　(1)流體阻力小球閥一般有縮徑和全通徑兩種結(jié)構(gòu)。無(wú)論哪種結(jié)構(gòu),球閥的流阻系數(shù)都比較小。特別是所謂全通道型球閥,由于其通道直徑等于管道內(nèi)徑,局部阻力損失只有同等長(zhǎng)度管道的摩擦阻力,即在所有閥門(mén)中,這種球閥的流阻最小。在火箭發(fā)射及其試驗(yàn)系統(tǒng)中,要求輸送管道的阻力越小越好。減少管路系統(tǒng)的阻力有兩個(gè)途徑:一是降低流體流速,為此需要增大管徑和閥門(mén)通徑,這對(duì)于管路系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性往在會(huì)產(chǎn)生不利的影響，特別對(duì)低溫輸送系統(tǒng)(液氫等)是極為不利的；一是減小閥門(mén)的局部阻力,因此,球閥自然就成了最佳選擇。
　　
　　(2)開(kāi)關(guān)迅速、方便由于電動(dòng)球閥在一般情況下只需轉(zhuǎn)動(dòng)90°就完成了全開(kāi)或全關(guān)動(dòng)作,很容易實(shí)現(xiàn)快速啟閉。
　　
　　(3)密封性好目前,絕大多數(shù)球閥的閥座都是用聚四氟乙烯等彈性材料制造,金屬與非金屬材料組成的密封副,通常稱(chēng)為軟密封。一般說(shuō)來(lái),軟密封的密封性容易保證,而且對(duì)密封表面的加工精度與表面粗糙度要求也不很高。
　　
　　(4)壽命長(zhǎng)由于聚四氟乙烯(PTFE)有良好的自潤(rùn)滑性,與球體的摩擦磨損小,而且由于球體加工工藝的改進(jìn),使粗糙度降低,從而提高了球閥的使用壽命。據(jù)報(bào)道,美國(guó)W-K-M公司在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)球閥進(jìn)行壽命試驗(yàn),開(kāi)關(guān)次數(shù)超過(guò)l0萬(wàn)次。
　　
　　(5)可靠性高球閥的可靠性高主要是因?yàn)?①球體與閥座一對(duì)密封副不會(huì)發(fā)生擦傷、急劇磨損等故障;②閥桿設(shè)計(jì)為內(nèi)裝式后,消除了閥桿在流體壓力作用下可能因填料壓蓋松開(kāi)而飛出的事故隱患;3采用防靜電、耐火結(jié)構(gòu)的球閥,適用于輸送石油、天然氣、煤氣的管線。
　　
　　(6)閥體內(nèi)通道平整光滑更適于輸送粘性流體,漿液,以及固體顆粒。
　　
　　使球閥不僅在一般工業(yè)管道得到了廣泛應(yīng)用,而且在核工業(yè)、宇航工業(yè)的液氧與液氫輸送管線上也普遍采用。
　　
　　全塑料電動(dòng)球閥近年來(lái)發(fā)展較快。其耐腐蝕,重量輕,成本低的特點(diǎn)，使其在水道、化學(xué)管道上應(yīng)用越來(lái)越廣。大口徑輸油(或天然氣)管線是球閥應(yīng)用的一個(gè)重要方面。公稱(chēng)通徑范圍：600~1400mm,工作壓力通常為8.OMPa。為了確保安全,一些制造廠商都按管線球閥的使用特點(diǎn)和它所受外界自然條件的影響,進(jìn)行抗地震的彎曲試驗(yàn)、防止火災(zāi)蔓延的試驗(yàn)、耐氣候條件的綜合試驗(yàn)、緊急切斷試驗(yàn)等。為了適應(yīng)高溫工況的需要,近年來(lái)還發(fā)展了高溫球閥,它的閥座材料不再是聚四氟乙烯,而是金屬、石墨或碳素纖維等。
　　
　　我們可以預(yù)料球閥今后將在以下幾個(gè)方面得到更大的發(fā)展：
　　
　　(1)密封面材料聚四氟乙烯(F-4)作為球閥密封面材料已有多年歷史,但它必定還會(huì)在生產(chǎn)工藝、物理性能(主要是克服冷流性、提高耐壓強(qiáng)度)、耐溫性能方面進(jìn)一步改善,以提高球閥的性能和適用范圍。耐高溫、耐磨、耐腐蝕的低摩擦系數(shù)的金屬或非金屬密封材料將會(huì)不斷被研制出來(lái)。
　　
　　(2)新型結(jié)構(gòu)球閥將會(huì)不斷涌現(xiàn)其目的主要在于提高壽命、密封可靠性和改善加工工藝性。各種彈性閥座的球閥將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。
　　
　　(3)全塑料電動(dòng)球閥會(huì)有很大的發(fā)展在新型塑料的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)與注塑工藝性等方面的發(fā)展將會(huì)使塑料球閥的通徑、適用工作溫度與壓力范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。
　　
　　(4)長(zhǎng)輸管線球閥會(huì)在遙控、自控、工作可靠性、壽命諸方面得到提高,它們的需要量也會(huì)增加。還會(huì)從輸油(氣)管線用的球閥發(fā)展到輸送漿液、固體介質(zhì)的長(zhǎng)輸管線用的球閥。
　　
　　我們相信隨著材料和加工工藝的不斷發(fā)展，電動(dòng)球閥將具有更多突出的優(yōu)點(diǎn),而更加廣泛的應(yīng)用和受到人們的歡迎。
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