轨道式球阀结构和工作原理

1 概述

目前在石油、化工、冶金和造纸等工业领域使用的球阀主要有两种结构，一种为浮动球式，另一种为固定球式。浮动式球阀是利用阀体与接体间的密封垫片调整和控制球体与阀座间的预紧比压而密封，固定式球阀是利用阀座嵌入支承圈后靠弹簧的预紧力和活塞效应使阀座与球体压紧而密封。二者的共同点是球体在启闭过程中始终与阀座接触，导致启闭力矩过大，密封副磨损严重，使用寿命短，易泄漏，严重制约了其使用范围。而轨道式球阀克服了上述球阀的缺点，综合了闸阀、截止阀、旋塞阀和球阀的优点，提高了使用性能。

2 结构及工作原理

轨道式球阀主要由阀体、阀盖、球体、阀杆、支承圈、销轴、轴套、导向螺钉、手轮、保护罩和指示杆等零部件组成（图1）。

逆时针转动手轮时，带动阀杆螺母旋转，使阀杆上升。此时导向螺钉与阀杆上的螺旋槽直行程段限制阀杆只作上升运动，阀杆下部斜面与销轴配合，使球体先向左偏移一角度β，密封副脱离。阀杆继续上升，导向螺钉与阀杆螺旋槽配合，使阀杆作9O°转动。这时阀杆下部扁面与销轴配合，带动球体作9O°旋转后，阀门开启。反之，顺时针转动手轮，阀杆下降.此时导向螺钉与阀杆的螺旋槽配合，使阀杆作9O°转动，阀杆下部扁面与销轴配合，带动球体作90。转动后，球体密封面对正阀座密封面。阀杆继续下降，这时导向螺钉限制阀杆只作下降运动，阀杆的下部斜面与销轴配合，产生楔力。带动球体压紧阀座，阀门关闭。阀杆仍可以继续下降，能对密封面继续施加强制密封力。

3 性能

轨道式球阀开启时先偏移一角度β，密封面脱离后才转动，启闭过程中密封副无摩擦，有效地解决了密封面磨损的问题，使用寿命长，启闭力矩小。该阀采用固定的单阀座结构，不仅保证了双向零泄漏，又可避免双阀座阀门的中腔压力升高。阀杆下端的斜面提供了机械楔紧力，以保证持续可靠的密封，改变了普通球阀依靠介质力或弹簧预紧力实现密封的特点。经硬化处理的阀杆螺旋导槽与刚性导向螺钉控制阀杆的升降与转动，进而控制球体的偏移与旋转，达到控制阀门开启与关闭的目的。球体表面根据需要堆焊13Cr或硬质合金，能满足在非常苛刻工况下的密封。阀门采用顶装式，在系统泄压后，可在线检查及维修，使维护简单化。减少装置停车，降低生产的成本。