双偏心半球球阀替代闸阀和截止阀的可行性研究

双偏心半球球阀替代闸阀和截止阀的可行性

    球阀是近几年来在中国发展速度最快的阀门种类，除了硬密封球阀外，双偏心半球球阀也得到了快速的发展，以浙江机电设计研究院牵头，合肥通用机械研究院、永隆阀门有限公司、温州奥工阀门有限公司、江苏苏阀高压阀门有限公司、河南泉舜流体控制科技有限公司、河南黑马实业有限公司,上海维旺迪阀门有限公司参与起草的《半球球阀》国家标准目前正在制定中。双偏心半球球阀是在认真权衡球阀、蝶阀、 闸阀等多种阀门优缺点的前提下，引进德国半球阀产品而开发的国产化产品，鉴定结论指出：…在某些方面的使用性能上更优于闸阀、截止阀和球阀等同类产品，可 以推广应用于石油、化工、电力和冶金等行业…，双偏心半球球阀设计独特、结构新颖，定货范围不断扩大，的确在不同场合替代了球阀、蝶阀、闸阀等多种阀门，双偏心半球球阀的结构优势具体有：

一、半球球阀结构上采用楔紧偏心原理。

    阀体和阀芯回转中心（即阀杆轴线）与阀芯的密封球面的几何中心偏置一个径向尺寸，还与阀座密封面在阀体通道轴线上有个偏置尺寸，密封副为金属－金属外力作 用 下接触，阀门依靠两个偏心实现自锁关闭，偏心的合理选配使得自锁角小于摩擦角，自锁角选的太小关闭容易，开启特困难，角度选大了，虽然开启力小，但关闭力 矩迅猛增加，试验台的反复试验，确定两个搭配合理的偏心量至关重要，可靠的自锁性能确保其密封严紧。这是偏心半球阀的核心技术，从结构原理通过制造手段去实现最佳密封而言，球阀、蝶阀、闸阀、截止阀等确有逊色。

二、半球阀极易实现并长期保持零泄漏。

    阀芯与阀座的密封是球面线接触，靠偏心实现自锁，密封副在启闭的全过程几乎不接触，只在启闭的瞬间，才会接触并闸紧实现零泄漏，确保动静密封处无任何泄漏 点。阀座上的结垢或其他堆积物，阀芯在接触阀座的过程中，具有强力清除结垢的能力。而闸阀的密封面在启闭的频繁往复运动中，混流介质结垢沉淀于阀体下部空 腔，截止阀完全依靠正压力实现密封，阀座上的结垢无清理能力，二者盘根的经常反复磨损容易造成闸阀、截止阀的内泄外漏。球阀密封是靠阀座长期挤压在球面上，它较半球阀肯定磨损快，蝶阀密封是以橡胶为中介，它较半球阀、球阀、闸阀的金属硬密封性能相差甚远。半球阀长期使用后，阀座也会产生微量磨损，它可以通过调整继续使用，阀杆和填料在启闭过程中阀杆只需旋转90°，有泄漏迹象时，再压紧填料压盖的螺栓少许，即可实现盘根处无渗漏，而其他阀门至今仍然是小漏勉强用，大漏换阀门。

三、双偏心半球球阀操作极其轻便。

    双偏心半球球阀启闭的整个过程，密封副几乎全处于无阻尼空转状态，外力只是在启闭瞬间脱离或压紧，而阀杆只需旋转90°轻便又迅速，当然操作轻便。球阀在启闭过程中是在受两端阀座的抱紧力下运转，它较半球阀启闭力矩大，公称直径愈大启闭力矩相差越明显，蝶阀的启闭是要克服橡胶的变形的来实现，力矩更大。而闸阀、截止阀操作时间长且费劲。

四、双偏心半球阀使用寿命长。

    密封副属于双金属，在母体上堆焊不同用途的合金，经特殊热处理后，密封副的机械性能和理化指标达最佳状态，来满足不同工况（强力磨损、冲刷迅速、腐蚀严重 等 介质）中的需要，阀门的阀座硬度稍低于阀芯，材质不同和热处理工艺各异，需要时密封副的硬度可达HRC53以上，还可耐560℃高温。实践证明，其抗腐蚀 和抗咬合能力是不锈钢密封副的6倍，阀门启闭上万次而不失效，延长了使用寿命。

五、双偏心半球球阀应用范围广。

    侧装式偏心半球阀系 列品种广泛使用于有色冶炼、燃气天然气、钢铁的煤粉喷吹和除尘、电力输渣、制粉输煤系统、有害气体（硫化氢、光气等）及油品（重油、原油、渣油等）冶炼和 输送。半球阀之所以应用范围广，主要是因为密封副可以堆焊不同的合金，使之成为双金属，阀体、阀杆等主要零件采用所需材质，来满足不同工况的需求。

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