美国梅索尼兰Masoneilan阀门

旋转类调节阀作为控制系统中的一类控制装置，其应用领域及使用范围随结构功能的改进、控制元件的配套逐步扩大，旋转类阀因其可靠快速的切断特性以及耐气蚀、高压差、寿命长、易维护、流阻小等特点，在各类控制管线中越来越受到欢迎。其中部分产品不但可以作为切断阀使用而且可以用于调节功能。但是，在阀体组件结构因适应工况要求发生变化的同时，其驱动装置也在发生着变化，各种传动方式都有其固有的力矩输出特性，但是什么结构的阀配套什么结构的驱动装置，什么工况选用何种形式的驱动装置才能够经济、高效、可靠、常寿命的运行？

 

球阀的力矩组成及特性分析

       球阀是旋转类阀中*常用的一种，从球芯的形式上分有整体球和部分球式，从球芯的固定方式有浮动球及固定球两种形式，其力矩的形成主要是因介质压力、密封预压力挤压球芯，与阀座之间产生的摩擦力矩。当球芯在0度至90度全行程的运行过程中，随开度的增大其球芯因受压面减小及压差的下降，力矩也随之下降。如图1示，当球芯自关闭向打开方向旋转时，首先要克服密封比压及管道介质在阀前后造成的压差及填料等摩擦因素产生的静力矩，当驱动力大于静摩擦力时，球芯便开始转动，所需力矩因从静摩擦转变为动摩擦而有所减小，当球心转过阀座密封线，阀前后介质贯穿，压差也逐步减小，从而动摩擦力矩也在随开度的加大而减小。

 

1.球阀阀杆力矩组成

Mqf-球体与发作密封面间的摩擦力矩；

MQF=ΠDmpPFmR（1+COS）/8COS

Dmp-阀座密封面平均直径；

Fm-摩擦系数；

R-球体半径；

Mft-填料以及滑动轴对阀杆的摩擦力；

阀座在阀体活动套内的浮动球阀，可以实现进出口双阀座密封，因而Mqf计算应以两个阀座对球芯产生的摩擦力矩计算即：

Mqf=Mqf1+（Mqf2+Mqf2）

MQf1-进口阀座对阀芯产生的力矩

Mqf2-球芯与出口阀座密封面间的摩擦力矩；（包括密封预紧力及介质作用力）；

 

2.固定球球阀力矩构成

固定球结构用于DN200以上，为保证可靠的密封效果一般都采用双活塞效应阀座结构，所以两个阀座与球芯也紧紧接触，但进口阀座产生的摩擦力仅为预紧力产生，而出口阀座的力矩是由两部分组成的，即除了预紧力之外还有介质工作压力产生的摩擦力矩。

固定球阀力矩组成为：

Mf=Mqf1+（Mqf2+Mqf）+Mft+Mzc

Mqf1-进口阀座对阀芯产生的力矩

Mqf2-球芯与出口阀座密封面件的摩擦力矩；

Mzc-滑动轴承产生的力矩；

 

从以上分析可以看出，无阀座套浮动球阀的力矩组成比较见到那，因阀前介质压力的作用对球芯产生推力，而球芯又为浮动式，因而可以向出口阀座移动，力矩以介质推力产生的压力与出口阀座间产生的摩擦力为主。而有活动套筒的浮动球阀，为使密封比压达到可靠密封的效果，进口阀座除预紧力产生的摩擦力矩还有介质对进口阀座的作用力而产生的摩擦力。出口阀座与球芯的macaroni力矩是由作用于活动套筒外径面积上的介质作用力而产生。而固定球阀因球芯的不可移动，为达到密封效果，必施以预紧力，同时靠特殊的双活塞效应使阀座靠两个面积差造成的压力差使阀座向球芯靠近从而实现封闭。



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