介紹了雙偏心金屬密封球閥的結(jié)構(gòu)、工作原理，性能特點(diǎn)，論述了偏心球體的設(shè)計(jì)方法。

1、概述

　　球閥以結(jié)構(gòu)緊湊，流通面積大，直通式，中間無(wú)阻礙，流阻小和啟閉迅速等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于管路系統(tǒng)，是目前工業(yè)上常用的閥門(mén)之一，但普通球閥的非金屬閥座材料使工作溫度受到了限制，一般不超過(guò)150℃。另外，球閥啟閉轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大，操作沉重，密封副磨損較快，不能自動(dòng)補(bǔ)償，容易造成泄漏，降低了使用壽命。新型雙偏心金屬密封球閥很好地解決了普通球閥存在的問(wèn)題。

2、雙偏心金屬密封球閥的工作原理

　　雙偏心金屬密封球閥( 圖1) 由閥體、閥座、閥桿、支軸、雙偏心球體和連接法蘭等零部件組成。球體的幾何形狀為對(duì)稱雙偏心( 偏心距e = e ) 球面。球體與其相對(duì)應(yīng)的閥座形成楔型結(jié)構(gòu)。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)球體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，球體密封面與閥座脫離，互相不接觸，減少了摩擦。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，球體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，應(yīng)用圓偏心楔緊原理，每個(gè)球面都與其相對(duì)應(yīng)的閥座形成楔緊狀態(tài)，達(dá)到楔緊所需要的密封比壓。

　　若一個(gè)密封面是液體迎著球面的密封副工作，另一個(gè)密封副則成為順流正向的工作密封副。由于作用在球體密封面上的壓力方向不同，密封正壓力總值也不同。逆向流體作用在閥座上的力是密封預(yù)緊力與承載壓力的值方向相反。順向流體作用在閥座上時(shí)，密封預(yù)緊力與承載壓力的值方向一致。流體壓力越大，承載密封能力越大。雙向偏心金屬密封球閥的最大特點(diǎn)是既可逆向承載密封壓力，又能順向承載密封壓力。當(dāng)逆向的密封壓力失效時(shí)，順流方向的承載力發(fā)揮作用，其承載能力可增加30%～60%，承載能力使閥體組件保證可靠的工作狀態(tài)。

圖1 雙偏心金屬密封球閥

3、偏心球體設(shè)計(jì)

　　(1) 球體自鎖

　　斜面機(jī)構(gòu)的自鎖條件是斜面螺旋升角α 小于偏心體與底面、偏心軸與孔壁間的摩擦角φ1與φ2之和( 圖2) ，即

圖2 自鎖原理

　　(2) 自鎖平衡力矩

　　為使閥門(mén)在使用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自鎖，不會(huì)自行松動(dòng)，需要滿足

　　令摩擦系數(shù)μ1 = 0.1，且忽略偏心圓盤(pán)軸與孔壁間的摩擦力矩，取μ2 = 0，式(2) 簡(jiǎn)化為e≤D/20。實(shí)際應(yīng)用中，考慮到系統(tǒng)中各部位的摩擦及閥座環(huán)口的非平面因素，取μ1 = 0.15，則e≤D/14。

4、性能

　　(1) 閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中，球體能夠迅速脫離閥座，實(shí)現(xiàn)球體與閥座在無(wú)接觸情況下回轉(zhuǎn)，開(kāi)啟迅速、省力、操作扭矩小，摩擦力小，減少了密封副的磨損，使用壽命長(zhǎng)。

　　(2) 密封副經(jīng)過(guò)熱處理，表面硬度高，耐磨、耐高溫、抗沖蝕。

　　(3) 楔緊工作副能夠刮掉密封面上的沉淀物和結(jié)垢，并能排除流體中的異物。

　　(4) 閥門(mén)安裝時(shí)無(wú)方向限制，密封性能好，安全可靠，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償功能。

5、結(jié)語(yǔ)

　　雙偏心金屬密封球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟閉無(wú)摩擦，密封性能好，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為可廣泛應(yīng)用在金屬密封要求嚴(yán)格的工況中，實(shí)現(xiàn)零泄漏。當(dāng)用于高溫、高壓的熱力管網(wǎng)系統(tǒng)和石油、天然氣、管網(wǎng)系統(tǒng)中效果顯著，是一種比較理想的高性能球閥。