球閥與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的認(rèn)識
一、球閥介紹
球閥-（ball vavle）
關(guān)閉件是一個(gè)球體，球體繞閥體中心線作旋轉(zhuǎn)來達(dá)到開啟、關(guān)閉的一種閥門。
工作原理：
球閥它具有旋轉(zhuǎn)90度的動作，旋塞體為球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動方向，它只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。球閥最適宜做開關(guān)、切斷閥使用，
球閥的結(jié)構(gòu)：
球閥的基本結(jié)構(gòu)如下圖
主要特點(diǎn)：
球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，密封面與球面常在閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等，在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
球閥的分類：
1、 按結(jié)構(gòu)形式可分為：
A 浮動球球閥
球閥的球體是浮動的，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。浮動球球閥的結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，但球體承受工作介質(zhì)的載荷全部傳給了出口密封圈，因此要考慮密封圈材料能否經(jīng)受得住球體介質(zhì)的工作載荷，在受到較高壓力沖擊時(shí)，球體可能會發(fā)生偏移。一般用于中低壓球閥。
B 固定球球閥
球閥的球體是固定的，受壓后不產(chǎn)生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座，受介質(zhì)壓力后，閥座產(chǎn)生移動，使密封圈緊壓在球體上，以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承，操作扭距小，適用于高壓和大口徑的閥門。
為了減少球閥的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年來又出現(xiàn)了油封球閥，既在密封面間壓注特制的潤滑油，以形成一層油膜，即增強(qiáng)了密封性，又減少了操作扭矩，更適用高壓大口徑的球閥。
C 彈性球球閥
球閥的球體是彈性的。球體和閥座密封圈都采用金屬材料制造，密封比壓很大，依靠介質(zhì)本身的壓力已達(dá)不到密封的要求，必須施加外力。這種閥門適用于高溫高壓介質(zhì)。
2、 按通道位置可分為：
直通式 三通式直角式
三通式
主要優(yōu)點(diǎn)：
1） 流體阻力小，其阻力系數(shù)于同長度管段相等。
2） 機(jī)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。
3） 緊密可靠，密封材料廣泛使用塑料材料，密封性好，在真空中也廣泛使用。
4） 操作方便，關(guān)閉迅速，從全開到全關(guān)只需旋轉(zhuǎn)900 ，便于遠(yuǎn)程控制。
5） 維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡單，密封圈一般都是活動的，拆卸更換都比較方便
6） 在全開或全閉時(shí)，球體和閥座的密封面于介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時(shí)，不會引起閥門密封面的侵蝕。
7） 適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應(yīng)用。
8） 由于球閥在啟閉過程中有擦拭性，所以可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中。
安裝：
1）取掉法蘭端兩邊的保護(hù)蓋，在閥完全打開的狀態(tài)下進(jìn)行沖洗清潔。
2）安裝前應(yīng)按規(guī)定的信號（電或氣）進(jìn)行整機(jī)測試（防止因運(yùn)輸產(chǎn)生振動影響使用性能），合格后方可上線安裝（接線按電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)線路圖）。
3）準(zhǔn)備與管道連接前，須沖洗和清除干凈管道中殘存的雜質(zhì)（這些物質(zhì)可能會損壞閥座和球）。
4）在安裝期間，請不要用閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分作為起重的吊裝點(diǎn)，以避免損壞執(zhí)行機(jī)構(gòu)及附件。
5）本類閥應(yīng)安裝在管道的水平方向或垂直方向。
6）安裝點(diǎn)附近的管道不可有低垂或者承受外力的現(xiàn)象，可以用管道支架或者支撐物來消除管線的偏離。
7）與管道連接后，請用規(guī)定的扭矩交叉鎖緊法蘭連接螺栓。
使用操作和維修：
1）操作前須確認(rèn)管路和閥已被沖洗過。
2）閥的操作按執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號大小帶動閥桿旋轉(zhuǎn)完成：正向旋轉(zhuǎn)1/4圈（90°）時(shí)，閥關(guān)斷。反向旋轉(zhuǎn)1/4圈（90°）時(shí)，閥開啟。
3）當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方向指示箭頭與管線平行時(shí)，閥門為開啟狀態(tài)；指示箭頭與管線垂直時(shí)，閥門為關(guān)閉狀態(tài)。
擁有較長的使用壽命和免維修期，將依賴以下幾個(gè)因素：正常的工作條件、保持和諧的溫度/壓力比，以及合理的腐蝕數(shù)據(jù)
注意：
●球閥在關(guān)閉狀態(tài)下，閥體內(nèi)部依舊存在受壓流體
●維修前，解除管線壓力并使閥門處于打開位置
●維修前，斷開電源或氣源
●維修前，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)與支架脫離
●必須先查明球閥上、下游管道確已卸除壓力后，才能進(jìn)行拆卸分解操作
●分解及再裝配時(shí)必須小心防止損傷零件的密封面，特別是非金屬零件，取出O 型圈時(shí)宜使用專用工具
●裝配時(shí)法蘭上的螺栓必須對稱、逐步、均勻地?cái)Q緊
●清洗劑應(yīng)與球閥中的橡膠件、塑料件、金屬件及工作介質(zhì)（例如燃?xì)猓┑染嗳?。工作介質(zhì)為燃?xì)鈺r(shí)，可用汽油(GB484-89)清洗金屬零件。非金屬零件用純凈水或酒精清洗
●分解下來的單個(gè)零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下來的非金屬件的金屬件可采用干凈的細(xì)潔的浸漬有清洗劑的綢布（為避免纖維脫落粘附在零件上）擦洗。清洗時(shí)須去除一切粘附在壁面上的油脂、污垢、積膠、灰塵等
●非金屬零件清洗后應(yīng)立即從清洗劑中取出，不得長時(shí)間浸泡
●清洗后需待被洗壁面清洗劑揮發(fā)后（可用未浸清洗劑的綢布擦）進(jìn)行裝配，但不得長時(shí)間擱置，否則會生銹、被灰塵污染
●新零件在裝配前也需清洗干凈
●使用潤滑脂潤滑。潤滑脂應(yīng)與球閥金屬材料、橡膠件、塑料件及工作介質(zhì)均相容。工作介質(zhì)為燃?xì)鈺r(shí)，可用例如特221 潤滑脂。在密封件安裝槽的表面上涂一薄層潤滑脂，在橡膠密封件上涂一薄層潤滑脂，閥桿的密封面及摩擦面上涂一薄層潤滑脂
●裝配時(shí)應(yīng)不允許有金屬碎屑、纖維、油脂（規(guī)定使用的除外）灰塵及其它雜質(zhì)、異物等污染、粘附或停留在零件表面上或進(jìn)入內(nèi)腔
1)、填料處得再鎖緊
若填料處有微泄發(fā)生，須再鎖緊閥桿螺母。
注意：不要鎖太緊，通常再鎖1/4圈～1圈，泄露即會停止。
2)、更換閥座和密封件
A、拆卸
a.使閥處于半開位置，沖洗、清除閥體內(nèi)外可能存在的危險(xiǎn)物質(zhì)。
b.關(guān)閉球閥，拆掉兩邊法蘭上的連接螺栓和螺母，然后將閥由管線上完全移除。
c.依序拆卸驅(qū)動裝置-執(zhí)行機(jī)構(gòu)、連接支架、防松墊圈、閥桿螺母、蝶形彈片、格南、耐磨片、閥桿填料。
d.拆卸體蓋連接螺栓和螺母，將閥蓋與閥體分離，并拿掉閥蓋墊圈。
e.確認(rèn)閥球在“關(guān)斷”位置，這可以將其較容易的從閥體拿出，隨后取出閥座。
f.由閥體中孔向下輕推閥桿直到完全取出，然后取出O型圈及閥桿下填料。
注意：請謹(jǐn)慎操作，以避免擦傷閥桿表面及閥體填料函密封部位。
B)、重新組裝
a.清洗和檢查拆下零件，強(qiáng)烈推薦用備用零件包更換其閥座及閥蓋墊圈等密封件。
b.按拆卸的相反順序進(jìn)行組裝。
c.用規(guī)定的扭矩，交叉鎖緊法蘭連接螺栓。
d.用規(guī)定的扭矩，鎖緊閥桿螺母。
e.安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)后，輸入相應(yīng)的信號通過旋轉(zhuǎn)閥桿帶動閥芯旋轉(zhuǎn)，使閥門至打開和關(guān)閉位置。
f.如有可能，請?jiān)诨匮b管道前，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對閥進(jìn)行壓力密封測試和性能測試。
氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)介紹
定義：一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動裝置，它利用某種驅(qū)動能源（氮?dú)猓┎⒃谀撤N控制信號作用下工作。
基本結(jié)構(gòu)：
基本結(jié)構(gòu)如下圖
氣動執(zhí)行器分類
執(zhí)行器按其能源形式分為氣動，電動和液動三大類，它們各有特點(diǎn)，適用于不同的場合。氣動執(zhí)行器是執(zhí)行器中的一種類別。氣動執(zhí)行器還可以分為單作用和雙作用兩種類型：執(zhí)行器的開關(guān)動作都通過氣源來驅(qū)動執(zhí)行，叫做DOUBLE ACTING (雙作用)。SPRINGRETURN (單作用)的開關(guān)動作只有開動作是氣源驅(qū)動，而關(guān)動作時(shí)彈簧復(fù)位。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇要素
選擇一臺合適的閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和規(guī)格時(shí)必須考慮下列要素：
1、驅(qū)動能源
最常用的驅(qū)動能源是電源或流體源，如果選擇電源為驅(qū)動能源，對于大尺寸閥門一般選用三相電源，對于小尺寸閥門可選用單相電源。一般電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可有多種電源類型供選擇。有時(shí)也可選直流供電，此時(shí)可通過安裝電池實(shí)現(xiàn)電源故障安全操作。
流體源種類很多，首先可以是不同的介質(zhì)如：壓縮空氣、氮?dú)狻⑻烊粴?、液壓流體等，其次它們可以具備各種壓力，第三執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有各種尺寸以提供輸出力活力矩。
2、閥門類型
當(dāng)選擇閥門用執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，必須要知道閥門的種類，這樣才可以選擇正確的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型。有些閥門需要多回轉(zhuǎn)驅(qū)動，有些需要單回轉(zhuǎn)驅(qū)動，有些需要往復(fù)式驅(qū)動，它們影響了執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型的選擇。
通常多回轉(zhuǎn)的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)比電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)價(jià)格要貴，但是往復(fù)式直行程輸出的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)價(jià)格比電動多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)便宜。
3、力矩大小
對于90度回轉(zhuǎn)的閥門如：球閥、碟閥、旋塞閥，最好通過閥門廠商獲得相應(yīng)閥門力矩大小，大部分閥門廠商是通過測試閥門在額定壓力下閥門所需的操作力矩，他們將這一力矩提供給客戶。對于多回轉(zhuǎn)的閥門情況有所不同，這些閥門可分為：往復(fù)式（提升式）運(yùn)動-閥桿不旋轉(zhuǎn)、往復(fù)式運(yùn)動-閥桿旋轉(zhuǎn)、非往復(fù)式-閥桿旋轉(zhuǎn)，必須測量閥桿的直徑，閥桿連接螺紋尺寸已決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)規(guī)格。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型
一旦執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和閥門所需驅(qū)動力矩確定了，就可以使用執(zhí)行機(jī)構(gòu)廠商提供的數(shù)據(jù)表或選型軟件進(jìn)行選型。有時(shí)還需考慮閥門操作的速度和頻率。
流體驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度，但是三相電源的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有固定的行程時(shí)間。
部分小規(guī)格的直流電動單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)行程速度。
控制方式
開關(guān)控制
自動控制閥最大的好處是可以遠(yuǎn)距離的操作閥門，這就意味著操作人員可以坐在控制室控制生產(chǎn)過程而不需要親臨現(xiàn)場去人工操作閥門的開和關(guān)。人們只需鋪設(shè)一些管線連接控制室和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動能源通過管線直接激勵電動或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常用的4-20mA信號來反饋閥門的位置。
連續(xù)控制
如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)被要求用于控制過程系統(tǒng)的液位、流量或壓力等參數(shù)，這是要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動作的工作，可以用4-20mA信號作為控制信號，然而這個(gè)信號可能會和過程一樣頻繁的改變。如果需要非常高頻率動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，只有選擇特殊的能頻繁啟停的調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)一個(gè)過程中需要多臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，可以通過使用數(shù)字通訊系統(tǒng)將各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接起來，這樣可大大降低安裝費(fèi)用。數(shù)字通訊回路可以快速高效的傳遞指令和收集信息。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的維護(hù)
檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)能正確地操動閥，操作的時(shí)間符合要求。如果很少對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，用現(xiàn)有的條件對其進(jìn)行幾次打開操作和關(guān)閉操作(遙控、當(dāng)?shù)乜刂坪途o急控制等)，如果工廠的條件允許的話。
a 檢查確保對遙控臺發(fā)出的信號是正確的。
b 檢查送風(fēng)壓力在需要的范圍內(nèi)。
c 若執(zhí)行機(jī)構(gòu)上有風(fēng)過濾器的話，打開排放旋塞，把積聚在杯內(nèi)的冷凝水吹掉。定期把杯卸下來，用肥皂和水清潔；把過濾器卸下：如果過濾器是用燒結(jié)的濾芯制的，用硝酸溶液清洗，并用空氣吹干；如果過濾器是用纖維素制成的，當(dāng)出現(xiàn)阻塞,必需替換過濾器。
d 檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外部組件是否都處于良好的狀態(tài)。
e 檢查驅(qū)動區(qū)的所有漆面。如果有的地方發(fā)生損壞，按適用的規(guī)格，對漆面進(jìn)行修復(fù)。
f檢查氣動連接沒有泄漏。如果需要的話，擰緊管件的螺母。
h如果氣缸/手動超越控制有任何泄漏，或機(jī)械組件有故障，或在作定期的防護(hù)性維護(hù)時(shí)，必需參考截面圖(第四頁)按下述步驟卸下執(zhí)行機(jī)構(gòu)，更換密封。
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