球阀的工作原理和基本结构

　　常用球阀主要包括浮球结构和固定球结构。①浮球阀的球体可以浮动。在天然气压力的作用下，球体会紧紧压在出口侧的密封圈上，形成单一密封，无法保证阀门前阀座的密封。这种结构的球阀具有结构简单、单面密封性能好的特点，但其密封面承受的压力大，所以启闭力矩大。(2)固定结构球阀的球体有上下转轴，下转轴固定在阀体下部的轴承上，上部与阀杆连接。球可以沿着垂直于阀通道的轴线旋转，并且不能像具有浮动结构的球阀那样横向移动。因此，当固定球阀工作时，阀前流体的压力只传递到轴承和阀杆，不会对阀座造成压力，因此固定球阀扭矩小，阀座变形小，密封性能稳定，使用寿命长。固定球阀的阀座是浮动的，浮动阀座利用阀座后面的弹簧压力和天然气压力压缩球体，实现密封。

1.基本结构组成

　　天然气管道通用球阀主要由阀体、阀座、球体、阀杆和传动装置组成。球阀的主要功能是连接和切断管道中的流体通道。球阀通过传动装置将球旋转90度来实现开启和关闭功能。

2.球阀的阀座结构

　　国内天然气管道常用的球阀阀座结构如下。

(1)普通阀座

　　普通阀座通常用于直径等于或小于200毫米的浮球阀上。普通阀座主要在预紧力或流体压力的作用下，阀座与球体压紧，阀座材料塑性变形，实现密封。其密封效果取决于阀座在流体或预紧力的作用下能够补偿球体圆度和表面微观不均匀性的程度。该阀座结构简单，加工制造方便，用途广泛。

(2)弹性阀座

　　弹性阀座的形式相对较多，但螺旋弹簧组阀座和碟形弹簧阀座常用于天然气管道。这两个阀座都通过弹簧的弹性和流体的压力将阀座推向球体，从而实现密封。这两种阀座具有良好的双向密封能力和弹性补偿能力，但对于螺旋弹簧组阀座来说，各弹簧的刚度很难一致，导致阀座上的力不均匀，影响阀门的密封性能。相比之下，碟形弹簧结构简单紧凑，加工方便，受力均匀。因此，应用相当广泛。

(3)旋转阀座

　　在球阀打开或关闭之前，在球体和阀座之间形成新月形的狭窄通道，因此天然气被节流并呈现高速浪涌湍流状态，这经常导致阀座的腐蚀和内部泄漏。旋转阀座的主要特点是在阀门的开启和关闭过程中，阀座可以沿着通道的轴线作旋转运动。通过开关阀门转动阀座，阀座可以沿圆周方向均匀磨损，改善了工作条件，延长了使用寿命。