法蘭球閥是由旋塞閥演變而來的,它的啟閉件作為一個球體,利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn) 90 度實現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。
法蘭球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動方向,設(shè)計成 V 形開口的法蘭球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。
法蘭球閥不僅結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好,而且在一定的公稱通經(jīng)范圍內(nèi)體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小,并且驅(qū)動力矩小,操作簡便、易實現(xiàn)快速啟閉,是近十幾年來發(fā)展較快的閥門品種之一。在美、日、德、法、意、西、英等工業(yè)國家,法蘭球閥的使用廣泛,使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴大,并向高溫、高壓、大口經(jīng)、高密封性、長壽命、調(diào)節(jié)性能以及一閥多功能方向發(fā)展,其可靠性及其他性能指標均達到較高水平,并已部分取代閘閥、截止閥、調(diào)節(jié)閥。
1、具有低的流阻。
2、因在工作時不會卡。ㄔ跓o潤滑劑時),故能可靠地應(yīng)用與腐蝕性介質(zhì)和低沸點液體中。
3、在較大地壓力和溫度范圍內(nèi),能實現(xiàn)完全密封。
4、可實現(xiàn)快速啟閉,以保證能用于試驗臺的自動化系統(tǒng)中?焖賳㈤]閥門時,操作無沖擊。
5、球型關(guān)閉件能在位置上自動定位。
6、工作介質(zhì)在雙面上密封可靠。
7、在全開和全閉時,球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離,因此高速通過閥門的介質(zhì)不會引起密封面的侵蝕。
8、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕,可以認為它時用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的合理的閥門結(jié)構(gòu)。
9、閥體對稱,尤其時焊接閥體結(jié)構(gòu),能很好地承受來自管道的應(yīng)力。
10、關(guān)閉件能承受關(guān)閉時的高壓差。
11、全焊接閥體的法蘭球閥,可以直埋于地下,使閥門內(nèi)件不受侵蝕,是石油、天然氣管線理想的閥門。
12、由于法蘭球閥有上述優(yōu)點,所以適用范圍很廣,法蘭球閥可適用于:
13、公稱通經(jīng)從8mm到1200mm。
14、公稱壓力從真空到 42MPa。
15、工作溫度從 -204℃~815℃。
法蘭球閥最主要的閥座密封圈材料就是聚四氟乙烯(PTFE),它對幾乎所有的化學(xué)物質(zhì)都是惰性的,且具有摩擦系數(shù)小、性能穩(wěn)定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性,包括較高的膨脹系數(shù),對冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性,要求閥座密封的設(shè)計必須圍繞這些特性進行。閥座密封的塑性材料也包括填充聚四氟乙烯、尼龍和其他許多材料。但是,當(dāng)密封材料變硬時,密封的可靠性就要受到破壞,特別是在低壓差的情況下。此外,像丁青橡膠這樣的合成橡膠也可用作閥座密封材料,但它所適用的介質(zhì)和使用的溫度范圍藥受到限制。另外,如果介質(zhì)不潤滑,使用合成橡膠容易卡住球體。
為了滿足高溫、高壓、強沖蝕、長壽命等工業(yè)應(yīng)用的使用要求,近十幾年來,金屬密封法蘭球閥得到了很大的發(fā)展。尤其在工業(yè)發(fā)達的國家,如美國、意大利、德國、西班牙、荷蘭等,對法蘭球閥的結(jié)構(gòu)不斷改進,出現(xiàn)全焊接閥體直埋式法蘭球閥、升降式法蘭球閥、使法蘭球閥在長輸管線、煉油裝置等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,出現(xiàn)了大口徑(3050mm)、高壓力(70MPa)、寬溫度范圍(-196~815℃)的法蘭球閥,從而使法蘭球閥的技術(shù)達到一個新的水平。
由于計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)以及柔性制造系統(tǒng)(FMS)在閥門行業(yè)的應(yīng)用,使法蘭球閥的設(shè)計和制造達到一個新的水平。不但革新了閥門的設(shè)計計算方式,減輕了專業(yè)技術(shù)人員繁重的重復(fù)性常規(guī)設(shè)計工作,使技術(shù)人員有更多的精力用于改進、提高產(chǎn)品性能和新產(chǎn)品開發(fā),縮短新產(chǎn)品的研究開發(fā)周期、全面提高勞動生產(chǎn)率,而且在升降桿式金屬密封法蘭球閥的研制開發(fā)過程中,由于 CAD/CAM 的應(yīng)用,出現(xiàn)了由計算機輔助設(shè)計、由計算機輔助數(shù)控機床加工制造的閥桿螺旋扁,使金屬密封法蘭球閥在啟閉過程中無任何擦傷和磨損,從而使法蘭球閥的密封性和使用壽命大大提高。法蘭球閥在完全開啟時,流阻很小,幾乎等于零,因此等徑法蘭球閥廣泛應(yīng)用于石油天然氣管線中,因為容易清掃管線。由于法蘭球閥的球體在啟閉過程中帶有擦拭性,故大多數(shù)法蘭球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中,依據(jù)密封圈的材料也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)。
1、由于法蘭球閥通常用橡膠、尼龍和聚四氟乙烯作為閥座密封圈材料,因此它的使用溫度受到閥座密封圈材料的限制。法蘭球閥的截止作用是靠金屬球體在介質(zhì)的作用下,于塑料閥座之間相互壓緊來完成的(浮動球法蘭球閥)。閥座密封圈在一定的接觸壓力作用下,局部地區(qū)發(fā)生彈塑變形。這一變形可以補償球體的制造精度和表面粗糙度,保證法蘭球閥的密封性能。
2、又由于法蘭球閥的閥座密封圈通常采用塑料制成,故在選擇法蘭球閥的結(jié)構(gòu)和性能上,要考慮法蘭球閥的耐火和防火,特別是在石油、化工、冶金等部門,在易燃、易爆介質(zhì)的設(shè)備和管路系統(tǒng)中使用法蘭球閥,更應(yīng)注意耐火和防火。
3、通常,在雙位調(diào)節(jié)、密封性能嚴格、泥漿、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速(1/4 轉(zhuǎn)啟閉)、高壓截止(壓差大)、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象、向大氣少量滲漏,操作力矩小、流體阻力小的管路系統(tǒng)中,推薦使用法蘭球閥。
4、法蘭球閥也適用于輕型結(jié)構(gòu)、低壓截止(壓差。⒏g性介質(zhì)的管路系統(tǒng)中。
5、在低溫(深冷)裝置和管路系統(tǒng)中也可選用法蘭球閥。
6、在冶金行業(yè)的氧氣管路系統(tǒng)中,需使用經(jīng)過嚴格脫脂處理的法蘭球閥。
7、在輸油管線和輸氣管線中的主管線需埋設(shè)在地下時,需使用全通徑焊接式法蘭球閥。
8、在要求具有調(diào)節(jié)性能時,需選用帶V形開口的專用結(jié)構(gòu)的法蘭球閥。
9、在石油、石油化工、化工、電力、城市建設(shè)中,工作溫度在 200℃ 以上的管路系統(tǒng)可選用金屬對金屬密封的法蘭球閥。
1、石油、天然氣的輸送主管線、需要清掃管線的,又需埋設(shè)在地下的,選用全通經(jīng)、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥;埋設(shè)在地上的,選擇全通經(jīng)焊接連接或法蘭連接的球閥;支管,選用法蘭連接、焊接連接,全通經(jīng)或縮徑的球閥。
2、成品油的輸送管線和貯存設(shè)備,選用法蘭連接的球閥。
3、城市煤氣和天然氣的管路上,選用法蘭連接和內(nèi)螺紋連接的浮動球閥。
4、冶金系統(tǒng)中的氧氣管路系統(tǒng)中,宜選用經(jīng)過嚴格脫脂處理,法蘭連接的固定球球閥。
5、低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上,宜選用加上閥蓋的低溫球閥。
6、煉油裝置的催化裂化裝置的管路系統(tǒng)上,可選用升降桿式球閥。
7、化工系統(tǒng)的酸堿等腐蝕性介質(zhì)的裝置和管路系統(tǒng)中,宜選用奧氏體不銹鋼制造的、聚四氟乙烯為閥座密封圈的全不銹鋼球閥。
8、冶金系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、石化裝置、城市供熱系統(tǒng)中的高溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)或裝置上,可選用金屬對金屬密封球閥。
9、需要進行流量調(diào)節(jié)時,可選用蝸輪蝸桿傳動的、氣動或電動的帶V形開口的調(diào)節(jié)球閥。