球阀与蝶阀：活门、阀轴、轴承简介

二、活门、阀轴和轴承

1.球阀

球阀的活门是直径方向带有两个轴的球形体。阀芯内孔直径及阀体内孔均与阀门进出口直径一样。当球阀开启时，活门的过水断面就与压力钢管直通，以使水流稳定并且水流损失最小，有利于提高水泵水轮机的工作效率。活门开孔两端设有两个密封座与阀体内活动密封环配合起密封水的作用，当阀门关闭时，活门旋转90°，截断水流，此时由球面承受水压，改善了活门的受力条件。这与平面结构的阀门相比，不仅可以承受更高的水压力，还能节省材料，减轻自身重量。

轴承钢套及轴瓦安装在阀体的轴承座内，应能承受枢轴的最大径向压力。国内某大型电站球阀采用卧轴结构，阀轴水平安装在阀体两端的轴承内，阀轴热套有不锈钢轴套以保护阀轴。采用自润滑型轴瓦，压装在轴承钢套上。枢轴密封位于轴承压盖内侧，通常采用“U”型密封。阀体与轴承之间设计有O型密封，防止间隙发生漏水。阀体与轴承支撑之间还有一个“U”型密封，防止泥沙进入轴承内。球阀枢轴结构示意图如图5-2-5所示。

1—球阀阀体；2—枢轴轴承；3—枢轴压盖；4—枢轴密封支持环；5—枢轴耳轴不锈钢轴套；

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6—枢轴压盖固定螺栓；7—枢轴密封压环螺栓；8—枢轴密封；9—O型密封

图5-2-5　球阀枢轴结构示意图

2.蝶阀

蝶阀的活门全关时需承受全部水压力，而在全开位置时处在流道中心位置，因此在保证自身足够的强度和刚度的情况下，还应具有良好的水力性能，以尽可能地减少水力损耗。蝶阀活门通常采用菱形、铁饼形、平斜形以及双平板形结构。菱形水力阻力系数最小，但其强度较差，适用于工作水头较低的情况；铁饼形的外形断面由圆弧及抛物线构成，强度较高，但水力阻力系数高于菱形及平斜形。近年来为了提高蝶阀的密封性能，开始采用双平板形活门，两侧为圆形平板，中间设有若干沿水流方向的筋板，其特点是水力阻力系数小，全关后密封效果好，但不便于分瓣结构设计，同时也受加工及运输等条件限制，其尺寸一般不超过4m。受水头高低影响，活门可采用铸铁或铸钢，大型活门则一般采用钢板焊接结构。

蝶阀活门一旦离开全开位置时即会产生自关闭力矩，始终具备自关闭趋势，所以在其全开位置时必须要设有可靠的锁锭装置。同时也是为了防止漏油或水锤冲击时造成误开关现象。锁锭装置在阀门全开或全关的情况下都应保证可靠投用。

一般蝶阀阀轴也设置钢套，以便在不拆阀体、活门的条件下更换轴承或密封件。阀轴轴颈处一般包焊不锈钢或设置不锈钢保护层。早期大中型蝶阀采用青铜瓦，需要定期加注黄油。随着蝶阀设计得更加紧凑和减少操作容量，国内外普遍趋向减小阀轴直径，导致挤压应力提高。轴瓦普遍向采用自润滑材料方向发展。而立式蝶阀还需在活门底部设置止推轴承，轴承下部设有垫板和调节螺栓，以调节活门和阀体之间的相对位置。