球閥的工作原理,球閥主要特點(diǎn),球閥參數(shù)等級(jí),球閥優(yōu)點(diǎn),球閥缺點(diǎn)-浙江摩根閥門有限公司
球閥的工作原理,球閥主要特點(diǎn),球閥參數(shù)等級(jí),球閥優(yōu)點(diǎn),球閥缺點(diǎn)-浙江摩根閥門有限公司
球閥，標(biāo)準(zhǔn)GB/T21465-2008《閥門術(shù)語》中定義為：?jiǎn)㈤]件（球體）由閥桿帶動(dòng)，并繞閥桿的軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閥門。主要用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，亦可用于流體的調(diào)節(jié)與控制，其中硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆料等介質(zhì)。
球閥，標(biāo)準(zhǔn)GB/T21465-2008《閥門術(shù)語》中定義為：?jiǎn)㈤]件（球體）由閥桿帶動(dòng)，并繞閥桿的軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閥門。主要用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，亦可用于流體的調(diào)節(jié)與控制，其中硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆料等介質(zhì)。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質(zhì)的合流、分流、及流向的切換，同時(shí)也可關(guān)閉任一通道而使另外兩個(gè)通道相連。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。球閥分類：氣動(dòng)球閥，電動(dòng)球閥，手動(dòng)球閥。
球閥的誕生和應(yīng)用
球閥問世于20世紀(jì)50年代，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，在短短的40年時(shí)間里，已迅速發(fā)展成為一種主要的閥類。在西方工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，球閥的使用正在逐年不斷的上升，在我國(guó)，球閥被廣泛的應(yīng)用在石油煉制、長(zhǎng)輸管線、化工、造紙、制藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。
球閥工作原理
球閥它具有旋轉(zhuǎn)90度的動(dòng)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(dòng)方向，它只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。球閥最適宜做開關(guān)、切斷閥使用，但近來的發(fā)展已將球閥設(shè)計(jì)成使它具有節(jié)流和控制流量之用，如V型球閥。
球閥主要特點(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(jiǎn)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。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的�！ ∏蜷y不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性能好，而且在一定的公稱通徑范圍內(nèi)體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小，并且驅(qū)動(dòng)力矩小，操作簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)快速啟閉，是近 十幾年來發(fā)展最快的閥門品種之一。球閥是由旋塞閥演變而來的，它的啟閉件作為一個(gè)球體，利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn)90°實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向，設(shè)計(jì)成V形開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。
特別是在美、日、德、法、意、西、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，球閥的使用非常廣泛，使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴(kuò)大，并向高溫、高 壓、大口徑、高密封性、長(zhǎng)壽命、優(yōu)良的調(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(biāo)均達(dá)到較高水平，并已部分取代閘閥、截止閥、節(jié)流閥。隨著 球閥的技術(shù)進(jìn)步，在可以預(yù)見的短時(shí)間內(nèi)，特別是在石油天然氣管線上、煉油裂解裝置上以及核工業(yè)上將有更廣泛的應(yīng)用。此外，在其他工業(yè)中的大中型口徑、中低 壓力領(lǐng)域，球閥也將會(huì)成為主導(dǎo)的閥門類型之一。
球閥優(yōu)點(diǎn)
1．流體阻力小，全通徑的球閥基本沒有流阻。
2．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。
3．緊密可靠。它有兩個(gè)密封面，而且目前球閥的密封面材料廣泛使用各種塑料，密封性好，能實(shí)現(xiàn)完全密封。在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。
4．操作方便，開閉迅速，從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制。
5．維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封圈一般都是活動(dòng)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與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時(shí)，不會(huì)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。
球閥缺點(diǎn)
加工精度高，造價(jià)昂貴，高溫中不易使用，如管道內(nèi)有雜質(zhì)，容易被雜質(zhì)堵塞，導(dǎo)致閥門無法打開。
球閥按功能分類： 1、旁通閥：球閥一般為靜水開啟，故設(shè)旁通閥先平壓，即兩邊注滿水；2、空氣閥：充水時(shí)，排除空氣服用浮筒自行關(guān)閥；排水時(shí)，補(bǔ)充空氣用，浮筒自行下降。3、卸壓閥：開啟關(guān)閉活門時(shí)，排除活門及密封蓋之間的壓力水，以免磨損密封蓋。4、排污閥：排出球殼體內(nèi)下部的污水。
球閥安裝與維護(hù)應(yīng)注意以下事項(xiàng)
1、要留有閥柄旋轉(zhuǎn)的位置。
2、不能用作節(jié)流。
3、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的球閥可分為：①氣動(dòng)球閥②電動(dòng)球閥③液動(dòng)球閥④氣液動(dòng)球閥⑤電液動(dòng)球閥⑥渦輪傳動(dòng)球閥
球閥參數(shù)等級(jí)
1、公稱壓力或壓力級(jí)：PN1.0-32.0MPa、ANSI CLASS 150-900、JIS10-20K；
2、公稱通徑或口徑：DN6～900、NPS 1/4 ～36；
3、連接方式：法蘭、對(duì)焊、螺紋、承插焊等；
4、適用溫度：-196℃～540℃；
5、驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣液聯(lián)動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)；
6、閥體材料：WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8(304)、CF3(304L)、CF8M(316)、CF3M (316L)、Ti。選用不同的材質(zhì)，可分別適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質(zhì)、尿素等多種介質(zhì)。
型號(hào)編制說明
球閥的類型代號(hào)為Q。低溫球閥前加“D”；保溫球閥前加“B”。
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代號(hào) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
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傳動(dòng)方式 |
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渦輪 |
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氣動(dòng) |
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電動(dòng) |
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連接形式 |
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內(nèi)螺紋 |
外螺紋 |
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法蘭 |
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焊接 |
對(duì)夾 |
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類型代號(hào) |
結(jié)構(gòu)形式 |
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球閥 Q |
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直通式 |
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角式 |
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直角式 |
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浮動(dòng)式 |
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L型浮動(dòng)球 |
T型浮動(dòng)球 |
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固定球 |
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手輪、手柄和扳手傳動(dòng)省略代號(hào)。
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密封面或襯里材料 |
代號(hào) |
密封面或襯里材料 |
代號(hào) |
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鋼合金 |
T |
滲氟鋼 |
D |
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橡膠 |
X |
硬質(zhì)合金 |
Y |
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尼龍塑料 |
N |
襯膠 |
J |
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氟塑料 |
F |
襯鉛 |
Q |
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錫基軸承合金（巴式合金） |
B |
搪瓷 |
C |
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合金鋼 |
H |
滲硼鋼 |
P |
公稱壓力代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其數(shù)值是以兆帕為單位的公稱壓力值的10 倍。用于電站工業(yè)的閥門，當(dāng)介質(zhì)最高溫度超過530℃時(shí)，其數(shù)值是以兆帕為單位的工作壓力值的10 倍。
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閥體材料 |
灰鑄鐵 |
球墨鑄鐵 |
碳鋼 |
合金鋼（鉻鉬鋼） |
不銹鋼 |
特殊合金 |
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代號(hào) |
Z |
Q |
WCB |
WC1 |
LCB |
LC3 |
WC6 |
WC9 |
C5/C12 |
普通 |
CF8 |
CF8M |
CF3 |
CF3M |
M |
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C |
C1 |
C2 |
C3 |
I6 |
I9 |
I5 |
P |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
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球閥的性能規(guī)范
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試驗(yàn)項(xiàng)目 |
試驗(yàn)壓力（MPa） |
試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間（S） |
試驗(yàn)溫度（oC） |
試驗(yàn)介質(zhì) |
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殼體試驗(yàn) |
150Lb、1.6MPa |
2.4 |
120 (DN≤14") |
≤52oC（常溫） |
水（可含有防銹劑）煤油或黏度不大于水的其他適宜介質(zhì) |
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300Lb、2.5、4.0MPa |
6.0 |
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600Lb、10.0MPa |
15.0 |
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900Lb、15.0MPa |
22.5 |
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1500Lb、25.0MPa |
37.5 |
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2500Lb、42.0MPa |
63.0 |
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低壓密封試驗(yàn) |
150Lb、1.6MPa |
0.6 |
120 |
≤52oC（常溫） |
空氣或惰性氣體 |
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300Lb、2.5、4.0MPa |
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600Lb、10.0MPa |
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900Lb、15.0MPa |
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1500Lb、25.0MPa |
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2500Lb、42.0MPa |
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高壓密封試驗(yàn) |
150Lb、1.6MPa |
1.76 |
120 |
≤52oC（常溫） |
水（可含有防銹劑）煤油或黏度不大于水的其他適宜介質(zhì) |
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300Lb、2.5、4.0MPa |
4.4 |
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600Lb、10.0MPa |
11 |
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900Lb、15.0MPa |
16.5 |
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1500Lb、25.0MPa |
27.5 |
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2500Lb、42.0MPa |
46.2 |
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主要零件材料及性能
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閥 體 |
閥 桿 |
閥 球 |
密封面 |
墊片（環(huán)） |
填 料 |
工作溫度 |
適用介質(zhì) |
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WCB |
1Cr13 |
1Cr13 |
1Cr13司太立合金本體材料 |
柔性石墨 |
柔性石墨 |
-29~425℃ |
水、蒸汽油品 |
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WC6 |
15CrMo |
15CrMo |
-29~595℃ |
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WC9 |
25Cr2MoV |
25Cr2MoV |
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LCB |
304 |
304 |
-46-345℃ |
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CF8 |
304 |
304 |
-196~600℃ |
部分 |
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分類及特點(diǎn)
球閥分有：浮動(dòng)球球閥、固定球球閥、軌道球閥、V型球閥、三通球閥、不銹鋼球閥、鍛鋼球閥、卸灰球閥、抗硫球閥、氣動(dòng)球閥、電動(dòng)球閥、卡套球閥、焊接球閥。
按殼體/主體材料分類，球閥可分為：
1. 金屬材料閥門：如碳鋼閥門、合金鋼閥門、不銹鋼閥門、鑄鐵閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾閥門、銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門等。
2. 金屬閥體襯里閥門：如襯膠閥門、襯氟閥門、襯鉛閥門、襯塑閥門、襯搪瓷閥門。
3. 非金屬材料閥門：如陶瓷閥門、玻璃閥門、塑料閥門。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)球閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類：
�。�1）國(guó)內(nèi)生產(chǎn)球閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類：
以JB/T2203－1999《球閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》為主的通用類。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)球閥生產(chǎn)廠家均按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。但本標(biāo)準(zhǔn)也不盡完美，規(guī)格不全。建議設(shè)計(jì)院及用戶按標(biāo)準(zhǔn)選用，球閥生產(chǎn)廠家按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。
主要分以下幾個(gè)大類：
1、浮動(dòng)球球閥
球閥的球體是浮動(dòng)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(dòng)球球閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(huì)發(fā)生偏移。這種結(jié)構(gòu)，一般用于中低壓球閥。
2、固定球球閥
球閥的球體是固定的，受壓后不產(chǎn)生移動(dòng)。固定球球閥都帶有浮動(dòng)閥座，受介質(zhì)壓力后，閥座產(chǎn)生移動(dòng)，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(rùn)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。
3、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)。
彈性球體是在球體內(nèi)壁的下端開一條彈性槽，而獲得彈性。當(dāng)關(guān)閉通道時(shí)，用閥桿的楔形頭使球體漲開與閥座壓緊達(dá)到密封。在轉(zhuǎn)動(dòng)球體之前先松開楔形頭，球體隨之恢復(fù)原原形，使球體與閥座之間出現(xiàn)很小的間隙，可以減少密封面的摩擦和操作扭矩。
4、Qv347、Qv647、Qv947 V型調(diào)節(jié)球閥
Qv347、Qv647、Qv947 V型調(diào)節(jié)球閥由于球芯帶有 V 型結(jié)構(gòu)，對(duì)閥座具有剪切作用。因此適用于造紙、化工、冶金等工業(yè)企業(yè)中含有纖維或微小固體顆粒的懸濁液介質(zhì)中對(duì)有關(guān)工藝參數(shù)的控制，特別適用于制漿、造紙生產(chǎn)過程中的紙漿、白水、黑液、白液等懸浮顆粒的流體及濃、濁漿狀流體介質(zhì)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
5、V型球閥
這種球閥屬于固定球閥，也是單閥座密封球閥，調(diào)節(jié)性能是球閥中最佳的，流量特性是等百分比的，可調(diào)比達(dá)100:1。它的V型切口與金屬閥座之間具有剪切作用，特別適合含纖維、微小固體顆粒、料漿等介質(zhì)。
6、三通球閥
三通球閥有T型和L型。T型能使三條正交的管道相互聯(lián)通和切斷第三條通道，起分流、合流作用。L型只能連接相互正交的兩條管道，不能同時(shí)保持第三條管道的相互連通，只起分配作用。
產(chǎn)品特點(diǎn)
1、三通球閥在結(jié)構(gòu)上采用一體化結(jié)構(gòu)，4面閥座的密封型式，法蘭連接少，可靠性高，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了輕量化
2、三通球芯分T型和L型，使用壽命長(zhǎng)，流通能力大，阻力小
3、球閥按作用式分單作用和雙作用兩種型式，單作用式的特點(diǎn)是一旦動(dòng)力源發(fā)生故障時(shí)，球閥將處于控制系統(tǒng)要求的狀態(tài)。
7、偏心球閥
一，偏心球閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1． 流體阻力小，其阻力系數(shù)與同長(zhǎng)度的管段相等。
2． 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。
3． 緊密可靠，目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好，在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。
4． 操作方便，開閉迅速，從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制。
5． 維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封圈一般都是活動(dòng)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與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時(shí)，不會(huì)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，高真空或高壓力都可應(yīng)用。
8、礦井常用高壓球閥
此類閥門為現(xiàn)有礦井常用高壓球閥，它承受壓力高，采用U型卡快接方式，在礦井日常生產(chǎn)使用中能夠?qū)崿F(xiàn)快速安裝及拆卸，方便使用。
溫度和壓力限制
銘牌顯示有球閥在最大和最小操作溫度下所允許的最大操作壓力。
使用PTFE或RTFE材質(zhì)的閥座和密封件，其他類型的閥座和密封件的操作溫度，應(yīng)受到KI工廠的檢核。
閥的公稱壓力等級(jí)（PN），可表明閥在正常溫度狀態(tài)下的最大工作壓力。（例如：PN4.0，表明其操作溫度在－190C～380C時(shí)的最大工作壓力為40 Bar(4.0MPa)）。
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