Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型

是一種(球體)繞垂直于通道軸旋轉90º的閥門，其由氣動執行器和O型閥結構組成。Q641F氣動球閥調節型屬旋轉類型高性能調節或開關閥類，接受工業自動化控制(DCS、PLC系統)儀表來源的電流信號或電壓信號的輸入輸出。Q641F氣動球閥開關型，可作簡單的開關動作。Q641F氣動球閥可實現對工藝管路中流體介質的比例調節或二位開關控制，從而達到對流體介質的流量、壓力、溫度、液位等參數的自動化控制。Q641F氣動球閥也可以做切斷閥使用，全開到全關只需5秒左右時間。

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型產品特點：

1．Q641F氣動球閥流體阻力小，是所有閥類中流體阻力最小的一種。以壓縮空氣作動力，調節型接受(4-20mA、0-10mA或1-5VDC)電流信號或電壓信號，即可控制運轉。開關型接受簡單的觸點型號實行開關動作。Q641F氣動球閥以角行程輸出的扭矩轉動球體0~90º，達到啟閉動作或調節動作。

2．Q641F氣動球閥球芯通道平整光滑，不易沉積介質，可以進行管線式通球。結構簡單、重量輕、密封性能好。 Q641F氣動球閥特別適用于要求零泄漏率的場合。

3．Q641F氣動球閥有效的降低了球與密封圈之間的磨擦系數，減少了操作力矩。當介質壓力較小時，Q641F氣動球閥密封圈與球體接觸面較小，故有較大的密封比壓，確保可靠密封，當介質壓力較大時，Q641F氣動球閥密封圈與球體接觸面積也相應增大，故閥座密封圈能承受較大的介質推力而不會損壞，確保可靠密封。

2 Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型的密封
浮動球球閥的結構簡單，密封性好，但球體承受工作介質的載荷全部傳給了出口密封圈，因此密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷是關鍵。一般說來，密封圈都是用聚四氟乙烯等彈性材料制造，金屬與非金屬材料組成密封副，也就是通常稱為軟密封。軟密封的密封性容易保證，而且對密封表面的加工精度與表面粗糙度要求也不很高。在介質的壓力下，球體向出口端位移并壓緊閥座，這時，球體壓在閥座上的力 QMJ 為：

公式1
式中：DMW—閥座密封面外徑，DMN—閥座密封面內徑，P—介質工作壓力
為了保證低壓時的密封，球閥和閥座所必須的預緊比壓不應小于 1200N•M，預緊密封主要靠閥座本身的彈性，所以密封面的寬度是受一定限制的，計算式為：
公式2
式中：[q]—許用應力（氟乙烯許用應力為 1530N•M）
對于帶彈性元件的閥座，它的工作可靠性和使用期限很大程度上取決于正確選擇密封閥座的預壓縮力。
低壓時，在預緊力不足的情況下，將不能保證球閥的密封，過渡的壓縮會引起球體和閥座間的摩擦力矩增加，并可能引起閥座材料的塑性變形。
閥座與閥體槽之間的間隙 δ1，是保證球閥正常工作的基本條件，在選擇間隙 δ1 時，必須考慮預壓縮閥座的均勻仲長應在總的彈性變形范圍內，對此采用：

公式3
式中：DMP—閥座平均直徑；σMJ—彈性變形范圍內閥座橫截面的許用應力，對聚四氟乙烯制閥座，σMJ=820 (N-M)；E—閥座材料的彈性模數，對聚四氟乙烯制閥座，E=48000~81600 (N-M)。
閥座的密封材料一般都是用聚四氟乙烯，在現有塑料中，化學的是聚四氟乙烯，它對化學作用的穩定甚至超過貴重金屬金和鉑、玻璃、陶瓷、搪瓷、特種鋼材和合金。化學腐蝕性較強的物質一濃酸、稀酸、濃堿液、的氧化劑也不能對聚四氟乙烯起任何作用，有“塑科王”之稱。除某些鹵化胺或芳香烴使聚四氟乙烯塑料有輕微的溶脹現象之外，酮類、酸類、酷類等有機溶劑對聚四氟乙烯都無作用，不會發生重量變化及溶脹現象。對它能發生作用的僅為熔融態的堿金屬、及元素氟等，但也只是在高溫、高壓下作用才顯著。此外，聚四氟乙烯也不受氧或紫外線的作用，不吸水、具有不燃性。它具有很高的耐熱性和耐寒性，使用溫度范圍為 -180~250℃，在 250℃ 處理 240h，力學性能無降低，390℃ 每小時失重 0.006%。它的介電性能優良，并且電性能不受頻率和溫度的影響，可在 250℃ 下長期工作。由上可知，用聚四氟乙烯作為球閥的密封是較為理想的。
聚四氟乙烯的彈性模數值很大，因此，材料的性能決定了其彈性變形很小，一但長期便用，材料的彈性不足以彌補密封面的磨損，這時球閥的密封就要破壞，因此，在設計閥座時考慮如何從結構上增加它的彈性，我們選用了彈性結構。

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型這種閥座有如下特點：
(1) 密封面內有一個角度 40° ±1；
(2) 密封閥座底部有一個 R2 的半圓槽；
(3) 與閥體的配合留有間隙 δ1 可增加彈性。
結構原理為：在無預緊力裝配時，球體與 A 點相切，裝配預緊力使球軸位移，位移一般在 0.2~0.4(mm) 之間，當球體受到壓力后，球體隨壓力方向緊貼在密封面上，這時密封圈向外膨脹，使密封面與球面不會貼的太緊而造成扭矩增大，卸壓后，密封閥座基本上又恢復到原來安裝時的位置。
自緊密封，是較為特殊的密封形式，滬工閥門生產的大口徑球閥，閥桿密封全部采用該結構。工作原理是：利用介質壓力進行自緊密封，它的密封圈裝在內錐體外，跟介質相向的一面成一定角度，介質壓力傳給內錐體，以傳遞給密封圈，在一定角度的錐面上產生兩個分力，一個與閥體中心線平行向外，另一壓向閥體內壁，后面這個力便是自緊力，介質壓力愈大，自緊力也愈大，考慮到低壓時的密封，在自緊密封上面必須增加一定的預緊力，保證其密封性能。

3 Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型的扭矩
球閥摩擦力的大小，不僅取決于介質的工作壓力和閥門的通徑，而且和球閥的形式、密封和支承部件的結構及密封材料的性質有關，此外，每一具體結構中，密封座上的摩擦力還取決于球閥轉動的角度。
在正常差壓下動作的扭矩：當球閥轉動開啟到 30° 時，出現最大值，全開時（90°）為零，實際上，當球閥轉到 80° 時，壓差通常大大地小于最大值。
當關閉球閥時壓差最大，隨著它的打開程度增加而逐漸減小，因而在壓力恒定的情況下，最大力扭矩產生轉動到 30°~40° 時。球閥的工作可劃分為二個主要階段。
(1) 從球體啟動到開始打開球閥階段，這個階段球體中僅作用著由密封元件中預緊力和工作介質靜壓力所產生的摩擦力。
(2) 從開始打開閥門到球孔與閥門通道重合階段，這個階段對靜壓差產生的摩擦力，還要加上由于液體或氣體介質力作用的力。
隨著閥門的關閉，球體將堵住通孔，這樣，球體上的流體動作力將減小，而差壓增大。

4 Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型總摩擦扭矩的計算
閥門的摩擦扭矩按下式計算：
MF=MQZ+MFT+MFC (N-M) (4)
式中：MQZ—球體在閥座中的摩擦力矩；MFT—填料與閥桿的摩擦力矩；MFC—閥桿頭部的摩擦力矩
分析球閥產生的作用力表明，球閥在介質的作用下，浮動球體向出口端位移，所產生的作用力全部由出口的閥座密封圈承受，球前閥座密封圈不承受作用力，同時也不影響摩擦扭矩。
公式5式中：f—摩擦系數，對于聚四氟乙烯密封圈 f=0.5
閥桿在填料中的摩擦力矩取決于密封的形式和工作壓力的大小，在壓緊時，上下密封圈都承受均勻的壓力，填料中的摩擦力不取決于球體的轉動角度，所以，填料的摩擦力矩按下式：

公式6
式中：df—閥桿直徑；h1—單圈填料與閥桿接觸高度；Z1—填料圈數
閥桿頭部的摩擦力矩可按下式：
公式7
式中：dF、dFT—閥桿頭計算直徑

由上可知，球閥的啟閉力矩是由多方面來決定的，對于通徑≤100mm，使用壓力在 1.6MPa 以內的球閥，其啟閉力矩不能超過 60N-M。以上分析可知，浮動球閥有它的局限性，由于結構上的原因，在大口徑高壓力下會出現扭矩成倍增加。因此，就必須選用固定式結構的球閥，我們也將進一步進行探討其適用性能。
Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型主要零件材料及適用溫度、介質：

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型型號含義：

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型各型號所表示的壓力、材質：

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型應用規范:

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型外形尺寸:

Q641F氣動軟密封球閥扭矩計算選型的安裝維修與保養常識

　球閥是閥門里使用廣泛的一種通用閥門，使用量大，消耗也快，所以，合理的維修保養，不然可以提高工作效率，還可以減少檢修時間，節約更換成本。

　　想使球閥性能穩定，壽命長久，需要注意以下因素：

　　1.使用前，應用水清洗管道和閥體過流部分，以防殘留鐵屑和其它雜物進入閥體內腔。

　　2.球閥在關閉狀態下，閥體內仍然殘留部分介質，也承受著一定壓力。在檢修球閥之前，要先關閉球閥前的切斷閥，打開需要檢修的球閥，釋放閥體內部壓力。如果是電動球閥或氣動球閥，則應該首先斷開電源和氣源。 濕度傳感器探頭 , ,不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 , , 鑄鋁加熱器 , 加熱圈   流體電磁閥

　　3.一般軟密封球閥均使用四氟(PTFE)作為密封材料，硬密封球閥密封面為金屬堆焊而成。如需對管道球閥進行清洗，在拆卸時需謹慎防止損壞密封圈而泄露。

　　4.法蘭球閥拆裝時，法蘭上的螺栓螺母應先固定，然后將所有螺母稍緊，*后用勁固定好。如先將個別螺母強行固定好，再固定其他螺母，法蘭面之間會因受里不勻導致墊面損壞或破裂，導致閥門法蘭對接出介質泄露。

　　5.如果對閥門進行清洗，使用的溶劑必須和要清洗的配件不沖突，不腐蝕。如果是燃氣專用球閥，則可用汽油進行清洗。其它零部件一般用中水清洗既可。清洗時，要的清洗干凈殘留的灰塵，油污和其它附著物，如用清水無法清洗干凈，可在不損壞閥體和零部件的前提下，針對性的用酒精等清洗劑進行清洗。清洗完成后等清洗劑揮發后再進行裝配。

　　6.如果在使用過程中發現填料處有細微泄露，可以稍稍加緊閥桿螺母，緊至泄露停止既可，不可繼續擰緊。

　　7.長期露天存放，會導致閥門本體和部件銹蝕，無法正常使用。球閥存放時應該防雨，防水，防潮，并將法蘭蓋蓋緊。存儲超過12個月的閥門，使用時應重新測試，以確保性能穩定。