球面双向高性能旋转阀

管网系统的大部分阀门，主要用来对介质进行截断与调节，这部分阀门在整个系统中所占比重大、用量多，要求阀门经久耐用性价比高，同时应能在介质正向流时进行调节与截断，在压差变换或检修时又可以防止介质倒流，即拥有双向切断功能。日前，这部分阀在管网系统上，主要应用的有截止阀、闸阀、蝶阀以及球阀。截止阀和闸阀，拥有良好的双向切断功能，密封性能与使用寿命都不错，均为阀门始祖之一，但截止阀受截门型结构的先天限制，外形大操作力矩大，无法生产大口径，目前市场上最大也只到dn400；闸阀则无调节功能，用以调节流量存在闸板脱落的重大危险，而大口径闸阀同样以其庞大的外形和高度，在制造和运输中困难重重。蝶阀与闸阀相比有开闭时间短，操作力矩小，安装空间小和重量轻等特性，部分采用蝶阀代替闸阀。但一直来，蝶阀的密封性能并未完全达到市场要求，除中线衬胶蝶阀能在低压范围内可双向密封外，其他结构基本为单向流。

中线结构受橡胶限制不能普及。经过改进，市场上出现有双偏心不锈钢弹性片结构和三偏心金属双向蝶阀，双偏心不锈钢弹性片结构：加工难度大，密封强度稳定性差，其价格高昂；三偏心金属结构：既能满足高温和双向密封，但由于三偏心的密封副为锥形椭圆面，密封圈与阀座装配配合时有大面、小面、长轴、短轴位置区分，维修、密封圈互换困难，反压受大、小面限制阀座浮动时会出现卡滞，不能满足1:1密封试验。目前主要应用于石油、天然气、煤气等介质的管线，在一般管网，特别是水系统应用极少。常规半球阀不具备双向压密封、耐高压和球体密封面更换(在不拆球体和阀杆情况下)的特点；常规半球阀体积大，开关扭矩重，成本高，维修不便。

球面双向高性能旋转阀同时兼具蝶阀、半球阀、闸阀和截止阀的功能和优点，又有自身完全与众不同的强大功能和优点。体积小、重量轻、运输、安装、维护检修方便、运行可靠，因而广泛使用于冶金、石化、供排水、供暖、电力、市政建设以及给排水等腐蚀性介质的管道上，作为截断或调节介质流量用。

球面双向高性能旋转阀，包括阀体和阀芯，阀体设有流道，流道内设阀芯和阀座，阀芯密封面与阀座密封面密封配合，阀座外侧的阀体上设置压板圈，压板圈通过第二螺栓固定在阀体上，压板圈部分伸入阀座下面与阀座密封配合，压板圈与阀座相对的一侧设置有预紧弹簧，预紧弹簧与阀座抵接，初始状态下，预紧弹簧处于压缩状态。压板圈上与阀座相对的一侧开设有贯穿的螺纹孔，螺纹孔内螺接调压顶丝，预紧弹簧套设在调压顶丝靠近阀座的一端。

由于预紧弹簧的设置，实现了阀座的双向浮动式密封。具体为压板圈通过螺栓固定连接在阀体上，压板圈上又通过调压顶丝穿设预紧弹簧抵接在阀座上。初始状态下，弹簧压缩，调压顶丝、预紧弹簧使得阀座与阀芯密封面密封，但因为有弹簧的作用，阀座是可以浮动的，即阀座在启闭过程中处于浮动状态。当有介质正向压时，阀芯被顶压在阀座上，阀座向左压预紧弹簧，只会越压越紧，使其密封性能好，开关扭矩轻。当有介质反向压时，介质会推动阀芯向右，导致与阀芯相连的阀杆受力变形，阀芯向右有欲脱离浮动阀座的趋势，这是由于预紧弹簧回复，会顶着阀座也向右，阀座向右也会顶着阀体有向右的趋势，就中和了阀杆的变形力，阀座紧跟着阀芯有效位移实现了紧密封，使得阀双向密封效果好。这种浮动式密封结构还能满足高压时介质使阀芯轻微脱离密封面抬板的缺陷，同时阀芯的两端面采用三维偏心倒角优化设计使得开关扭矩轻。在需要更换阀芯与阀座的密封面时，只需要拆下阀座即可，不用拆换阀芯和阀体。

阀体为从外到内内径逐渐减小的环形台阶结构，从外到内依次为第一环形台阶、第二环形台阶和第三环形台阶，压板圈包括安装部、延伸部和贯穿部，安装部安装在第一环形台阶上、密封部伸入第二环形台阶上，贯穿部与第三环形台阶相对设置且贯穿有螺纹孔的，预紧弹簧设置在贯穿部与阀座之间。

在压板圈密封部与阀体不接触，密封部与阀座、阀体之间形成容置空间，容置空间内放置密封圈。密封圈为石墨密封圈。石墨密封圈可以在200～2000℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作，所以使得本旋球阀耐高温、耐高压。阀芯密封面为弧形球面，阀座密封面为环形弧面。，在密封点处，阀座面实际上是阀芯弧形面的切面，因而其结合十分完美，有适应(中心自动定位重合)和补偿磨损功能。还包括阀杆，阀杆通过销与阀芯上端、阀芯下端固定，阀芯与阀杆偏心连接，阀杆上端穿过阀体连接阀杆控制机构，阀杆下端穿设在阀体上。

阀杆控制机构控制阀的动作，销固定牢固。偏心连接指阀杆的转动中心偏离阀芯几何中心，就有阀芯打开时阀芯实体不断向后退、向内缩，阀芯关闭时阀芯实体不断前进、向外胀的实际效果，其功能相当于半球阀、闸阀、截止阀、蝶阀的综合。