球阀与球形阀的比较|开关与流量调节,该选哪一个的解说

选择球阀还是截止阀,取决于该管路的主要目的是”切断/通过流体”,还是”精细调节流量”。对于希望快速可靠地在全开与全闭之间切换的切断用途,球阀更为合适;而对于需要改变开度以节流控制流量的调节用途,则截止阀更为适合。两者在结构和压力损失的趋势上均有不同,若混淆用途,可能导致阀门磨损、气蚀以及控制性能下降。

本文要点

  • 若以切断、全开全闭为主要目的选球阀,以流量调节为主要目的选截止阀,这是基本思路
  • 球阀在全开时压力损失较小,截止阀在节流控制与密封切断性方面具有优势
  • 将用途、流体、频率、调节幅度作为条件加以整理,就不容易在选型上出错

球阀与截止阀的结构和特性差异

各自的工作原理

球阀是通过将带有贯通孔的球状阀芯旋转90度来实现开闭的结构。全开时流道几乎呈直线,因此一般压力损失较小,适合快速开闭。另一方面,将手柄保持在中间开度进行节流运行,容易引起阀座和密封面的偏磨损,原则上不推荐这样使用。

截止阀(球形阀)是通过使阀芯相对于阀座上下移动来改变流道间隙的结构。由于流体呈S字形流动,即使在全开时压力损失也相对较大,但流量会随开度平滑变化,在节流控制与密封切断性方面表现优异。

选型的判断标准

首先将用途区分为”以切断为主”还是”以调节为主”。对于泵的吸入、排出旁通调节,蒸汽或热水的温度、流量微调等,截止阀较易使用;而作为设备的总阀或检修用切断阀,在全开、全闭状态下使用时,球阀往往更易操作。

其次,将开闭频率、操作速度、流体性状(气体还是液体、有无浆料或异物)、所需调节幅度、密封切断的严格程度作为条件加以整理。由于这些因素的权重会因管路条件而变化,因此没有统一的标准答案,在实务中仅作为参考进行比较即可。

选型时需注意的要点

避免节流运行与误用

若长时间在中间开度下使用球阀,可能引起密封面材料的局部磨损、振动以及密封性下降。反之,若将截止阀仅作为切断阀在大口径、高频率下使用,则在压力损失和操作扭矩方面可能处于不利。选择符合用途的阀门类型,在使用寿命和控制性能两方面往往更为有利。

根据流体条件重新审视

在高压差下节流时存在气蚀和冲蚀的隐患,此时需要根据条件重新审视阀门的型式、口径和材质。数值和适用与否只是一般性趋势,在实际选型中,建议结合流量、压力、温度、流体名称等条件逐一进行研讨。

常见问题

Q1. 流量调节更适合用哪一种?

A1. 一般而言,流量随开度平滑变化的截止阀更适合流量调节。不太推荐将球阀在中间开度下常规使用。

Q2. 想要抑制压力损失时?

A2. 全开时的压力损失,以流道几乎呈直线的球阀更小为趋势。在切断用途中往往更为有利。

Q3. 密封切断性(泄漏少)哪一种更好?

A3. 两者都用于密封切断用途,但选择会因条件而异。需根据所要求的泄漏量和流体,选择合适的型式和密封面材料。

Q4. 需要频繁开闭的部位用哪一种较好?

A4. 能通过90度旋转快速操作的球阀在许多情况下更易使用。不过需一并确认操作扭矩和口径。

Q5. 更换既有阀门时改变阀门类型有问题吗?

A5. 适用与否会因用途是切断还是调节而变化。随意更换会影响控制性能和损失,因此建议在整理好条件之后再进行研讨。

Q6. 含有浆料或异物的流体用哪一种?

A6. 合适的结构和材质会因流体性状而异。由于也存在异物易卡入的问题,因此需以流体条件为前提进行逐一研讨。

总结

球阀与截止阀,以”主要目的是切断还是调节”为轴来选择是基本原则。全开、全闭的切断以球阀为起点,节流调节流量以截止阀为起点,再叠加开闭频率、流体、压差、调节幅度等条件进行判断。

如果您有”知道所需流量,但担心最小流量区域的控制性能””高压差节流时担心气蚀””希望选定既有阀门的同等产品或合适的阀门类型”等困扰,请在整理好条件之后,善用Yoshitake的技术咨询与选型咨询服务。我们将根据用途、流体、压力、口径等信息,协助您研讨合适的阀门类型。