上装式球阀分为浮动球球阀和固定球球阀，包括有阀体、楔形球体、阀座、阀盖、阀杆，阀体的侧壁上设有开口向上的楔形球体安装孔，阀杆与楔形球体联动连接，在阀杆下部套设有弹簧，弹簧以楔形球体作为第一基座，以阀杆上所设的凸台作为另一基座，在阀杆的凸台的上端与阀盖之间设有密封件，在阀盖与阀体之间设有密封垫片，所述的密封件的截面为楔形，所述的凸台或阀盖上相应设有斜推面与密封件构成楔形密封配合，斜推面最好设置在凸台的上端面上，利用弹簧的弹力或者介质的压力使用于密封阀杆与阀盖间的截面为楔形的密封件与密封面构成楔形密封配合，利用斜楔原理使密封面更加紧密，密封效果更好。
上装式球阀采用双面双层密封结构，每面都有软硬的两层副密封，即软密封为先行密封，当软密封长期使用而老化后，其硬密封开始作后补密封，克服了因密封老化而泄漏的致命弱点。本球阀阀基上装式结构形式，可实现管道现场维修优点。其压力损失小：全开时水损为零，流道完全畅通，且介质不会沉积在阀体中腔内；耐颗料磨损：V形开口的球冠与金属阀座之间具有剪切作用，在关闭过程中，只在最后一刻球冠才靠向阀座，不形成磨擦，且阀座用耐磨的镍合金制成，不易被冲刷磨损，因而适用于含纤维、微小固体颗料、浆等；
上装式球阀适合用于天然气管道，阀体是一体化，减少泄露点，维修方便，工艺先进，接受压力高，使用范围广。阀体作成整体，在其上部设有阀盖，阀座、球体、密封圈等均从上部装入。其优点是检修及更换阀座时，不必将球阀从管线上拆下来，仅打开阀盖，将球体吊出即可，这给地下管线，特别是原子能工业用球阀带来很大方便。
上装式球阀公称尺寸≤DN200。其球体上施加一压缩弹簧,压缩弹簧的作用是在球体上施加预紧力,使阀座密封面在任何情况下都紧密接触,密封性能好。阀座与阀体接触面的楔角为10°,阀座能够自锁,在管路方向上,当阀座受到较大的压力时,阀座不会产生任何位移。故这种结构的阀门既有闸阀的特点又有球阀的优点。在维修检查中发现,阀体与阀座易出现泄漏,如果增加弹簧的预紧力,势必增加球阀的关闭力矩。为了不增加球阀的关闭力矩,在阀座密封面背面加一橡胶O形圈,解决了阀座密封面背面泄漏问题。
上装式球阀的缺点是弹簧预紧力不能调整和控制,而且装配时弹簧压缩量大,装配困难。为了解决这个问题,弹簧材料选用ANSI302代替304。ANSI302弹簧刚度好,其耐蚀性与304相近。另外,增加了弹簧座和调整螺母,在阀座外圆和弹簧座上分别车削螺纹,用调整螺母将弹簧压紧到弹簧座内,将阀座组合件装入阀体。由于安装球体之前弹簧已被压缩,所以安装球体很方便。当球体装配后,将调整螺母退出弹簧座,此时弹簧对球体预紧力较小。如果要增加预紧力,可用调整螺母进行调整。
上装式球阀广泛应用在石油和天然气管线上,及采油、炼油、石化、化工、化纤、冶金、电力、核电、食品和造纸等装置中。上装式球阀在管线上拆卸简单迅速,维修方便快捷。
当阀门在管线上出现故障需要修理时,不必从管线上拆卸阀门,只须拆掉中法兰螺栓和螺母,将阀盖和阀杆组合件一起从阀体中取下来,然后取出球体和阀座组合件。即可在线修理球体和阀座。这种维修节省了时间,将生产中的损失降到最低点。
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