与上阀轴13相联接，上阀轴13通过键23缺点及使用效果的基础上，提出了一种新型结构的球阀――摆旋式双向密封球阀，介绍了该阀的结构特点、工作原理及主要技术参数的设计计算。该阀的优点突出，是一种较有应用前景的新型球阀。

　　刖目前在冶金、石化、市政、核电等领域使用的球阀，结构主要有两种，一种为浮动式，另一种为固定式。其共同特点在于采用双阀座结构，仅有一个以阀杆轴线为旋转中心线的旋转自由度。这一特点使得球体在启闭过程中始终与阀座发生摩擦，启闭力矩大，操作费时费力，能耗大，球体与阀座构成的密封副间磨损严重，易造成泄漏，使用寿命短，严重影响了系统生产的正常运行性。为解决以上弊端，我们开发了一种单阀座，具有摆动和转动两个自由度，启闭时先摆旋一定角度，使球体与阀座完全脱开，再旋转9.实现启闭，操作力矩小，能实现可靠双向密封的摆旋式双向密封球，二、摆旋式欢向密封球阀，的结构及动作原理摆旋式双向密封球阀主要由阀体、阀盖、球体、阀座、上阀轴、下阀轴、支架、传动轴、螺母、销轴、调节螺栓、手轮等零部件组成，如所示，销轴6贯穿传动杆11中心与支架9上的导向槽相配合，传动杆11通过两圆柱销及斜矩体摆旋式双向密封球阀调节螺栓2.限位螺母3.手轮4、23.键5.螺母6.销轴7.填料压盖8.填料9.支架10.轴承传动杆12.圆柱销13.上阀轴I4.轴向调节螺钉15.螺塞16.阀体n.支承I8.下阀轴丨9.阀盖20.阀座21.球体22.紧定螺钉螺钉22与球体21联接，转动手轮3实现密封面的摆动脱开及旋转转矩的传递，调节螺栓1用于调节球体的摆动幅度。轴向调节螺钉14用于调节支承球心的位置（即摆动的圆心位置）。采用对分式结构，阀座安装于阀盖上。其工作原理如下：当逆时针转动手轮时，与其联结的螺母随着转动，传动杆11由于受销轴的周向限位只能作向下移动，传动杆11下端部的斜矩体通过圆柱销12、上阀轴13推动球体绕下阀轴18下端支承的球心作摆动，实现阀座与球体的脱开。传动杆11下行一定距离后，沿导向槽的轨道带动球体21随螺母一同旋转90.，即球体21通道与管道口方向一致，呈开启状态，介质流动；当顺时针转动手轮3时，首先传动杆11带动球体21旋转90.，球体21通道与管道口垂直，随后传动杆11由于受销轴的周向限位只能作向上移动，传动杆底部的斜矩体受圆柱销作用，产生一种楔力，使上阀轴13带动球体21压紧阀座，呈关闭状态，切断介质流动。

　　结构特点分析摆旋式双向密封球阀的启闭在球体与阀座完全脱开的状态下进行，具有如下特点：启闭力矩小，操作灵活，同时由于在开启时，球体倾离调座时，管道内的介质沿球体表面均匀通过，降低了介质高速通过时对阀座表面的局部冲蚀，使用寿命长。

　　靠机械力密封，改变了传统球阀依靠介质力或弹簧预紧力实现密封的特点，可实现可靠的双向密封功能，密封比压可随密封副的冲蚀磨损的程度、工作压力的大小进行调节。

　　双保险自锁，即螺纹的自锁及斜楔角的自锁，安全可靠。

　　对分式结构，安装、调试方便。

　　阀座安装在阀盖上，便于维护保养。

　　四、主要技术参数的设计计算球体的摆动幅度计算由于当球体绕…向右摆旋一定角度0，而球体作90°旋转时旋转轴中心线不变，理论上球体摆旋一微小角度，就能保证球体与阀座完全脱开。

　　以DN100球阀为例，当摆旋1°时，球体与阀座间的间隙小值为0.9mm，大值为1.1mm；当摆旋2°时，球体与阀座间的间隙小值为1.9mm，大值为2.lmm.，故摆旋角度不宜过大，一般为当量摩擦角；t――螺纹的螺距。

　　密封比压的计算分两种情况（1）当介质压力方向如方向时，此时密封比压9计算式为。

　　主要技术参数计算用图斜楔的水平分力圪作用于球体上的平均力。=，单位为N；单位为m；位为m；密封角，单位为（°）；介质作用于球体上的力介质工作压力，单位为MPa；由上可得当介质压力反向时可得《=表2管系理论计算的固有频率4.摩擦力矩的计算当介质力对密封比压起负作用时，斜楔力大，其水平分力心也大，定。

　　由于在启闭过程中球体与阀座间无摩擦力存在，故阀门总摩擦力矩MFT可由下式计算h，―单圈填料厚度，单位为m；Z填料数量；fx――填料与传动杆间的摩擦因数。

　　MFZ可由下式计算（上接第28页）的，有限元方法的分析计算结果需要靠试验实测结果来验证，而试验测试前的理论分析结果可以对试验和设计起了指导作用。

　　用ANSYS有限元分析软件对往复压缩机管系结构进行模态分析。选用梁单元对管道进行有限元网格划分，把阀门用质量单兀加在结点上。得管系有限元模型如所示，模型共有139结点，138个梁单元，13个质量单元。在有限元模型上加约束后，用子空间叠代法求解，计算的前8阶管系结构的固有频率结果如表2所示。

　　从表2和表1对比可知，试验模态分析得到固有频率较有限元计算的要略有偏差，这是由于理论计算无法全面而地确定结构的约束，而只能用一些理想化约束来代替，而且各种参数的取值也不完全跟实际一致，如阀门的刚度在有限元就尚未计入。但是两者的频率值还是相当接近的，且两者在对应频率下的振型是吻合的。

　　五、结束语旋摆式双向密封球阀设计的关键在于传动部分参数的确定及联接部分强度的校核并考虑球体、|阀座的加工工艺性，以确保其功能完善，性能可！靠。如阀座采用堆焊司太立合金，则其，耐篼温、耐高压、耐冲刷、耐腐蚀的性能得到显著提高，应用范围更广。