由于球閥具有流體阻力小、密封性能好、可靠性高、啟閉速度快等突出優(yōu)點，不僅使它在一般工業(yè)管道上得到廣泛的應(yīng)用，而且在核工業(yè)、宇航工業(yè)的液氧與液氫輸送管線中亦被普遍采用。隨著我國西氣東輸工程的啟動，大口徑球閥在輸送天然氣等方面的需求量巨增（據(jù)統(tǒng)計，在干線上共設(shè)置了190座線路截斷閥室和62座支線截斷閥室），而國內(nèi)目前生產(chǎn)的球閥公稱通徑大多在500mm以下，對于大口徑球閥的開發(fā)較少。因此，開發(fā)科技含量高、安全性好、可靠性高、耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)的大口徑球閥，滿足國內(nèi)幣場的需求，具有重要的現(xiàn)實意義。

球閥設(shè)計的內(nèi)容主要有閥體壁厚的計算、球閥法蘭的設(shè)計、球閥閥桿強(qiáng)度的計算、球體強(qiáng)度和剛度的計算、以及填料壓蓋和彈性元件的計算。作為球閥主要部件之一的閥體，設(shè)計是否合理會直接影響到整個球閥性能的好壞。本文主要討倫DN500型閥體的設(shè)計。

1 閥體設(shè)計

1.1 球閥整體給構(gòu)介紹

球閥的整體結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示，其主要組成部分有：閥體、球體、啟閉傳動結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)。設(shè)計的球閥公稱通徑為500mm，閥體腔體最大內(nèi)徑為Ф754mm，閥體腔體最大外徑為Ф808mm，承受最大工作壓力為5MPa，閥體法蘭處內(nèi)徑為Ф489mm。閥體材料的屈服極限為275MPa，強(qiáng)度極限為485MPa，許用應(yīng)力取121.69MPa。

1.2 閥體給構(gòu)設(shè)計

由于閥門的口徑較大，考慮到鑄造方面的因素和加工的難度，閥體設(shè)計成二分體式閥體，兩個閥體通過螺栓、“O”型圈密封連接，形成一個整體通道閥體帶有泄壓裝置，當(dāng)閥體內(nèi)腔出現(xiàn)壓力異常時，可通過泄壓安全閥，泄掉閥腔內(nèi)壓力，保護(hù)閥體安全。同時，由于下方的接管要承受尾桿傳給的球體重力，為了防上閥體太大的變形，在它與法蘭之間增設(shè)一個凸臺。這種二分體式閥體要比整體式閥體單件質(zhì)量輕，鑄造、機(jī)械加工和安裝更為方便。閥體三維結(jié)構(gòu)圖見圖2所示。