1.2 阀杆与球体连接结构设计

阀杆与球体连接有多种结构，为适应煤化工高温高压、多相流等苛刻工况场合，在煤化工用硬密封球阀中，我们选用销连接同心结构，以下为各种连接方式介绍。

1.2.1 力槽或矩形栖连接

采用这种连接结构，阀杆与球体在接触面上的比压分布是不均匀的，球体连接槽比压分布见图5.球阀经过一段时间启闭运行后，球体与阀杆的连接接触部位会有不同程度的磨损，原有的紧密配合变成间隙配合，这样会使阀杆与球体接触面挤压应力极不均匀，局部挤压面挤压由弹性变形恶化到塑性变形。在球体连接面附近的涂层会龟裂和脱落，严重时涂层龟裂会扩展至密封面导致阀门密封失效， 球体挤压变形见图6。

1.2.2 键连接

键在轴槽中易松动，轴上键槽端部应力集中较大，并且键槽需在铣床上加工，加工工艺相较其他连接结构复杂。

1.2.3 销连接

阀杆与球体销连接同心结构，避免因间隙配合导致球体与阀杆的圆心中心不在一条直线上，加工工艺性也简单。这种结构接触面比压分布均匀，阀杆联接部分的近似挤压应力和近似剪切应力较传统矩形联接小，球体与阀杆梢连接结构见图7。此连接方式具有传统锁渣阀中连杆球(球体与阀杆一体连接)的优势，操作力矩稳定，传递扭矩足够大，同时又避免连杆球的固有缺陷，当球体和阀杆一体化设计时阀杆在介质力的作用下会有一个向上位
移的趋势，进而会造成球体与阀座接触圆周上的分布比压不均匀，在阀门开关过程中磨损也会不均匀，最终会导致阀门的泄漏。

1-阀座;2一球体;3一主阀体;4-阀杆;5一传动销;6一副阀体

1.3 球体采用轴类固定结构

上、下枢轴支撑固定球体，确保球体精确定位。使球体在介质压力作用下无阀体轴线方向的移动，结构简单，可靠性强。下部枢轴作为阀门底部的承压件，也是阀体下部密封垫片、弹簧调整机构的固定和安装部件。

同时下枢轴上安装有内置式弹簧调整机构，在垫块下设有弹簧，该弹簧不仅可以承载球体的自身质量，而且可通过改变弹簧的压缩量来调节球体中心与阀座流道中心线的径向距离，从而使阀座与球体密封副中心建立良好的吻合关系，提高阀门密封J险能，也能导出球体因各种原因产生的静电，该结构己获得国家知识产权局授权的实用新型专利证书，专利号ZL201220254769.2，并在神华宁煤煤炭间接液化项目中进行应用，效果良好。
    此外，在煤化工生产中，介质大多含有大量固体颗粒，这些细小颗粒进入轴承和枢轴中会磨损轴承、枢轴表面，形成擦伤、划痕，降低轴承寿命，甚至在堆积堵塞下导致阀门卡死。因此在下枢轴处设计一台肩，安装石墨防尘圈，阻止介质颗粒对枢轴和轴承的损伤，球体下枢轴结构见图8。图8球体下枢轴结构

1-阀座;2一球体;3一主阀体;4一防尘圈5-枢轴;6一垫块;7一轴承;8一副阀体

也有很多种固定球阀球体采用了支撑板结构来优化阀杆的受力情况，例如管线球阀、氧气专用球阀等，但对于煤化工工况介质来讲，支撑板结构复杂，介质流通性不好，容易导致大量固体颗粒豁结在阀腔内部形成结垢，堵死阀腔，并不适用，球体支撑板结构见图9.

1-阀座;2一副阀体;3一支撑板;4一球体;5一轴承;6-减磨垫;7一销;8一主阀体