為解決某廠氣動(dòng)三通球閥存在的內(nèi)漏、外漏及卡塞等問題，我公司將其設(shè)計(jì)為固定式四閥座硬密封三通球閥，首先使閥門在換向時(shí)球體始終處于與閥桿同軸的固定位置。其主體結(jié)構(gòu)如下。

1、固定式閥芯的設(shè)計(jì)。

在閥芯下方加一個(gè)固定軸，與閥芯相連接，通過此軸和上閥桿將閥門固定下來。

2、四閥座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

獨(dú)特的閥座設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，分為2個(gè)主閥座、2個(gè)副閥座。三通球閥的2個(gè)閥座設(shè)計(jì)原理是不同的：①2個(gè)主閥座各采用4片碟型彈簧，并疊加，其提供給閥座與球體的預(yù)壓緊力較大，也就是閥座對于球體的壓力較大，有利于閥門的密封；另外，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)和換向的特點(diǎn)，2個(gè)主閥座起關(guān)鍵密封作用，故采用下游式閥座密封，工作時(shí)不接觸介質(zhì)的閥座密封。②2個(gè)副閥座對球體的預(yù)壓緊力相對于2個(gè)主閥座要小，其主要是對球體起平衡作用，使球體在壓力作用下開關(guān)較平穩(wěn)、受力更均勻。③4個(gè)閥座均設(shè)計(jì)了獨(dú)特的刮刀結(jié)構(gòu)，較容易去除球體表面的物料，讓球體表面均處于“干凈”的狀態(tài)，使閥門密封可靠，動(dòng)作靈活，保持阻力均勻，球面不容易損傷。

閥體與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接部件采用了增大閥桿強(qiáng)度的設(shè)計(jì)理念，防止閥門在卡料時(shí)因扭矩增大而損壞。閥門設(shè)計(jì)時(shí)所設(shè)計(jì)的閥桿理論上可傳遞近20000N·m的力矩，而閥門實(shí)際需要的正常力矩在3000N·m左右，閥桿能傳遞的力矩是閥門工作時(shí)的6倍左右；使用的驅(qū)動(dòng)氣缸能輸出的力矩在7000-11000N·m，是閥門工作時(shí)的2-3倍；其余傳動(dòng)力矩的零件均滿足閥桿和氣缸的需要，且在遇到異常情況時(shí)，閥門也能按程序的要求正常開啟，避免了閥門在異常情況下卡死或者是無法動(dòng)作的現(xiàn)象，較大程度地減少了閥門的拆解維修次數(shù)。

閥座與球面采用可調(diào)預(yù)緊力工藝結(jié)構(gòu)，選用好的彈簧材料，且為多組的形式結(jié)構(gòu)；閥座從流道裝入，并用螺塞的方式壓緊，其壓力大小是可控的，閥門的開關(guān)力矩是可控制的，閥門的預(yù)緊力是可調(diào)的，在閥門泄漏等級符合Ⅵ級的情況下，閥體與球面之間的力矩是可調(diào)的，并且這種結(jié)構(gòu)閥門使用一段時(shí)間，因摩擦導(dǎo)致內(nèi)漏時(shí)，不需要更換閥座，只需要對閥座壓蓋進(jìn)行緊固即可解決問題，不僅節(jié)約了成本，也保證了閥門的控制精度。

在閥門材質(zhì)選用上，閥門各組件的材質(zhì)完全能夠滿足工藝介質(zhì)的要求。三通球閥閥體材料按要求為CF8(304)；球體和閥座基體材料用316，密封面材料用Co基合金的不同配方，球體密封面硬度HRC63-65，閥座密封面硬度HRC55-58；上下閥桿用316材料，其傳動(dòng)部位嵌耐磨軸套，使閥門轉(zhuǎn)動(dòng)受力軸套具有承受壓力和耐磨的能力；螺塞和襯套因長期與介質(zhì)接觸，故采用316材料，以提高材質(zhì)的耐磨損能力。同時(shí)要求廠家必須嚴(yán)格控制并保證球體與閥座的研磨精度，確保閥門及其各組件的裝配精度，使閥門的密封等級達(dá)到Ⅵ級要求。

通過上述技術(shù)改造，三通球閥的運(yùn)行情況得到了保障，現(xiàn)在投用的9臺三通閥都能滿足生產(chǎn)需求，對提升產(chǎn)量和穩(wěn)定生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。