气动球阀气路设计和工作方式

一、气动球阀气路设计和工作方式

气动球阀为单回转 90° 的开关阀门，气动执行器（气动头）在气源压力的作用下，推动活塞运动，带动阀门实现开关动作。气动阀门使用的气源压力一般为 0.3~0.8MPa，一般配置以下元件，过滤减压阀、电磁阀、限位开关、气动头和其他元件。按照发生故障时，阀门的动作形式，将气动阀门分为两大类，单作用和双作用球阀。

图 1 双作用气动球阀工作原理图（1.气动头 2.电磁阀 3.过滤减压阀 4.气源）

图 1 为一套双作用气动球阀的工作原理图，压缩空气（气源）首先经过过滤减压阀，清除其中含有的水分、油分以及固体粉尘颗粒，并调节系统压力至设定值，以提供稳定的气源压力。然后，气体流入电磁阀进气口 a，从气口 b 流入到气动头，推动活塞动作，排气通道为 d~E，线圈得电以后，电磁阀换向，气体从气口 d 流入到气动头，推动活塞向相反方向动作，排气通道为 b~c。

图 2 单作用气动球阀工作原理图（1.气动头 2.电磁阀 3.过滤减压阀 4.气源）

图 2 为一套单作用气动球阀的工作原理图，同前，压缩空气首先通过过滤减压阀，电磁阀线圈得电时，气体流入电磁阀进气口 a 口，从气口 b 流入到气动头，推动活塞动作，同时气动头内弹簧被压缩，当发生故障时（失气或者失电），电磁阀恢复弹簧位，气源被阻断，气动头弹簧释放压缩力，推动活塞向相反方向运动，排气通道为 b~c，可将阀门停留在设定的开启或者关闭位置，防止发生事故。

二、气动球阀常见需求以及解决方案

为满足不同类型的管道系统，需选择对应的管路系统，《表 1》为常见气动元件的选型原则。

三、气动元件选型

1. 气动头选型

选择气动头时，首先确定是单作用气动头还是双作用气动头，然后，根据阀门工况、气源压力等参数，选用符合输出扭矩要求的气动头。

举例说明气动头的选型过程：选择球阀 16×14BS15J，实际压力 19.5MPa；气动头选型为：爱默生（EMERSON），单作用，故障位置关，气源压力 0.55MPa。

查《球阀扭矩表》，可得数据，见《表 2》。

取安全系数为 1.4，则阀门各位置的扭矩值见《表 3》。

根据 EMERSON 产品样本，选择气动头型号为 G7028-SR4-CW，由《表 3》可见，各扭矩值均大于阀门相应位置的扭矩值，符合要求。

2. 电磁阀选型

电磁阀选型的时候，要注意电磁阀的特征参数是否满足需要，如压力范围、流通介质、工作温度、流通系数、电压、防爆要求以及其他功能等。

3. 过滤减压阀选型

过滤减压阀选型的时候，要注意过滤减压阀的压力范围、流通介质、工作温度、排水装置（自排、手排）及滤芯精度等。

4. 限位开关选型

限位开关选型的时候，要注意反馈方式（机械式、感应式）、位置指示的颜色是否符合要求，以及是否符合相应的防爆等级等。