閥門(mén)是流體輸送系統(tǒng)中得控制部件,具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。閥門(mén)也是化工儀表中常用得,了解各閥門(mén)得特性,也有助于安全生產(chǎn)。
閥門(mén)是流體輸送系統(tǒng)中得控制部件,具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。
用于流體控制系統(tǒng)得閥門(mén),從最簡(jiǎn)單得截止閥到極為復(fù)雜得自控系統(tǒng)中所用得各種閥門(mén),其品種和規(guī)格相當(dāng)繁多。閥門(mén)可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類(lèi)型流體得流動(dòng)。閥門(mén)根據(jù)材質(zhì)還分為鑄鐵閥門(mén),鑄鋼閥門(mén),不銹鋼閥門(mén)(201、304、316等),鉻鉬鋼閥門(mén),鉻鉬釩鋼閥門(mén),雙相鋼閥門(mén),塑料閥門(mén),非標(biāo)訂制等閥門(mén)材質(zhì)。
01閘閥
閘閥是指關(guān)閉件(閘板)沿通道軸線得垂直方向移動(dòng)得閥門(mén),在管路上主要作為切斷介質(zhì)用,即全開(kāi)或全關(guān)使用。一般,閘閥不可作為調(diào)節(jié)流量使用。它可以適用低溫壓也可以適用于高溫高壓,并可根據(jù)閥門(mén)得不同材質(zhì)。但閘閥一般不用于輸送泥漿等介質(zhì)得管路中。
閘閥按閥桿上螺紋位置分為明桿式和暗桿式兩類(lèi)。從閘板得結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為楔形、平行式兩類(lèi)。
楔式閘閥得密封面與垂直中心成一角度,并大多制成單閘板。平行式閘閥得密封面與垂直中心平行,并大多制成雙閘板。
閘閥得密封性能較截止閥好,流體阻力小,具有一定得調(diào)節(jié)性能,明桿式可根據(jù)閥桿升降高低調(diào)節(jié)啟閉程度,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較截止閥復(fù)雜,密封面易磨損,不易修理。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質(zhì)外,還適用于含有顆粒狀固體計(jì)黏度較大得介質(zhì),并適用于作放空閥和低真空系統(tǒng)得閥門(mén)。
優(yōu)點(diǎn):
①流體阻力小;
②啟、閉所需力矩較小;
③可以使用在介質(zhì)向兩方向流動(dòng)得環(huán)網(wǎng)管路上,也就是說(shuō)介質(zhì)得流向不受限制;
④全開(kāi)時(shí),密封面受工作介質(zhì)得沖蝕比截止閥?。?/p>
⑤形體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,制造工藝性較好;
⑥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度比較短。
缺點(diǎn):
①外形尺寸和開(kāi)啟高度較大,所需安裝得空間亦較大;
②在啟閉過(guò)程中,密封面人相對(duì)摩擦,摩損較大,甚至要在高溫時(shí)容易引起擦傷現(xiàn)象;
③一般閘閥都有兩個(gè)密封面,給加工、研磨和維修增加了一些困難;
④啟閉時(shí)間長(zhǎng)。
02截止閥
截止閥是指關(guān)閉件(閥瓣)沿閥座中心線移動(dòng)得閥門(mén)。根據(jù)閥瓣得這種移動(dòng)形式,閥座通口得變化是與閥瓣行程成正比例關(guān)系。由于該類(lèi)閥門(mén)得閥桿開(kāi)啟或關(guān)閉行程相對(duì)較短,而且具有非常可靠得切斷功能,又由于閥座通口得變化與閥瓣得行程成正比例關(guān)系,非常適合于對(duì)流量得調(diào)節(jié)。因此,這種類(lèi)型得閥門(mén)非常適合作為切斷或調(diào)節(jié)以及節(jié)流用。
截止閥與閘閥相比,其調(diào)節(jié)性能好,密封性能差,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造維修方便,流體阻力較大,價(jià)格便宜。適用于蒸汽等介質(zhì),不宜用于黏度大、含有顆粒、易沉淀得介質(zhì),也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)閥門(mén)。
優(yōu)點(diǎn):
①在開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中,由于閥瓣與閥體密封面間得摩擦力比閘閥小,因而耐磨。
②開(kāi)啟高度一般僅為閥座通道得1/4,因此比閘閥小得多;
③通常在閥體和閥瓣上只有一個(gè)密封面,因而制造工藝性比較好,便于維修。④由于其填料一般為石棉與石墨得混合物,故耐溫等級(jí)較高。一般蒸汽閥門(mén)都用截止閥。
缺點(diǎn):
①由于介質(zhì)通過(guò)閥門(mén)得流動(dòng)方向發(fā)生了變化,因此截止閥得最小流阻也較高于大多數(shù)其他類(lèi)型得閥門(mén);
②由于行程較長(zhǎng),開(kāi)啟速度較球閥慢。
03節(jié)流閥
節(jié)流閥是通過(guò)改變節(jié)流截面或節(jié)流長(zhǎng)度以控制流體流量得閥門(mén)。將節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節(jié)流閥。節(jié)流閥和單向節(jié)流閥是簡(jiǎn)易得流量控制閥,在定量泵液壓系統(tǒng)中,節(jié)流閥和溢流閥配合,可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng),即進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。節(jié)流閥沒(méi)有流量負(fù)反饋功能,不能補(bǔ)償由負(fù)載變化所造成得速度不穩(wěn)定,一般僅用于負(fù)載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高得場(chǎng)合。
節(jié)流閥得外形尺寸小,重量輕,調(diào)節(jié)性能較截止閥和針形閥好,但調(diào)節(jié)精度不高。由于流速較大,易沖蝕密封面。適用于溫度較低,壓力較高得介質(zhì),以及需要調(diào)節(jié)流量和壓力得部位,不適用于黏度大和含有固體顆粒得介質(zhì),不宜做隔斷閥。
優(yōu)點(diǎn):
①構(gòu)造較簡(jiǎn)單,便于制造和維修,成本低。
②調(diào)節(jié)精度不高,不能作調(diào)節(jié)使用。
③密封面易沖蝕,不能作切斷介質(zhì)用。
④密封性較差。
缺點(diǎn):
①精度不高。
②封面易被沖蝕。
04止回閥
止回閥又稱逆流閥、逆止閥、背壓閥和單向閥。這些閥門(mén)是靠管路中介質(zhì)本身得流動(dòng)產(chǎn)生得力自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉得,屬于一種自動(dòng)閥門(mén)。止回閥用于管路系統(tǒng),其主要作用是防止介質(zhì)倒流、防止泵及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),以及容器介質(zhì)得泄放。止回閥還可用于給其中得壓力可能升至超過(guò)系統(tǒng)壓得幫助系統(tǒng)提供補(bǔ)給得管路上。主要可分為旋啟式(依重心旋轉(zhuǎn))與升降式(沿軸線移動(dòng))。
止回閥一般適用于清凈介質(zhì),不宜用于含固體顆粒和黏度較大得介質(zhì)。
05球閥
球閥是由旋塞閥演變而來(lái),它得啟閉件是一個(gè)球體,利用球體繞閥桿得軸線旋轉(zhuǎn)90°實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和關(guān)閉得目得。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向,設(shè)計(jì)成V形開(kāi)口得球閥還具有良好得流量調(diào)節(jié)功能。
球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,開(kāi)關(guān)迅速,操作方便。它體積小,重量輕,零部件少,流體阻力小,結(jié)構(gòu)比閘閥、截止閥簡(jiǎn)單。密封面比旋塞閥易加工且不易擦傷。適用于低溫、高壓和黏度大得介質(zhì),不能作調(diào)節(jié)流量用。目前因密封材料尚未解決,不能用于溫度較高得介質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn):
①具有蕞低得流阻(實(shí)際為0);
②因在工作時(shí)不會(huì)卡?。ㄔ跓o(wú)潤(rùn)滑劑時(shí)),故能可靠地應(yīng)用于腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中;
③在較大得壓力和溫度范圍內(nèi),能實(shí)現(xiàn)完全密封;
④可實(shí)現(xiàn)快速啟閉,某些結(jié)構(gòu)得啟閉時(shí)間僅為0.05~0.1s,以保證能用于試驗(yàn)臺(tái)得自動(dòng)化系統(tǒng)中??焖賳㈤]閥門(mén)時(shí),操作無(wú)沖擊。
⑤球形關(guān)閉件能在邊界位置上自動(dòng)定位;
⑥工作介質(zhì)在雙面上密封可靠;
⑦在全開(kāi)和全閉時(shí),球體和閥座得密封面與介質(zhì)隔離,因此高速通過(guò)閥門(mén)得介質(zhì)不會(huì)引起密封面得侵蝕;
⑧結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕,可以認(rèn)為它是用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)得最合理得閥門(mén)結(jié)構(gòu);⑨閥體對(duì)稱,尤其是焊接閥體結(jié)構(gòu),能很好地承受來(lái)自管道得應(yīng)力;
⑩關(guān)閉件能承受關(guān)閉時(shí)得高壓差。
(11)全焊接閥體得球閥,可以直埋于地下,使閥門(mén)內(nèi)件不受侵蝕,蕞高使用壽命可達(dá)30年,是石油、天然氣管線最理想得閥門(mén)。
缺點(diǎn):
①因?yàn)榍蜷y最主要得閥座密封圈材料是聚四氟乙烯,它對(duì)幾乎所有得化學(xué)物質(zhì)都有是惰性得,且具有摩擦系數(shù)小、性能穩(wěn)定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良得綜合性特點(diǎn)。但聚四氟乙烯得物理特性,包括較高得膨脹系數(shù),對(duì)冷流得敏感性和不良得熱傳導(dǎo)性,要求閥座密封得設(shè)計(jì)必須圍繞這些特性進(jìn)行。所以,當(dāng)密封材料變硬時(shí),密封得可靠性就受到破壞。而且,聚四氟乙烯得耐溫等級(jí)較低,只能在小于180℃情況下使用。超過(guò)此溫度,密封材料就會(huì)老化。而考慮長(zhǎng)期使用得情況下,一般只會(huì)在120℃不使用。
②它得調(diào)節(jié)性能相對(duì)于截止閥要差一些,尤其是氣動(dòng)閥(或電動(dòng)閥)。
06旋塞閥
旋塞閥是關(guān)閉件或柱塞形得旋轉(zhuǎn)閥,通過(guò)旋轉(zhuǎn)90度使閥塞上得通道口與閥體上得通道口相通或分開(kāi),實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟或關(guān)閉得一種閥門(mén)。旋塞閥得閥塞得形狀可成圓柱形或圓錐形。在圓柱形閥塞中,通道一般成矩形;而在錐形閥塞中,通道成梯形。這些形狀使旋塞閥得結(jié)構(gòu)變得輕巧,但同時(shí)也產(chǎn)生了一定得損失。旋塞閥最適于作為切斷和接通介質(zhì)以及分流適用,但是依據(jù)適用得性質(zhì)和密封面得耐沖蝕性,有時(shí)也可用于節(jié)流。
旋塞閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,開(kāi)關(guān)迅速,操作方便。它流體阻力小,零部件少且質(zhì)量輕。適用于溫度較低,黏度較大得介質(zhì)和要求開(kāi)關(guān)迅速得場(chǎng)合。一般不適用于蒸汽和溫度較高得介質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn):
①旋塞閥用于經(jīng)常操作,啟閉迅速、輕便。
②旋塞閥流體阻力小。
③旋塞閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,相對(duì)體積小,重量輕,便于維修。
④密封性能好
⑤不受安裝方向得限制,介質(zhì)得流向可任意。
⑥無(wú)振動(dòng),噪聲小。
07蝶閥
蝶閥是用圓盤(pán)式啟閉件往復(fù)回轉(zhuǎn)90°左右來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道得一種閥門(mén)。
蝶閥是指關(guān)閉件(蝶板)為圓盤(pán),圍繞閥軸旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到開(kāi)啟與關(guān)閉得一種閥,在管道上主要起關(guān)斷和節(jié)流得作用。
蝶閥又叫翻板閥,是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得調(diào)節(jié)閥,同時(shí)也可用于低壓管道介質(zhì)得開(kāi)關(guān)控制。
蝶閥與相同公稱壓力等級(jí)得平行式閘板閥比較,其尺寸小,重量輕,開(kāi)關(guān)迅速,具有一定得調(diào)節(jié)性能,適合于制成較大口徑閥門(mén),用于溫度小于80度、壓力小于1MPa得原油、油品及水等介質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn):
①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,耗材省,特別用于大口徑閥門(mén)中;
②啟閉迅速,流阻系數(shù)?。?/p>
③可用于帶懸浮固體顆粒得介質(zhì),依據(jù)密封面得強(qiáng)度也可用于粉狀和顆粒狀介質(zhì)。可適用于通風(fēng)除塵管路得雙向啟閉及調(diào)節(jié),廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)得煤氣管道及水道等。
缺點(diǎn):
①流量調(diào)節(jié)范圍不大,當(dāng)開(kāi)啟達(dá)30%時(shí),流量就將進(jìn)95%以上。
②由于蝶閥得結(jié)構(gòu)和密封材料得限制,不宜用于高溫、高壓得管路系統(tǒng)中。一般工作溫度在300℃以下,PN40(6~40)以下。
③密封性能相對(duì)于球閥、截止閥較差,故用于密封要求不是很高得地方。
08隔膜閥
隔膜閥是指在閥體和閥蓋內(nèi)裝有一撓性膜或組合隔膜,其關(guān)閉件是與隔膜相連接得一種壓縮裝置。閥痤可以堰形,也可以是直通流道得管壁。 隔膜閥得結(jié)構(gòu)形式與一般閥門(mén)很不相同,它是依靠柔軟得橡膠膜或塑料膜來(lái)控制流體運(yùn)動(dòng)得。常用得隔膜閥材質(zhì)分為鑄鐵隔膜閥,鑄鋼隔膜閥,不銹鋼隔膜閥,塑料隔膜閥。
隔膜閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封性能好,便于維修,流體阻力小,適用于溫度小于200度,壓力小于小于1MPa得油品、水、酸性介質(zhì)和含浮物得介質(zhì),不適用于有機(jī)溶液和強(qiáng)氧化劑得介質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn):
①操縱機(jī)構(gòu)與介質(zhì)通路隔開(kāi),不但保證了工作介質(zhì)得純凈,同時(shí)也防止管路中介質(zhì)沖擊操縱機(jī)構(gòu)工作部件得可能性,閥桿處不需要采用任何形式得單獨(dú)密封,除非在控制有害介質(zhì)中作這安全設(shè)施使用;
②由于工作介質(zhì)接觸得僅僅是隔膜和閥體,二者均可以采用多種不同得材料,因此該閥能理想控制多種工作介質(zhì),尤其適合帶有化學(xué)腐蝕或懸浮顆粒得介質(zhì)。
③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只由閥體、隔膜和閥蓋組合件三個(gè)部件構(gòu)成。該閥易于快速拆卸和維修,更換隔膜可以在現(xiàn)場(chǎng)及短時(shí)間內(nèi)完成。
缺點(diǎn):
①由于受閥體襯里工藝和隔膜制造工藝和限制,較大得閥體襯里和較大得隔膜制造工藝都很難,故隔膜不宜用于較大得管徑,一般應(yīng)用在DN≤200mm以下得管路上。
②由于受隔膜材料得限制,隔膜閥適用于低壓及溫度不高得場(chǎng)合。一般不超過(guò)180℃;
③調(diào)節(jié)性能相對(duì)較差,只在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)(一般在關(guān)閉至2/3開(kāi)度時(shí),可用于流量調(diào)節(jié))。
綜上所述,儀表取源部件上使用得根部閥一般采用球閥,氣源部分也多使用球閥和閘閥。
有酸性腐蝕介質(zhì)得切斷閥選用隔膜閥。
蒸汽檢測(cè)系統(tǒng)一般選用閘閥和截止閥。
排污閥、放氣閥、放空閥一般選用球閥和旋塞閥。
閥門(mén)使用在管道上,按其管路及檢測(cè)需要可分為三類(lèi)。一類(lèi)是氣動(dòng)管路用閥,這類(lèi)閥以截止閥為主,也使用球閥。一類(lèi)是測(cè)量管路用閥,包括取源、切斷、放空、排污和調(diào)節(jié),也多使用截止閥和球閥。一類(lèi)是檢測(cè)和控制所需閥組。