閥門的基本知識和應用

twq19810302 · 發表于 2023-2-11 13:21:37

本帖最后由 twq19810302 于 2023-2-11 13:22 編輯

在流體管道系統中，閥門是控制元件，其主要作用是隔離設備和管道系統、調節流量、防止回流、調節和排泄壓力。
閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。由于管道系統選擇最適合的閥門顯得非常重要，所以，了解閥門的特性及選擇閥門的步驟和依據也變得至關重要起來。

一、閥門的分類

閥門總的可分兩大類：

1、自動閥門

依靠介質（液體、氣體）本身的能力而自行動作的閥門。

如止回閥、安全閥、調節閥、疏水閥、減壓閥等。

2、驅動閥門

借助手動、電動、液動、氣動來操縱動作的閥門。

如閘閥，截止閥、節流閥、蝶閥、球閥、旋塞閥等。

按結構特征，根據關閉件相對于閥座移動的方向可分為：

（1）截門形：關閉件沿著閥座中心移動；

（2）閘門形：關閉件沿著垂直閥座中心移動；

（3）旋塞和球形：關閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線旋轉；

（4）旋啟形：關閉件圍繞閥座外的軸旋轉；

（5）碟形：關閉件的圓盤，圍繞閥座內的軸旋轉；

（6）滑閥形：關閉件在垂直于通道的方向滑動。

按用途，根據閥門的不同用途可分為：

（1）開斷用：用來接通或切斷管路介質，如截止閥、閘閥、球閥、蝶閥等。

（2）止回用：用來防止介質倒流，如止回閥。

（3）調節用：用來調節介質的壓力和流量，如調節閥、減壓閥。

（4）分配用：用來改變介質流向、分配介質，如三通旋塞、分配閥、滑閥等。

（5）安全閥：在介質壓力超過規定值時，用來排放多余的介質，保證管路系統及設備安全，如安全閥、事故閥。

（6）其它特殊用途：如疏水閥、放空閥、排污閥等。

按驅動方式，根據不同的驅動方式可分為：

（1）手動：借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等，有人力驅動，傳動較大力矩時裝有蝸輪、齒輪等減速裝置。

（2）電動：借助電機或其他電氣裝置來驅動。

（3）液動：借助（水、油）來驅動。

（4）氣動：借助壓縮空氣來驅動。

按壓力，根據閥門的公稱壓力可分為：

（1）真空閥：絕對壓力<0.1Mpa即 760mm汞柱高的閥門，通常用mm汞柱或mm水柱表示壓力。

（2）低壓閥：公稱壓力PN≤1.6Mpa的閥門（包括PN≤1.6MPa的鋼閥）

（3）中壓閥：公稱壓力PN2.5—6.4MPa的閥門。

（4）高壓閥：公稱壓力PN10.0—80.0MPa的閥門。

（5）超高壓閥：公稱壓力PN≥100.0MPa的閥門。

按介質的溫度分，根據閥門工作時的介質溫度可分為：

（1）普通閥門：適用于介質溫度-40℃～425℃的閥門。

（2）高溫閥門：適用于介質溫度425℃～600℃的閥門。

（3）耐熱閥門：適用于介質溫度600℃以上的閥門。

（4）低溫閥門：適用于介質溫度-150℃～ -40℃的閥門。

（5）超低溫閥門：適用于介質溫度-150℃以下的閥門。

按公稱通徑分，根據閥門的公稱通徑可分為：

（1）小口徑閥門：公稱通徑DN<40mm的閥門。

（2）中口徑閥門：公稱通徑DN50～300mm的閥門。

（3）大口徑閥門：公稱通徑DN350～1200mm的閥門。

（4）特大口徑閥門：公稱通徑DN≥1400mm的閥門。

按與管道連接方式分，根據閥門與管道連接方式可分為：

（1）法蘭連接閥門：閥體帶有法蘭，與管道采用法蘭連接的閥門。

（2）螺紋連接閥門：閥體帶有內螺紋或外螺紋，與管道采用螺紋連接的閥門。

（3）焊接連接閥門：閥體帶有焊口，與管道采用焊接連接的閥門。

（4）夾箍連接閥門：閥體上帶有夾口，與管道采用夾箍連接的閥門。

（5）卡套連接閥門：采用卡套與管道連接的閥門。

二、閥門的特性

閥門的特性一般有兩種，使用特性和結構特性。

1、使用特性

它確定了閥門的主要使用性能和使用范圍，屬于閥門使用特性的有：

閥門的類別（閉路閥門、調節閥門、安全閥門等）；
產品類型（閘閥、截止閥、蝶閥、球閥等）；
閥門主要零件（閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封面）的材料；
閥門傳動方式等。

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2、結構特性

它確定了閥門的安裝、維修、保養等方法的一些結構特性，屬于結構特性的有：

閥門的結構長度和總體高度、與管道的連接形式（法蘭連接、螺紋連接、夾箍連接、外螺紋連接、焊接端連接等）；
密封面的形式（鑲圈、螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體）；
閥桿結構形式（旋轉桿、升降桿）等。

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三、選擇閥門的步驟和依據

1、選擇步驟

（1）明確閥門在設備或裝置中的用途，確定閥門的工作條件：適用介質、工作壓力、工作溫度等等。

（2）確定與閥門連接管道的公稱通徑和連接方式：法蘭、螺紋、焊接等。

（3）確定操作閥門的方式：手動、電動、電磁、氣動或液動、電氣聯動或電液聯動等。

（4）根據管線輸送的介質、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內件的材料：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、不銹耐酸鋼、銅合金等。

（5）選擇閥門的種類：閉路閥門、調節閥門、安全閥門等。

（6）確定閥門的型式：閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、節流閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥等。

（7）確定閥門的參數：對于自動閥門，根據不同需要先確定允許流阻、排放能力、背壓等，再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑。

（8）確定所選用閥門的幾何參數：結構長度、法蘭連接形式及尺寸、開啟和關閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數量、整個閥門外型尺寸等。

（9）利用現有的資料：閥門產品目錄、閥門產品樣本等選擇適當的閥門產品。

2、選擇閥門的依據

在了解掌握選擇閥門步驟的同時，還應進一步了解選擇閥門的依據。

（1）所選用閥門的用途、使用工況條件和操縱控制方式。

（2）工作介質的性質：工作壓力、工作溫度、腐蝕性能，是否含有固體顆粒，介質是否有毒，是否是易燃、易爆介質，介質的黏度等等。

（3）對閥門流體特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等級等等。

（4）安裝尺寸和外形尺寸要求：公稱通徑、與管道的連接方式和連接尺寸、外形尺寸或重量限制等。

（5）對閥門產品的可靠性、使用壽命和電動裝置的防爆性能等的附加要求。

在選定參數時應注意：

如果閥門要用于控制目的，必須確定如下額外參數：操作方法、最大和最小流量要求、正常流動的壓力降、關閉時的壓力降、閥門的最大和最小進口壓力。根據上述選擇閥門的依據和步驟，合理、正確地選擇閥門時還必須對各種類型閥門的內部結構進行詳細了解，以便能對優先選用的閥門做出正確的抉擇。管道的最終控制是閥門。閥門啟閉件控制著介質在管道內的流束方式，閥門流道的形狀使閥門具備一定的流量特性，在選擇管道系統最適合安裝的閥門時必須考慮到這一點。

選擇閥門應遵循的原則：

（1）截止和開放介質用的閥門

流道為直通式的閥門，其流阻較小，通常選擇作為截止和開放介質用的閥門。向下閉合式閥門（截止閥、柱塞閥）由于其流道曲折，流阻比其他閥門高，故較少選用。在允許有較高流阻的場合，可選用閉合式閥門。

（2）控制流量用的閥門

通常選擇易于調節流量的閥門作為控制流量用。向下閉合式閥門（如截止閥）適于這一用途，因為它的閥座尺寸與關閉件的行程之間成正比關系。旋轉式閥門（旋塞閥、蝶閥、球閥）和撓曲閥體式閥門（夾緊閥、隔膜閥）也可用于節流控制，但通常只能在有限的閥門口徑范圍內適用。閘閥是以圓盤形閘板對圓形閥座口做橫切運動，它只有在接近關閉位置時，才能較好地控制流量，故通常不用于流量控制。

（3）換向分流用的閥門

根據換向分流的需要，這種閥門可有三個或更多的通道。旋塞閥和球閥較適用于這一目的，因此，大部分用于換向分流的閥門都選取這類閥門中的一種。但是在有些情況下，其他類型的閥門，只要把兩個或更多個閥門適當地相互連接起來，也可作換向分流用。

（4）帶有懸浮顆粒的介質用閥門

當介質中帶有懸浮顆粒時，最適于采用其關閉件沿密封面的滑動帶有擦拭作用的閥門。如果關閉件對閥座的來回運動是豎直的，那么就可能夾持顆粒，因此這種閥門除非密封面材料可以允許嵌入顆粒，否則只適用于基本清潔的介質。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質中。

四、閥門選型說明

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1、閘閥的選型
一般情況下，應首選閘閥。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質外，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質，并適用于放空和低真空系統的閥門。對帶有固體顆粒的介質，閘閥閥體上應帶有一個或兩個吹掃孔。對低溫介質，應選用低溫專用閘閥。

2、截止閥選型說明

截止閥適用于對流體阻力要求不嚴的管路上，即對壓力損失考慮不大，以及高溫、高壓介質的管路或裝置，適用于DN＜200mm的蒸汽等介質管道上；小型閥門可選用截止閥，如針形閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥等；截止閥有流量調節或壓力調節，但對調節精度要求不高，而且管路直徑又比較小時，宜選用截止閥或節流閥；對于劇毒介質，宜選用波紋管密封的截止閥；但截止閥不宜用于粘度較大的介質和含有顆粒易沉淀的介質，也不宜作放空閥及低真空系統的閥門。

3、球閥選型說明

球閥適用于低溫、高壓、粘度大的介質。大多數球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質中，依據密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質；全通道球閥不適用于流量調節，但適用于要求快速啟閉的場合，便于實現事故緊急切斷；通常在密封性能嚴格、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速、高壓截止（壓差大）、低噪音、有氣化現象、操作力矩小、流體阻力小的管路中，推薦使用球閥；球閥適用于輕型結構、低壓截止、腐蝕性介質中；球閥還是低溫、深冷介質的最理想閥門，低溫介質的管路系統和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥；選用浮動球球閥時其閥座材料應承接球體和工作介質的載荷，大口徑的球閥在操作時需要較大的力，DN≥200mm的球閥應選用蝸輪傳動形式；固定球球閥適用于較大口徑及壓力較高的場合；另外，用于工藝劇毒物料、可燃介質管道的球閥，應具有防火、防靜電結構。

4、節流閥選型說明

節流閥適用于介質溫度較低、壓力較高的場合，適用于需要調節流量和壓力的部位，不適用于粘度大和含有固體顆粒的介質，不宜作隔斷閥。

5、旋塞閥選型說明

旋塞閥適用于要求快速啟閉的場合，一般不適用于蒸汽及溫度較高的介質，用于溫度較低、粘度大的介質，也適用于帶懸浮顆粒的介質。

6、蝶閥選型說明

蝶閥適用于口徑較大（如DN>600mm）及結構長度要求短，以及需要進行流量調節及啟閉要求快速的場合，一般用于溫度≤80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓縮空氣等介質；由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大，故蝶閥適用于壓力損失要求不嚴的管路系統中。

7、止回閥選型說明

止回閥一般適用于清凈介質，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質。

當DN≤40mm時，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）；
當DN＝50～400mm時，宜采用旋啟式升降止回閥（在水平和垂直管道上都可安裝，如安裝在垂直管道上，介質流向要由下而上）；
當DN≥450mm時，宜采用緩沖型止回閥；
當DN＝100～400mm也可選用對夾式止回閥；
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旋啟式止回閥可以做成很高的工作壓力，PN可以達到42MPa，根據殼體及密封件的材質不同可適用于任何工作介質和任何工作溫度范圍。介質為水、蒸汽、氣體、腐蝕性介質、油品、藥品等。介質工作溫度范圍在 -196～800℃之間。

8、隔膜閥選型說明
隔膜閥適用于工作溫度小于200℃、壓力小于1.0MPa的油品、水、酸性介質和含懸浮物的介質，不適用于有機溶劑和強氧化劑介質；研磨顆粒性介質宜選堰式隔膜閥，選用堰式隔膜閥要參照它的流量特性表；粘性流體、水泥漿以及沉淀性介質宜選用直通式隔膜閥；除特定要求，隔膜閥不宜用于真空管路和真空設備上。閥門應用、操作頻率和服務千變萬化，要控制或杜絕哪怕是低微的泄漏，最重要、最關鍵的設備還數閥門。學會正確選擇閥門至關重要。

QIQI... · 發表于 2023-2-14 09:00:16

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