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閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件,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)的閥門,從最簡單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門,其品種和規(guī)格相當(dāng)繁多。閥門可用于控制空氣、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)等各種類型流體的流動。閥門的公稱通徑從幾mm的儀表針型閥到10m的工業(yè)管路用閥。閥門的工作壓力可從1.3×10-3MPa到1000MPa的超高壓。工作溫度從-269℃的超低溫到1430℃的高溫。閥門的啟閉可采用多種控制方式,如手動、氣動、電動、液動、電-氣或電-液聯(lián)動及電磁驅(qū)動等;也可在壓力、溫度或其他形式傳感信號的作用下,按預(yù)定的要求動作,或者只進行簡單的開啟或關(guān)閉。
閥門的用途極為廣泛。無論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航天,還是交通運輸、城市建設(shè)、人民生活等部門都需要大量的、各種類型的閥門。近年來,我國制造業(yè)的各類閥門不僅用于國內(nèi),而且也大量出口,幾乎世界各國都有我國制造的閥門。然而,隨著閥門類型和品種規(guī)格的不斷增加,如果選用閥門就成為廣大用戶迫在眉睫的問題。
閥門是一種管件。它是用來改變通路斷面和介質(zhì)流動方向,控制輸送介質(zhì)流動的一種裝置。具體來講,閥門有以下幾種用途:
在上述的各種通用閥門中,用于接通和截斷管路中介質(zhì)流動的閥門,其使用數(shù)量約占全部閥門總數(shù)的80%。
閥門的種類繁多,隨著各類成套設(shè)備工藝流程的不斷改進,閥門的種類還在不斷增加。但總的來說可分為兩大類。
閥門依靠自動或驅(qū)動機構(gòu)使啟閉件作升降、滑移、旋擺或回轉(zhuǎn)運動,從而改變其流道面積的大小,以實現(xiàn)啟閉、控制功能。
此外,閥門還有以下幾種分類方法。
A 截門形:關(guān)閉件沿著閥座的中心線移動,如圖1-1所示。
B 閘門形:關(guān)閉件沿著垂直于閥座中心線的方向移動,如圖1-2所示。
C 旋塞和球形:關(guān)閉件是柱塞或球體,圍繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),如圖1-3所示。
D 旋啟形:關(guān)閉件圍繞閥座外的軸線旋轉(zhuǎn),如圖1-4所示。
E 蝶形:關(guān)閉件為一圓盤,圍繞閥座內(nèi)的軸線旋轉(zhuǎn)(中心式)或閥座外的軸線旋轉(zhuǎn)(偏心式),如圖1-5所示。
F 滑閥形:關(guān)閉件在垂直于通道的方向上滑動,如圖1-6所示。
A 切斷用:用來切斷(或接通)管路中的介質(zhì)。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、蝶閥等。
B 止回用:用來防止介質(zhì)倒流。如止回閥。
C 調(diào)節(jié)閥:用來調(diào)節(jié)管路中介質(zhì)的壓力和流量。如調(diào)節(jié)閥、減壓閥、節(jié)流閥、蝶閥、V形開口球閥、平衡閥等。
D 分配用:用來改變管路中介質(zhì)流動的方向,起分配介質(zhì)的作用。如分配閥、三通或四通旋塞閥、三
通或四通球閥等。
E 安全用:用于超壓安全保護,排放多余介質(zhì),防止壓力超過規(guī)定數(shù)值。如安全閥、溢流閥等。
F 其他特殊用途:如蒸汽疏水閥、空氣疏水閥、排污閥、放空閥、呼吸閥、排渣閥、溫度調(diào)節(jié)閥等。
A 手動:借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等,由人力來操縱的閥門。當(dāng)需傳遞較大的力矩時,可裝有圓柱直齒輪、圓錐直齒輪、蝸輪蝸桿等減速裝置。
圖1-7為手輪操縱的截止閥。
圖1-8為圓柱直齒輪傳動的閘閥。
圖1-9為圓圓錐直齒輪傳動的截止閥。
圖1-10為蝸輪蝸桿傳動的球閥。
圖1-11為應(yīng)用于萬向連軸器,可遠(yuǎn)距離操縱的閘閥。
B 電動:用電動機、電磁或其他電氣裝置操縱的閥門。
圖1-12為電機傳動的閘閥。
圖1-13為電磁傳動的截止閥。
C 液壓或氣壓傳動:借助液體(水、油等液體介質(zhì))或空氣操縱的閥門。
圖1-14為氣動操縱的球閥。
圖1-15為液動操縱的蝶閥。
圖1-15 液動蝶閥
A 真空閥:公稱壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣的閥門。絕對壓力小于0.1MPa的閥門,習(xí)慣上常用毫米水柱(mmH2O)或毫米汞柱(mmHg)表示閥門的公稱壓力。
B 低壓閥門:公稱壓力PN≤1.6MPa的閥門。
C 中壓閥門:公稱壓力PN2.5~6.4MPa的閥門。
D 高壓閥門:公稱壓力PN10.0~80.0MPa的閥門。
E 超高壓閥門:公稱壓力PN≥100MPa的閥門。
A 超低溫閥:t<-100℃的閥門。
B 低溫閥:-100℃≤t≤-40℃的閥門。
C 常溫閥:-40℃≤t≤120℃的閥門。
D 中溫閥:120℃≤t≤450℃的閥門。
E 高溫閥:t>450℃的閥門。
A 非金屬材料閥門:如陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門等。
B 金屬材料閥門:如銅合金閥門、鋁合金閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾合金閥門、鑄鐵閥門、碳鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門、不銹鋼閥門等。
C 金屬閥體襯里閥門:如襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯橡膠閥門、襯陶瓷閥門等。
A 小口徑閥門:公稱通經(jīng)DN≤40mm的閥門
B 中口徑閥門:公稱通經(jīng)DN50~300mm的閥門
C 大口徑閥門:公稱通經(jīng)DN350~1200mm的閥門
D 特大口徑閥門: 公稱通經(jīng)DN≥1400mm的閥門
A 法蘭連接閥門:閥體上帶有法蘭,與管道采用法蘭連接的閥門,如圖1-8所示。
B 螺紋連接閥門:閥體上帶有內(nèi)螺紋或外螺紋,與管道采用螺紋連接的閥門,如圖1-7所示。
C 焊接連接閥門:該種連接方式分承插焊接與對焊連接。閥體上帶有焊口與坡口,與管道采用焊接連接的閥門,如圖1-11所示為對接焊連接的閥門。
D 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,如圖1-16所示。
E 卡套連接閥門:采用卡套與管道連接的閥門,如圖1-17所示。
閥門型號通常應(yīng)表示閥門類型、驅(qū)動方式、連接形式、結(jié)構(gòu)特點、公稱壓力、密封面材料、閥體材料等要素。閥門型號的標(biāo)準(zhǔn)化對閥門的設(shè)計、選用、經(jīng)銷,提供了方便。
當(dāng)今閥門的類型和材料種類越來越多,閥門型號的編制也愈來愈復(fù)雜。我國雖然有閥門型號編制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但愈來愈不能適應(yīng)閥門工業(yè)發(fā)展的需要。目前,閥門制造廠一般采用統(tǒng)一的編號方法;凡愈來愈不能適應(yīng)閥門工業(yè)發(fā)展的需要。目前,閥門制造廠一般采用統(tǒng)一的編號方法;凡不能采用統(tǒng)一編號方法的,各生產(chǎn)廠都按自己的情況制訂出編號方法。
閥門型號編制方法
JB308-75 《閥門型號編制方法》適用于工業(yè)管道用閘閥、截止閥、節(jié)流閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、旋塞閥、止回閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥。它包括閥門的型號編制和閥門的命名。
1、閥門的型號編制 閥門的型號由7各單元組成,其含義如下所示。
結(jié)構(gòu)形式代號:閥門的結(jié)構(gòu)形式代號用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。閘閥按表1-42的規(guī)定;截止閥、柱塞閥和節(jié)流閥按表1-43的規(guī)定;球閥按表1-44的規(guī)定;蝶閥按表1-45的規(guī)定;隔膜閥按表1-46的規(guī)定;旋塞閥按表1-47的規(guī)定;止回閥按表1-48的規(guī)定;安全閥按表1-49的規(guī)定;減壓閥按表1-50的規(guī)定;蒸汽疏水閥按表1-51的規(guī)定;排污閥按表1-52的規(guī)定。
表1-39 閥門的類型代號
閥門類型 | 代 號 | 閥門類型 | 代 號 |
安全閥 | A | 球閥 | Q |
蝶閥 | D | 疏水閥 | S |
隔膜閥 | G | 柱塞閥 | R |
止回閥和底閥 | H | 旋塞閥 | X |
截止閥 | J | 減壓閥 | Y |
節(jié)流閥 | L | 閘閥 | Z |
排污閥 | P |
注:低表1-41 閥門的連接形式代號溫(低于-40℃)、保溫(帶加熱套)和帶波紋管的閥門、抗硫的閥門,在類型代號前面分別加漢語拼音字母D、B、W和K。
表1-40 閥門的傳動方式代號
傳動方式 | 代 號 | 傳動方式 | 代 號 |
電磁閥 | 0 | 傘齒輪 | 5 |
電磁-液動 | 1 | 氣動 | 6 |
電-液動 | 2 | 液動 | 7 |
蝸輪 | 3 | 氣-液動 | 8 |
正齒輪 | 4 | 電動 | 9 |
注:1、手輪、手柄和扳手傳動的,以及安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥可省略本代號。
2、對于氣動或液動,常開式用6K、7K表示,常閉式用6B、7B表示;氣動帶手動,用6S表示;防爆電動,用9B表示;蝸桿-T型螺母,用3T表示。
3、代號2及代號8是用在閥門啟閉需由兩種動力源同時對閥門進行動作的執(zhí)行機構(gòu)。
表1-41 閥門的連接形式代號
連接形式 | 代 號 | 連接形式 | 代 號 |
內(nèi)螺紋 | 1 | 焊接 | 6 |
外螺紋 | 2 | 對夾 | 7 |
兩不同接連 | 3 | 卡箍 | 8 |
法蘭 | 4 | 卡套 | 9 |
注:焊接包括對焊和承插焊。
表1-42 閘閥結(jié)構(gòu)形式代號
閘 閥 結(jié) 構(gòu) 形 式 | 代 號 | ||
明 桿 | 楔 式 | 彈 性 閘 板 | 0 |
剛 性 | 單閘板 | 1 | |
雙閘板 | 2 | ||
平行式 | 單閘板 | 3 | |
雙閘板 | 4 | ||
暗 桿 | 楔 式 | 單閘板 | 5 |
雙閘板 | 6 | ||
平行式 |
單閘板 | 7 | |
雙閘板 | 8 |
表1-43 截止閥、柱塞閥和節(jié)流閥結(jié)構(gòu)形式代號
截止閥、柱塞閥和節(jié)流閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 截止閥、柱塞閥和節(jié)流閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 | |
直通式 | 1 | 直流式(Y)型 | 5 | |
Z形直通式 | 2 | 平 衡 | 直通式 | 6 |
三通式 | 3 | 角 式 | 7 | |
角 式 | 4 | 針型截止閥 | 8 |
表1-44 球閥結(jié)構(gòu)形式代號
球閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 球閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 | ||
浮動式 | 直通式 | 1 | 固定式 | 四 通 | 6 |
Y 型 | 三通式 | 2 | 直通式 | 7 | |
L 形 | 4 | T 形 | 三 通 | 8 | |
T 形 | 5 | L 形 | 9 | ||
半球直通 | 0 |
表1-45 蝶閥結(jié)構(gòu)形式代號
蝶閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 蝶閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 | ||
密封型 | 中線式 | 1 | 非密封型 | 中線式 | 6 |
單偏心 | 2 | 單偏心 | 7 | ||
雙偏心 | 3 | 雙偏心 | 8 | ||
連桿偏心(變偏心) | 4 | 連桿偏心(變偏心) | 9 |
表1-46 隔膜閥結(jié)構(gòu)形式代號
隔膜閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 隔膜閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 |
屋脊式 | 1 | 閘板式 | 7 |
截止式 | 3 | 角式Y(jié)形 | 8 |
直流板式 | 5 | 角式T形 | 9 |
直通式 | 6 |
表1-47 旋塞閥結(jié)構(gòu)形式代號
旋塞閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 旋塞閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 | ||
填料密封 | L 形 | 2 | 油封密封 | L 形 | 6 |
直 通 | 3 | 直 通 | 7 | ||
T形三通 | 4 | T形三通 | 8 | ||
四 通 | 5 | 靜 配 | 直 通 | 9 | |
T形三通 | 0 |
表1-48 止回閥結(jié)構(gòu)形式代號
止回閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 止回閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 | |
升 降 | 直通式 | 1 | 回轉(zhuǎn)蝶型止回式 | 7 |
立 式 | 2 | 截止止回式 |
8 | |
角 式 | 3 | |||
旋 啟 | 單瓣式 | 4 | ||
多瓣式 | 5 | |||
雙瓣式 | 6 |
表1-49 安全閥結(jié)構(gòu)形式代號
閘 閥 結(jié) 構(gòu) 形 式 |
代 號 | |||
彈 簧 | 封 閉 | 帶散熱片 | 全啟式 | 0 |
微 啟 式 | 1 | |||
全 啟 式 | 2 | |||
帶 扳 手 | 全 啟 式 | 4 | ||
不 封 閉 |
雙彈簧微啟式 | 3 | ||
微 啟 式 | 7 | |||
全 啟 式 | 8 | |||
帶控制機構(gòu) | 全 啟 式 | 6 | ||
脈 沖 式 | 9 | |||
杠 桿 式 | 5 |
表1-50 減壓閥結(jié)構(gòu)形式代號
減壓閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 減壓閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 |
直接作用波紋管式 | 1 | 先導(dǎo)波紋管式 | 4 |
直接作用薄膜式 | 2 | 先導(dǎo)薄膜式 | 5 |
先導(dǎo)活塞式 | 3 |
表1-51 蒸汽疏水閥結(jié)構(gòu)形式代號
蒸汽疏水閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | 蒸汽疏水閥結(jié)構(gòu)形式 | 代 號 |
浮球式 | 1 | 蒸汽壓力式 | 6 |
迷宮或孔板式 | 2 | 雙金屬片式或彈性式 | 7 |
敞口向上浮子式 | 3 | 脈沖式 | 8 |
液體或固體膨脹式 | 4 | 圓盤式 | 9 |
敞口向下浮子式 | 5 |
表1-52 排污閥結(jié)構(gòu)形式代號
排污閥結(jié)構(gòu)形式 |
代 號 | |
液 面 連 接 | 截止型直通式 | 1 |
截止型角式 | 2 | |
液 底 間 斷 | 截止型直流式 | 5 |
截止型直通式 | 6 | |
截至型角式 | 7 | |
浮動閘板型直通式 | 8 |
表1-53 閥座密封或襯里材料代號
閥座密封面或襯里材料 |
代 號 | 閥座密封面或襯里材料 | 代 號 |
錫基軸承合金(巴士合金) | B | 尼龍塑料 | N |
搪瓷 | C | 滲硼鋼 | P |
滲氮鋼 | D | 襯鉛 | Q |
18-8系不銹鋼 | E | Mo2Ti系列不銹鋼 | R |
氟塑料 | F | 塑料 | S |
玻璃 | G | 銅合金 | T |
Cr13系不銹鋼 | H | 橡膠 | X |
襯膠 | J | 硬質(zhì)合金 | Y |
蒙乃爾合金 | M |
注:1、由閥體直接加工的閥座密封面材料代號用W表示。
2、當(dāng)密封副的密封面材料不同時,以硬度低的材料代號表示。
表1-54 閥體材料代號
閥 體 材 料 |
代 號 | 閥 體 材 料 | 代 號 |
鈦及鈦合金 | A | 球墨鑄鐵 | Q |
碳鋼 | C | Mo2Ti系列不銹鋼 | R |
Cr13系不銹鋼 | H | 塑料 | S |
鉻鉬鋼 | I | 銅及銅合金 | T |
可鍛鑄鐵 | K | 鉻鉬釩鋼 | V |
鋁合金 | L | 灰鑄鐵 | Z |
18-8系不銹鋼 | P |
閥門的密封性能是考核閥門質(zhì)量優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。閥門的密封性能主要包括兩個方面,即內(nèi)漏和外露。內(nèi)漏是指閥座與關(guān)閉件之間對介質(zhì)達(dá)到的密封程度,考核內(nèi)漏的標(biāo)準(zhǔn)我國有兩個。一個是國家技術(shù)監(jiān)督局于1992年12月發(fā)布的,1993年6月1日開始實施的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13927-1992《通用閥門 壓力試驗》。這個標(biāo)準(zhǔn)是參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5208-1982《工業(yè)用閥門 閥門的壓力試驗》制訂的;另一個是原機械工業(yè)部發(fā)布的JB/T9092-1999《閥門的試驗與檢驗》,這個標(biāo)準(zhǔn)是參照API598-1986《閥門的檢查和試驗》制訂的。GB/T 13927-1992適用于一般工業(yè)用閥門的檢驗;JB/T9092-1999適用于石油工業(yè)用閥門的檢驗。外露是指閥桿填料部位的泄漏、中法墊片部位的泄漏及閥體因鑄造缺陷造成的滲漏,外露是根本不允許的。如果介質(zhì)不允許排入大氣,則外露的密封比內(nèi)漏的密封更為重要。因此,閥門的密封結(jié)構(gòu)對閥門的選用影響很大。
平 板 閘 閥返回頁首概 述
平板閘閥是一種關(guān)閉件為平行閘板的滑動閥。其關(guān)閉件可以是單閘板或是其間帶有撐開機構(gòu)的雙閘板。其典型結(jié)構(gòu)見圖3-1~圖3-6、
閘板向閥座的壓緊力是由作用與浮動閘板或浮動閥座的介質(zhì)壓力來控制。如果是雙閘板平板閘閥,則兩閘板見的撐開機構(gòu)可以補充這一壓緊力。
平板閘閥的優(yōu)點是流阻小,不縮口的其流阻與短只管的流阻相仿。帶導(dǎo)流孔的平板閘閥安裝在管路上還可直接用清管器進行清管。由于閘板是在兩閥座面上滑動,因此平板閘閥液能適用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)、平板閘閥的密封面實際上是自動定位的。閥座密封面不會受到閥體熱變形的損壞。而且即使閥門在冷狀態(tài)下關(guān)閉,閥桿的熱伸長也不會使密封面受到過載。同時當(dāng)閥門關(guān)閉時,無導(dǎo)流孔的平板閘閥亦不要求閘板的關(guān)閉位置有較高的精度,因此電動平板閥可用行程來控制啟閉位置。
平板閘閥的缺點時當(dāng)介質(zhì)壓力低時,金屬密封面的密封力不足以達(dá)到滿意的密封。相反當(dāng)介質(zhì)壓力高時,如果密封面不用系統(tǒng)介質(zhì)或外來介質(zhì)潤滑時,經(jīng)常啟閉就可能使密封面磨損過大。另一個不足是,在圓形流道上橫向運動的圓形閘板只有當(dāng)它處在閥門關(guān)位置的50%時,這種閥門對流量的控制才較敏感。而且,閘板在卻斷高速和高密度介質(zhì)流時,會產(chǎn)生劇烈振動。如果將閥座做成V形通口并和閘板緊密的導(dǎo)向,則它也可用作節(jié)流。
適 用 的 場 合
選 用 原 則
概 述
蝶閥是用圓盤式啟閉件往復(fù)回轉(zhuǎn)90°左右來開啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門。
蝶閥不進結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、材料耗用省,安裝尺寸小,而且驅(qū)動力矩小,操作簡便、迅速,并且還可同時具有良好的流量調(diào)節(jié)功能和關(guān)閉密封性能,是近十幾年來發(fā)展最快的閥門品種之一。特別是在美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家,蝶閥的使用非常廣泛。其使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴大,并向高溫、高壓、大口徑、高密封性、長壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)特性以及一閥多功能方向發(fā)展,其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)較高水平,并已部分取代截止閥、閘閥和球閥。隨著蝶閥技術(shù)的進步,在可以預(yù)見的短時間內(nèi),特別是在大中型口徑、中低壓力的使用領(lǐng)域,蝶閥將會成為主導(dǎo)的閥門形式。
原始的蝶閥是一種簡單的,且關(guān)閉不嚴(yán)的擋板閥,通常在水管路系統(tǒng)中作為流量調(diào)節(jié)閥和阻尼閥使用。
隨著防化學(xué)腐蝕的合成橡膠在蝶閥上的應(yīng)用,蝶閥的性能得以提高。由于合成橡膠具有耐腐蝕、抗沖蝕,尺寸穩(wěn)定,回彈性好,易于成型,成本低廉等特點,并可根據(jù)不同的使用要求選擇不同性能的合成橡膠,以滿足蝶閥的使用工況條件,因而被廣泛用于制造蝶閥的襯里和彈性閥座。
由于聚四氟乙烯(PTFE)具有耐腐蝕性強、性能穩(wěn)定、不易老化、摩擦系數(shù)低、易于成形、尺寸穩(wěn)定,并且還可通過填充、添加適當(dāng)材料以改善其綜合性能,得到強度更好、摩擦系統(tǒng)更低的蝶閥密封材料,克服了合成橡膠的部分局限性,因而以聚四氟乙烯為代表的高分子聚合材料及其填充改性材料在蝶閥上得到了廣泛的應(yīng)用,從而使蝶閥性能得到更進一步的提高,出現(xiàn)了溫度、壓力范圍更廣,密封性能、使用壽命更長的蝶閥。
為滿足高低溫度、強沖蝕、長壽命等工業(yè)應(yīng)用的使用要求,近十幾年來,金屬密封蝶閥得到了很大的發(fā)展。隨著耐高溫、耐低溫、耐強腐蝕、耐強沖蝕、高強度合金材料在蝶閥中的應(yīng)用,使金屬密封蝶閥在高低溫度、強沖蝕、長壽命等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,出現(xiàn)了大口經(jīng)(9750mm)、高壓力(2.2KN/cm2)、寬溫度范圍(-102℃~606℃)的蝶閥,從而使蝶閥的技術(shù)達(dá)到一個全新的水平。
由于計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)以及柔性制造系統(tǒng)(FMS)在閥門行業(yè)的應(yīng)用,使蝶閥的設(shè)計與制造達(dá)到了一個全新的水平。不但全面革新了閥門的設(shè)計計算方式,減輕了專業(yè)技術(shù)人員繁重的重復(fù)性常規(guī)設(shè)計工作,使技術(shù)人員有更多的精力用于改進產(chǎn)品的技術(shù)性能和新產(chǎn)品的研究開發(fā),縮短了周期、提高了勞動生產(chǎn)率。特別是在金屬密封蝶閥領(lǐng)域,由于CAD/CAM的應(yīng)用,出現(xiàn)了有CAD設(shè)計,并由CAM數(shù)控加工制造的三維密封圖,是閥門在啟閉過秤中密封面無任何擠壓、擦傷、磨損,從而是蝶閥的密封性和使用壽命成數(shù)量級提高。
蝶閥在完全開啟時,具有較小的流阻,當(dāng)開啟在大約15o至70o之間時,又能進行靈敏的流量控制,因而在大口經(jīng)的調(diào)節(jié)領(lǐng)域,蝶閥的應(yīng)用非常普遍,并將逐步成為主導(dǎo)閥型。
由于蝶閥閥板的運動帶有擦拭性,故大多數(shù)蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì),依據(jù)密封件的強度也可用于粉狀和顆粒介質(zhì)。
適 用 的 場 合
蝶閥適用于流量調(diào)節(jié)。由于蝶閥在管路中的壓力損失比較大,大約是閘閥的三倍,因此在選擇蝶閥時,應(yīng)充分考慮管路系統(tǒng)受壓力損失的影響,還應(yīng)考慮關(guān)閉時蝶板承受管道介質(zhì)壓力的堅固性。此外,還必須考慮在高溫下彈性閥座材料所承受工作溫度的限制。
蝶閥的結(jié)構(gòu)長度和總體高度較小,開啟和關(guān)閉速度快,且具有良好的流體控制特性,蝶閥的結(jié)構(gòu)原理適合制作大口經(jīng)閥門。當(dāng)要求蝶閥作控制流量使用時,最重要的時正確選擇蝶閥的尺寸和類型,使之能恰當(dāng)?shù)?、有效地工作?br>
通常,在節(jié)流、調(diào)節(jié)控制與泥漿介質(zhì)中,要求結(jié)構(gòu)長度短,啟閉速度快(1/4轉(zhuǎn))。低壓截止(壓差?。扑]選用蝶閥。
在雙位調(diào)節(jié)、縮口地通道、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象,向大氣少量滲漏,具有磨蝕性介質(zhì)時,可以選用蝶閥。
在特殊工況條件下節(jié)流調(diào)節(jié),或要求密封嚴(yán)格,或磨損嚴(yán)重、低溫(深冷)等工況條件下使用蝶閥時,需使用特殊設(shè)計金屬密封帶調(diào)節(jié)裝置地三偏心或雙偏心地專用蝶閥。
中線蝶閥適用于要求達(dá)到完全密封、氣體試驗泄漏為零、壽命要求較高、工作溫度在-10℃~150℃的淡水、污水、海水、鹽水、蒸汽、天然氣、食品、藥品、油品和各種酸堿及其他管路上。
軟密封偏心蝶閥適用于通風(fēng)除塵管路的雙向啟閉及調(diào)節(jié),廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。
金屬對金屬線密封雙偏心蝶閥適用于城市供熱、供氣、供水等煤氣、油品、酸堿等管路,作為調(diào)節(jié)和節(jié)流裝置。
金屬對金屬面密封三偏心蝶閥除作為大型變壓吸附(PSA)氣體分離裝置程序控制閥使用外,還可廣泛用于石油、石化、化工、冶金、電力等領(lǐng)域,時閘閥、截止閥的良好替代產(chǎn)品。
選 用 原 則
概 述
球閥是由旋塞演變而來的,它的啟閉件作為一個球體,利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn)90o實現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動方向,設(shè)計成V形開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。
球閥不僅結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好,而且在一定的公稱通徑范圍內(nèi)體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小,并且驅(qū)動力矩小,操作簡便、易實現(xiàn)快速啟閉,是近十幾年來發(fā)展最快的閥門品種之一。特別是在美、日、德、法、意、西、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國家,球閥的使用非常廣泛,使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴大,并向高溫、高壓、大口經(jīng)、高密封性、長壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能以及一閥多功能方向發(fā)展,其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)到較高水平,并已部分取代閘閥、截止閥、節(jié)流閥。隨著球閥的技術(shù)進步,在可以預(yù)見的短時見內(nèi),特別是在石油天然氣管線上、煉油裂解裝置上以及核工業(yè)上將有更廣泛的應(yīng)用。此外,在其他工業(yè)中的大中型口徑、中低壓力領(lǐng)域,球閥也將會成為主導(dǎo)的閥門類型之一。
球閥的優(yōu)點:
10、關(guān)閉件能承受關(guān)閉時的高壓差。
11、全焊接閥體的球閥,可以直埋于地下,使閥門內(nèi)件不受侵蝕,最高使用壽命可達(dá)30年,是石油、
天然氣管線理想的閥門。
由于球閥有上述優(yōu)點,所以適用范圍很廣,球閥可適用于:
球閥最主要的閥座密封圈材料就是聚四氟乙烯(PTFE),它對幾乎所有的化學(xué)物質(zhì)都是惰性的,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)良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性,包括較高的膨脹系數(shù),對冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性,要求閥座密封的設(shè)計必須圍繞這些特性進行。閥座密封的塑性材料也包括填充聚四氟乙烯、尼龍和其他許多材料。但是,當(dāng)密封材料變硬時,密封的可靠性就要受到破壞,特別是在低壓差的情況下。此外,像丁青橡膠這樣的合成橡膠也可用作閥座密封材料,但它所適用的介質(zhì)和使用的溫度范圍藥受到限制。另外,如果介質(zhì)不潤滑,使用合成橡膠容易卡住球體。
為了滿足高溫、高壓、強沖蝕、長壽命等工業(yè)應(yīng)用的使用要求,近十幾年來,金屬密封球閥得到了很大的發(fā)展。尤其在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,如美國、意大利、德國、戲班也、荷蘭等,對球閥的結(jié)構(gòu)不斷改進,出現(xiàn)全焊接閥體直埋式球閥、升降式球閥、使球閥在長輸管線、煉油裝置等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,出現(xiàn)了大口徑(3050mm)、高壓力(70MPa)、寬溫度范圍(-196~815℃)的球閥,從而使球閥的技術(shù)達(dá)到一個全新的水平。
由于計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)以及柔性制造系統(tǒng)(FMS)在閥門行業(yè)的應(yīng)用,使球閥的設(shè)計和制造達(dá)到一個全新的水平。不但全面革新了閥門的設(shè)計計算方式,減輕了專業(yè)技術(shù)人員繁重的重復(fù)性常規(guī)設(shè)計工作,使技術(shù)人員有更多的精力用于改進、提高產(chǎn)品性能和新產(chǎn)品開發(fā),縮短新產(chǎn)品的研究開發(fā)周期、全面提高勞動生產(chǎn)率,而且在升降桿式金屬密封球閥的研制開發(fā)過程中,由于CAD/CAM的應(yīng)用,出現(xiàn)了由計算機輔助設(shè)計、由計算機輔助數(shù)控機床加工制造的閥桿螺旋扁,使金屬密封球閥在啟閉過程中無任何擦傷和磨損,從而使球閥的密封性和使用壽命大大提高。球閥在完全開啟時,流阻很小,幾乎等于零,因此等徑球閥廣泛應(yīng)用于石油天然氣管線中,因為容易清掃管線。由于球閥的球體在啟閉過程中帶有擦拭性,故大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中,依據(jù)密封圈的材料也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)。
適 用 的 場 合
由于球閥通常用橡膠、尼龍和聚四氟乙烯作為閥座密封圈材料,因此它的使用溫度受到閥座密封圈材料的限制。球閥的截止作用是靠金屬球體在介質(zhì)的作用下,于塑料閥座之間相互壓緊來完成的(浮動球球閥)。閥座密封圈在一定的接觸壓力作用下,局部地區(qū)發(fā)生彈塑變形。這一變形可以補償球體的制造精度和表面粗糙度,保證球閥的密封性能。
又由于球閥的閥座密封圈通常采用塑料制成,故在選擇球閥的結(jié)構(gòu)和性能上,要考慮球閥的耐火和防火,特別是在石油、化工、冶金等部門,在易燃、易爆介質(zhì)的設(shè)備和管路系統(tǒng)中使用球閥,更應(yīng)注意耐火和防火。
通常,在雙位調(diào)節(jié)、密封性能嚴(yán)格、泥漿、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速(1/4轉(zhuǎn)啟閉)、高壓截止(壓差大)、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象、向大氣少量滲漏,操作力矩小、流體阻力小的管路系統(tǒng)中,推薦使用球閥。
球閥也適用于輕型結(jié)構(gòu)、低壓截止(壓差?。⒏g性介質(zhì)的管路系統(tǒng)中。
在低溫(深冷)裝置和管路系統(tǒng)中也可選用球閥。
在冶金行業(yè)的氧氣管路系統(tǒng)中,需使用經(jīng)過嚴(yán)格脫脂處理的球閥。
在輸油管線和輸氣管線中的主管線需埋設(shè)在地下時,需使用全通徑焊接式球閥。
在要求具有調(diào)節(jié)性能時,需選用帶V形開口的專用結(jié)構(gòu)的球閥。
在石油、石油化工、化工、電力、城市建設(shè)中,工作溫度在200℃以上的管路系統(tǒng)可選用金屬對金屬密封的球閥。
選 用 原 則
1、石油、天然氣的輸送主管線、需要清掃管線的,又需埋設(shè)在地下的,選用全通徑、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥;埋設(shè)在地上的,選擇全通徑焊接連接或法蘭連接的球閥;支管,選用法蘭連接、焊接連接,全通徑或縮徑的球閥。
2、成品油的輸送管線和貯存設(shè)備,選用法蘭連接的球閥。
3、城市煤氣和天然氣的管路上,選用法蘭連接和內(nèi)螺紋連接的浮動球閥。
概 述
截止閥是指關(guān)閉件(閥瓣)沿閥座中心線移動的閥門。根據(jù)閥瓣的這種移動形式,閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關(guān)系。由于該類閥門的閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短,而且具有非??煽康那袛喙δ埽钟捎陂y座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關(guān)系,非常適合于對流量的調(diào)節(jié)。因此,這種類型的閥門非常適合作為切斷或調(diào)節(jié)以及節(jié)流使用。
截止閥額閥瓣一旦從關(guān)閉位置移開,它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸,因而它的密封面機械磨損很小,故其密封性能是很好的。缺點是密封面間可能會夾住流動介質(zhì)中的顆粒。但是,如果把閥瓣做成鋼球或瓷球,這個問題也就迎刃而解了。由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換,而且在修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆卸下來,這在閥門和管線焊成一體的場合時非常適用的。
由于介質(zhì)通過此類閥門的流動方向發(fā)生了變化,因此截止閥的最小流阻也較高于大多數(shù)其他類型的閥門。然而,根據(jù)閥體結(jié)構(gòu)和閥桿相對于進、出口通道的布局,這種狀況是可以改善的。同時,由于截止閥閥瓣開于關(guān)之間行程小,密封面又能承受多次啟閉,因此它很適用于需要頻繁開關(guān)的場合。
截止閥可用于大部分介質(zhì)流程系統(tǒng)中。已研制出滿足石化、電力、冶金、城建、化工等部門各種用途的多種形式的截止閥。
截止閥的使用極為普通,但由于開啟和關(guān)閉力矩較大、結(jié)構(gòu)長度較長,通常公稱通徑都限制在250mm以下,也有到400mm的,但選用時需特別注意進出口方向。一般150mm以下的截止閥介質(zhì)大都從閥瓣的下方流入,而200mm以上的截止閥介質(zhì)大都從閥瓣的上方流入。這是考慮到閥門的關(guān)閉力矩所致。為了減小開啟或關(guān)閉力矩,一般200mm以上的截止閥都設(shè)內(nèi)旁通或外旁通閥門。
截止閥最明顯的優(yōu)點是:
但是,截止閥的缺點也是不容忽視的。其缺點主要是流阻悉數(shù)比較大,因此造成壓力損失,特別是在液壓裝置中,這種壓力損失尤為明顯。
適 用 的 場 合
截止閥的應(yīng)用非常的廣泛,很多場合都應(yīng)用截止閥。但是,根據(jù)截止閥的不用結(jié)構(gòu)形式,所適用的場合也不同。
是作為精確的流量控制用的。閥瓣通常于閥桿做成一體,它有一個與閥座配合、精度非常高的針妝頭部。而且針型截止閥閥桿螺紋的螺距比一般普通截止閥的閥桿螺紋螺距要細(xì)。在通常情況下,針型截止閥閥座孔的尺寸比管道尺寸小。因此,它通常只限于在公稱通徑小的管線中適用,更多的用于取樣閥。
直流式截止閥的閥桿和通道成一定的角度,其閥座密封面與進出口通道也有一定的角度,閥體可制成整體式或分開式。閥體分開式截止閥用兩閥體把閥座夾在中間,便于維修。這類截止閥使流體幾乎不改變流動方向,在截止閥中流阻最小。閥座和閥瓣密封面可堆焊硬質(zhì)合金,使整個閥門更耐沖刷和腐蝕,非常符合于氧化鋁生產(chǎn)工藝流程中的管路控制,同時也適合于有結(jié)焦和固體顆粒的管道中。
角式截止閥的最大優(yōu)點是可以把閥門安裝在管路系統(tǒng)的拐角處,這樣既節(jié)約了90°彎頭,又便于操作。因此,這類閥門適合在化肥廠的合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)中和制冷系統(tǒng)中采用。如J44H-160、J44H-320、L44H-160、L44H-320就完全是為合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)而設(shè)計的。
該閥的結(jié)構(gòu)特點是閥體分為連體式和分體式,閥瓣為STL硬質(zhì)合金鋼球或為非晶材料經(jīng)制粉成形、高溫?zé)Y(jié)、精研制成的瓷球。閥桿下端滾壓包絡(luò)球體在閥桿球孔內(nèi),球體在閥桿的球孔內(nèi)做三維轉(zhuǎn)動時可產(chǎn)生無數(shù)條密封線,大大增加了密封面的使用壽命,還能保證可靠的密封。該閥由于受球體密封的限制,一般都用于較小的公稱通徑,約為6~25mm。該閥適用于核電廠、火電廠的高溫高壓蒸汽管路,取樣、排污系統(tǒng)的儀表管路以及石化、化工系統(tǒng)中的耐溫、耐壓、耐磨損、耐腐蝕的管路上。
該閥的結(jié)構(gòu)特點是閥體與閥蓋的連接均采用壓力自緊密封式或夾箍式,閥體與管路的連接形式為對接焊連接,閥體材料多采用鉻鉬鋼或鉻鉬釩鋼,密封面大都堆焊硬質(zhì)合金。因此,該類閥門耐高溫高壓,抗熱性好;密封面耐磨損、耐擦傷、耐腐蝕,密封性能好,壽命長。適用于火電工業(yè)系統(tǒng)、石油化工系統(tǒng)及冶金等的高溫高壓睡、蒸汽、油品、過熱蒸汽的管路上。
該類截止閥嚴(yán)格參與ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計;閥體與閥蓋的連接、填料函、閥桿螺母的安裝、上密封等均嚴(yán)格按照API600進行設(shè)計。閥門選材完全符合API600要求。結(jié)構(gòu)長度符合ASME B16.10;法蘭連接尺寸符合ANSI/ASME B16.5a。閥門的檢驗與試驗嚴(yán)格按照API598進行。因此,該閥廣泛適用石油化工管路,在電力、冶金、紡織等系統(tǒng)也適用。
該閥嚴(yán)格按氧氣管路的要求進行設(shè)計。填料箱部分嚴(yán)格密封,外界污物相對不能進入填料箱內(nèi)。閥體兩端法蘭有接地裝置,在管路上安裝完畢后,應(yīng)接地,嚴(yán)防靜電起火。本閥門的殼體材料為奧氏體不銹鋼或銅材,導(dǎo)電好、不易發(fā)生靜電起火。密封到材料為聚四氟乙烯對閥體本體材料,為軟密封,密封性能好,氣體檢驗泄漏量為零。本閥門在組裝前嚴(yán)格經(jīng)四氯化碳脫脂處理,相對沒有油脂和污物,不致引起靜電起火。該閥適用于冶金系統(tǒng)的氧氣管路,在其他行業(yè)的氧氣管路上也適用。
該閥專為石油液化氣的管路或裝置設(shè)計。結(jié)構(gòu)上注意了防火要求。填料采用聚四氟乙烯,密封可靠、相對物外漏。密封副材料采用聚四氟乙烯或尼龍對閥體本體材料,為軟密封,密封可靠。該閥適用于液化石油氣管路系統(tǒng),作為啟閉裝置,也適用于其他溫度≤80℃的管路。
該類截止閥的閥桿不與工作介質(zhì)直接接觸。根據(jù)殼體材料、密封副材料、填料材料、閥桿材料不同,適用于不同的工況。若閥體、閥蓋材料為碳素鋼,密封副材料為合金鋼,填料為柔性石墨,閥桿材料為Cr13系不銹鋼,適用于水、蒸汽、油品管路;若閥體和閥蓋材料為1Cr18Ni9或0Cr18Ni9,密封副材料為閥體本身材料或硬質(zhì)合金,填料為聚四氟乙烯,閥桿材料為Cr17Ni2,適用于以硝酸為基的腐蝕性介質(zhì)管路或裝置上;若閥體閥蓋材料為1Cr18Ni12Mo2Ti或0Cr18Ni12Mo2Ti,密封副材料為閥體本身材料或硬質(zhì)合金,填料為聚四氟乙烯,閥桿材料為1Cr18Ni12Mo2Ti,適用于以醋酸為基的腐蝕性介質(zhì)管路或裝置上。不過該類截止閥的最大公稱通徑為200mm,200以上的截止閥要設(shè)旁通閥或設(shè)計上設(shè)置內(nèi)旁通結(jié)構(gòu)。一般,DN≥200mm的截止閥的進口端都在閥瓣的上方,即高進低出,這是為了防止關(guān)閉時太費力和閥桿過粗的緣故。
10、下螺紋閥桿截止閥
該類截止閥阿的閥桿螺紋直接與工作介質(zhì)接觸,直接受介質(zhì)的侵蝕,使閥桿螺紋易銹蝕、造成啟閉費力。此種結(jié)構(gòu)的截止閥其公稱通徑都比較小,一般在6~50mm之間,大部分用在儀表閥和取樣閥。
11、API602鍛鋼截止閥
該類截止閥按美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)API602進行設(shè)計,閥體和閥蓋碳鋼或不銹鋼鍛造而成,閥體和閥蓋連接有螺栓連接、螺紋連接加焊接,有上螺紋閥桿和下螺紋閥桿之分,密封副材料為Cr13鋼、不銹鋼酸鋼對STL硬質(zhì)合金,填料為柔性石墨或聚四氟乙烯,連接方式有法蘭、螺紋、承插焊和對接焊,壓力等級為CL150~CL1500,公稱通徑為1/4~2in。廣泛地應(yīng)用于石油化工、電力、化工等部門地裝置和管路上,工作介質(zhì)為蒸汽、油品,腐蝕性介質(zhì)。結(jié)構(gòu)長度按ASME
B16.10,法蘭連接尺寸按ASME/ANSI B16.5a,焊端尺寸符合ASME B16.25,承插焊孔尺寸符合ANSI B16.11,螺紋連接端尺寸符合ANSI B1.20.1。
12、柱塞截止閥
該類柱塞閥屬徑向密封,由套在磨光柱塞上地兩個彈性密封圈來實現(xiàn)。兩個彈性密封圈用一個套環(huán)隔離開,并通過閥體與閥蓋地連接螺栓施加在閥蓋上地載荷把柱塞周圍地彈性密封圈壓牢,保證密封。該閥地材料組合為殼體用碳鋼,柱塞用Cr13不銹鋼,密封圈用柔性石墨,可用于水、蒸汽、油品地管路;若殼體用不銹耐酸鋼,柱塞用不銹耐酸鋼,密封圈用聚四氟乙烯,適用于酸、堿類腐蝕性介質(zhì)。該閥地優(yōu)點是密封可靠,壽命比較長,維修簡便;缺點是啟閉速度慢。該類閥門廣泛應(yīng)用于城建系統(tǒng),城市供熱中的水、蒸汽管路上。
選 用 原 則
截止閥是應(yīng)用最廣的閥類之一,隨著球閥和蝶閥的發(fā)展,截止閥應(yīng)用的場合被取代一部分,但從截止閥本身的特點來看,球閥、蝶閥是不能替代的,其選用原則是:
概 述
旋塞閥是關(guān)閉件或柱塞形的旋轉(zhuǎn)閥,通過旋轉(zhuǎn)90o使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相同或分開,實現(xiàn)開啟或關(guān)閉的一種閥門。閥塞的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。這些形狀使旋塞閥的結(jié)構(gòu)變得輕巧,但同時也產(chǎn)生了一定的損失。
旋塞閥適于作為切斷和接通介質(zhì)以及分流適用,但是依據(jù)適用的性質(zhì)和密封面的耐沖蝕性,有時也可用于節(jié)流。由于旋塞閥密封面之間運動帶有擦拭作用,而在全開時可完全防止與流動介質(zhì)的接觸,故它通常也能用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。
旋塞閥的另一個重要特性時它易于適應(yīng)多通道結(jié)構(gòu),以致一個閥可以獲得兩個、三個,甚至四個不同的流道。這樣可以簡化管道系統(tǒng)的設(shè)計、減少閥門用量以及設(shè)備中需要的一些連接配件。
旋塞閥廣泛地應(yīng)用于油田開采、輸送和精練設(shè)備中,同時也廣泛用于石油化工、化工、煤氣、天然氣、液化石油氣、暖通行業(yè)以及一般工業(yè)中。
適 用 的 場 合
由于旋塞閥的關(guān)閉件是成柱塞形的旋轉(zhuǎn)閥,通過旋轉(zhuǎn)90o使閥塞上的通道與閥體上的通道相合或分開,達(dá)到啟閉閥門的作用,所以旋塞閥適用與快速啟閉的場合;另外,由于旋塞閥結(jié)構(gòu)特點所致,它主要用于切斷和接通介質(zhì)以及分配和改變介質(zhì)流動方向的場合;但依據(jù)適用的性質(zhì)和密封面的耐沖蝕性,有時也可應(yīng)用于節(jié)流的場合;另外,由于旋塞閥密封面之間運動帶有擦拭作用,而且在全啟時可以完全防止與流動介質(zhì)的接觸,故通常也能用于帶懸浮顆粒的介質(zhì);旋塞閥的另一個重要特性時它易于適應(yīng)多通道結(jié)構(gòu),以致一個閥門可以獲得兩個、三個,甚至四個不同的流道,這樣可以簡化管道系統(tǒng)的設(shè)計,用一個替代幾個閥,減少閥門的用量以及設(shè)備中需要的一些連接配件。
旋塞閥廣泛的應(yīng)用于油田和氣田的開采、輸送和精練設(shè)備中;同時也廣泛地應(yīng)用于石油化工、化工、天然氣、液化石油氣、煤氣、暖通行業(yè)以及食品工業(yè)、制藥工業(yè)系統(tǒng)中。
無潤滑式帶襯套地旋塞閥,應(yīng)用于石油化工、化工等行業(yè),尤其用在不允許適用潤滑劑地介質(zhì)中。
選 用 原 則
根據(jù)旋塞閥地結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計上所能達(dá)到地功能,建議按下列原則選用:
概 述
隔膜閥實在閥體和閥蓋內(nèi)裝有一撓性隔膜或組合隔膜,其關(guān)閉件是與隔膜相連接的一種壓縮裝置。閥座可以是堰形,也可以是直通流道的管壁。
隔膜閥的優(yōu)點是其操縱機構(gòu)與介質(zhì)通路隔開,不但保證了工作介質(zhì)的純凈,同時也防止管路中介質(zhì)沖擊操縱機構(gòu)工作部件的可能性。此外,閥桿處不需要采用任何形式的單獨密封,除非在控制有害介質(zhì)中作為安全設(shè)施使用。
隔膜閥中,由于工作介質(zhì)接觸的僅僅是隔膜和閥體,二者均可以采用多種不同的材料,因此該閥能理想地控制多種工作介質(zhì),尤其適合帶有化學(xué)腐蝕性或懸浮顆粒地介質(zhì)。
隔膜閥地工作溫度通常受隔膜和閥體襯里所使用材料地限制,它的工作溫度范圍大約為-50~175℃。
隔膜閥結(jié)構(gòu)簡單,只由閥體、隔膜和閥蓋組合件三個主要部件構(gòu)成。該閥易于快速拆卸和維修,更換隔膜可以在現(xiàn)場及短時間內(nèi)完成。
操縱機構(gòu)和介質(zhì)通路隔開使隔膜閥不僅適用于食品和醫(yī)藥衛(wèi)生工業(yè)生產(chǎn),而且也適用于一些難以輸送的和危險的介質(zhì)。更多種人造合成橡膠和工程塑料的應(yīng)用,以及更廣泛地選擇閥體襯里材料,使隔膜閥在現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。
適 用 的 場 合
隔膜閥是一種特殊形式的截止閥,其啟閉件是一塊用軟制材料制成的隔膜,它將閥體內(nèi)腔與閥蓋內(nèi)腔隔開。
由于受閥體襯里工藝和隔膜制造工藝的限制,較大的閥體襯里和較大的隔膜制造工藝都很難,故隔膜閥不宜用于較大的管徑,一般應(yīng)用在DN≤200mm以下的管路上。
由于受隔膜材料的限制,隔膜閥適用于低壓基溫度不高的場合。一般不要超過180℃。
由于隔膜閥具有良好的防腐性能,故一般多用于腐蝕性介質(zhì)的裝置和管路上。
由于隔膜閥的適用溫度適用介質(zhì)受隔膜閥閥體襯里材料和隔膜材料的限制,隔膜閥閥體襯里材料推薦使用的溫度和適用的介質(zhì)見表G-1;隔膜閥材料推薦使用的溫度和適用的介質(zhì)見表G-2。
襯里材料(代號) |
使用溫度/℃ | 適 用 介 質(zhì) |
硬橡膠(NR) | -10~+85 | 鹽酸、30%硫酸、50%氫氟酸、80%磷酸、堿、鹽類、鍍金屬溶液、氫氧化鈉、氫氧化鉀、中性鹽水溶液、10%次氯酸鈉、濕氯氣、氨水、大部分醇類、有機酸及醛類等 |
軟橡膠(BR) | -10~+85 | 水泥、粘土、煤渣灰、顆粒狀化肥及磨損性較強的故態(tài)流體、各種濃度稠粘液等 |
氯丁膠(CR) | -10~+85 | 動植物油類、潤滑劑及pH值變化范圍很大的腐蝕性泥漿等 |
丁基膠(IIR) | -10~+120 | 有機酸、堿和氫氧化合物、無機鹽及無機酸、元素氣體、醇類、醛類、醚類、酮類、酯類等 |
聚全氟乙丙稀塑料(FEP) | ≤150 | 除熔融堿金屬、元素氟及芳香烴類外的鹽酸、硫酸、王水、有機酸、強氧化劑、濃稀酸交替、酸堿交替和各種有機溶劑等 |
聚偏氟乙烯塑料(PVDF) | ≤100 | |
聚四氟乙烯和乙烯共聚物(ETFE) | ≤120 | |
可溶性聚四氟塑料(PFA) | ≤180 | |
聚三氟氯乙烯塑料(PCTFE) | ≤120 | |
搪瓷 | ≤100 切忌溫度急變 |
除氫氟酸、濃磷酸及強堿外的其他低度耐蝕性介質(zhì) |
鑄鐵無襯里 | 使用溫度按隔膜材料定 |
非腐蝕性介質(zhì) |
不銹鋼無襯里 | 一般腐蝕性介質(zhì) |
注:表中百分?jǐn)?shù)均指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
表G-2 隔膜閥隔膜材料的使用溫度和適用介質(zhì)
隔膜材料(代號) |
使用溫度/℃ | 適 用 介 質(zhì) |
氯丁膠(CR) | -10~+85 | 動植物油類、潤滑劑及pH值變化范圍很大的腐蝕性泥漿等 |
天然膠(Q級) | -10~+100 | 無機鹽、凈化水、污水、無機稀酸類 |
丁基膠(B級) | -10~+120 | 有機酸、堿和氫氧化合物、無機鹽及無機酸、元素氣體、醇類、醛類、醚類、酮類、酯類等 |
乙丙膠(FPDM) | ≤120 | 鹽水、40%硼水、5%~15%硝酸及氫氧化鈉等 |
丁腈膠(NBR) | -10~+85 | 水、油品、廢氣及制污廢液等 |
聚全氟乙丙稀塑料(FEP) | -10~+150 | 除熔融堿金屬、元素氟及芳香烴類外的鹽酸、硫酸、王水、有機酸、強氧化劑、濃稀酸交替、酸堿交替和各種有機溶劑等 |
可溶性聚四氟塑料(PFA) | ≤180 | |
氟橡膠(FPM) | -10~+150 | 耐介質(zhì)腐蝕性高于其他橡膠,適用于無機酸、堿、油品、合成潤滑油及臭氧等 |
選 用 原 則
(1)隔膜閥的壓力-溫度等級(圖G-1)。
工作溫度T/℃ 工作溫度T/℃
(a)
(b)
圖G-1 隔膜閥的壓力-溫度等級曲線
(a)襯膠隔膜閥的壓力-溫度等級曲線
(b)襯聚四氟乙烯隔膜閥的壓力-溫度等級曲線
(2)堰式隔膜閥的流量特性曲線(圖G-2)。
概 述
安全閥用在受壓設(shè)備、容器或管路上,作為超壓保護裝置。當(dāng)設(shè)備、容器或管路內(nèi)的壓力升高超過允許值時,閥門自動開啟,繼而全量排放,以防止設(shè)備、容器或管路內(nèi)的壓力繼續(xù)升高;當(dāng)壓力降低到規(guī)定值時,閥門應(yīng)自動及時關(guān)閉,從而保護設(shè)備、容器或管路的安全運行。
安全閥可以由閥門進口的系統(tǒng)壓力直接驅(qū)動,在這種情況下是由彈簧或重錘提供的機械載荷來克服作用在閥瓣下方的介質(zhì)壓力。它們還可以由一個機構(gòu)來先導(dǎo)驅(qū)動,該機構(gòu)通過釋放或施加一個關(guān)閉力來使安全閥開啟或關(guān)閉。因此,按照上述驅(qū)動模式將安全閥分為直接作用式和先導(dǎo)式。
安全閥可以在整個開啟高度范圍或在相當(dāng)大的開啟高度范圍內(nèi)比例開啟,也可能僅在一個微小的開啟高度范圍內(nèi)比例開啟,然后突然開啟到全開位置。因此,可以將安全閥分為比例式和全啟式。
安全閥的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和公稱通徑的確定應(yīng)受到規(guī)范的約束,或者應(yīng)得到法定機關(guān)的同意。在不同的規(guī)范之間,其約束條款以及有關(guān)定義可能不同。在應(yīng)用安全閥時,必須遵循其適用規(guī)范的要求。
由于安全閥是一種自動閥門,在結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)方面與通用閥門有許多不同之處。有些專用的名詞術(shù)語易于混淆,為了使廣大用戶更清楚地了解安全閥,并能正確選用,以下將一些主要名詞術(shù)語予以說明。
(1)安全閥。一種自動閥門。它不借助任何外力,而是利用介質(zhì)本身地力來排出一額定數(shù)量的流體以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預(yù)定的安全值;當(dāng)壓力恢復(fù)正常后,閥門再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。
(2)直接載荷式安全閥。一種由直接作用的機械載荷,如重錘、杠桿加重錘或彈簧來克服閥瓣下介質(zhì)壓力所產(chǎn)生作用力的安全閥。
(3)帶動力輔助裝置的安全閥。該安全閥借助一個動力輔助裝置,可以在低于正常開啟壓力下開啟。即使該輔助裝置失靈,此類安全閥仍能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
(4)帶補充載荷的安全閥。這種安全閥在其進口處壓力達(dá)到開啟壓力前始終保持有一增強密封的壓力。該附加力(補充載荷)可由外來能源提供,而在安全閥達(dá)到開啟壓力時應(yīng)可靠地釋放。其大小應(yīng)這樣設(shè)定,即假定該附加力未釋放時,安全閥仍能在進口壓力不超過國家法規(guī)規(guī)定開啟壓力百分?jǐn)?shù)地前提下達(dá)到額定排量。
(5)先導(dǎo)式安全閥。一種依靠從導(dǎo)閥排出介質(zhì)來驅(qū)動或控制的安全閥。該導(dǎo)閥本身應(yīng)是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的直接載荷安全閥。
(6)比例式安全閥。一種在整個開啟高度范圍或在相當(dāng)大的開啟高度范圍內(nèi)比例開啟或關(guān)閉的安全閥。
(7)全啟式安全閥。一種僅在微小開啟高度范圍內(nèi)比例開啟,隨后就突然開啟到全開位置的安全閥。開啟高度不小于1/4流道直徑。
(8)微啟式安全閥。是一種僅用于液體介質(zhì)的直接作用式安全閥。開啟高度在1/40~1/20流道直徑范圍內(nèi)。
(9)開啟壓力(額定壓力)。安全閥閥瓣在運行條件下開始升起時的進口壓力,在該壓力下,開始有可測量的開啟高度,介質(zhì)呈可由視覺或聽覺干支的連續(xù)排放狀態(tài)。
(10)排放壓力。閥瓣達(dá)到規(guī)定開啟高度時的進口壓力。排放壓力的上限需服從國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的要求。
(11)超過壓力。排放壓力與開啟壓力之差,通常用開啟壓力的百分?jǐn)?shù)來表示。
(12)回座壓力。排放后閥瓣重新與閥座接觸,即開啟高度變?yōu)榱銜r的進口壓力。
(13)啟閉壓差。開啟壓力與回座壓力之差,通常用回座壓力與開啟壓力的百分比表示,只有當(dāng)開啟壓力很低時采用二者壓力差來表示。
(14)背壓力。安全閥出口處的壓力。
(15)額定排放壓力。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定排放壓力的上限值。
(16)密封試驗壓力。進行密封試驗的進口壓力,在該壓力下測量通過關(guān)閉件密封面的泄漏率。
(17)開啟高度。閥瓣離開關(guān)閉位置的實際升程。
(18)流道面積。指閥瓣進口端到關(guān)閉件密封面間流道的最小截面積,用來計算無任何阻力影響時的理論排量。
(19)流道直徑。對應(yīng)用于流道面積的直徑。
(20)簾面積。當(dāng)閥瓣在閥座上方時,在其密封面之間形成的圓柱面形或圓錐面形通道面積。
(21)排放面積。閥門排放時流體通道的最小截面積。對于全啟示安全閥,排放面積等于流道面積;對于微啟式安全閥,排放面積等于簾面積。
(22)理論排量。是流道截面積與安全閥流道面積相等的理想噴管的計算排量。
(23)排量系數(shù)。實際排量與理論排量的比值。
(24)額定排量系數(shù)。排量系數(shù)與減低系數(shù)(取0.9)的乘積。
(25)額定排量。指實際排量中允許作為安全閥適用基準(zhǔn)的那一部分。
(26)當(dāng)量計算排量。指壓力、溫度、介質(zhì)性質(zhì)等條件與額定排量的適用條件相同時,安全閥的計算排量。
(27)頻跳。安全閥閥瓣迅速異常地來回運動,在運動中閥瓣接觸閥座。
(28)顫振。安全閥閥瓣迅速異常地來回運動,在運動中閥瓣不接觸閥座。
選 用 原 則
概 述
各種工業(yè)生產(chǎn)工藝流程上的設(shè)施,包括商業(yè)設(shè)施和住宅設(shè)施等,廣泛地適用者煤氣、自來水、蒸汽、壓縮空氣、油品等介質(zhì)。目前,使用這些介質(zhì)地裝置及向這些裝置輸送介質(zhì)的設(shè)備已成為生產(chǎn)、生活中不可缺少的部分。然而,在輸送這些介質(zhì)的管路和裝置內(nèi),除了所需的介質(zhì)外,還混有無用的或有害的介質(zhì),并且在整個輸送過程中這些有害介質(zhì)還會不斷地產(chǎn)生和形成。例如,在生產(chǎn)壓縮空氣地空壓機氣缸內(nèi)或管道內(nèi),就不可避免地要產(chǎn)生無用且有害的凝結(jié)水,在輸送蒸汽的管道內(nèi)也必然會產(chǎn)生這種凝結(jié)水。因此,為了保證裝置的工作效率和安全運轉(zhuǎn),最重要的時及時排出這些無用且有害的介質(zhì),僅輸送裝置內(nèi)需要的介質(zhì),保證裝置的消耗和使用。
從液體介質(zhì)里排出氣體,從氣體介質(zhì)里排出液體,或從氣體介質(zhì)里排出其他無用氣體,并防止主要介質(zhì)逸漏。這種盡力防止有用介質(zhì)逸出而排除異質(zhì)、異相流體的操作稱為疏水工程。利用人工也可以完成這種操作,但要達(dá)到高效工作并徹底排出異體是不可能的。因此,要求這項工作能自動高效地進行,其所需裝置稱為疏水裝置或疏水閥。
疏水意味著設(shè)計一種裝置,讓有害地、不需要的介質(zhì)通過,而另一種需要的介質(zhì)被裝置阻住。基于這樣一種原則,采用疏水工程這個詞,并作為技術(shù)術(shù)語開始使用。顧名思義,就是在需要蒸汽的裝置上,設(shè)計一種機構(gòu)阻止蒸汽逸漏,而把不需要的凝結(jié)水自動排出的裝置,人們稱它為蒸汽疏水閥。
在使用蒸汽的有關(guān)設(shè)備上,由于蒸汽的潛熱被釋放而凝結(jié)成水,即凝結(jié)水,被蒸汽疏水閥自動地與蒸汽分開并排出到設(shè)備之外。這種疏水閥既可以說是一種自動閥門,也是一種節(jié)能裝置。
蒸汽疏水閥是自動地排出蒸汽設(shè)備中凝結(jié)水的疏水器,也叫阻汽排水閥,或單純叫疏水閥。把蒸汽疏水閥概括一下,可以得出這樣的概念,它是依靠某種方法,自動操作,準(zhǔn)確判別出蒸汽和水,同時進行閉、開動作的閥門。
蒸汽疏水閥排放凝結(jié)水最基本的原理就是利用蒸汽和水的重量差和溫度來實現(xiàn)疏水的目的。
安 裝 注 意 事 項
概 述
減壓閥是通過調(diào)節(jié),講進口壓力減至某一需要的出口壓力,并依靠介質(zhì)本身的能量,使出口壓力自動保持穩(wěn)定的閥門。
從流體力學(xué)的觀點看,減壓閥是一個局部阻力可以變化的節(jié)流元件,即通過改變節(jié)流面積,使流速及流體的動能改變,造成不同的壓力損失,從而達(dá)到減壓的目的。然后依靠控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),使閥后壓力的波動與彈簧力相平衡,使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定。
適 用 的 場 合
減壓閥是一種自動閥門,是調(diào)節(jié)閥的一種。它是通過啟閉件的節(jié)流,將進口壓力降至某一需要的出口壓力,并能在進口壓力及流量變動時,利用介質(zhì)本身的能量保持出口壓力基本不變的閥門。
減壓閥按動作原理分為直接作用減壓閥和先導(dǎo)式減壓閥。直接作用式減壓閥是利用出口壓力的變化直接空中閥瓣的運動。波紋管直接作用式減壓閥適用于低壓、中小口徑的蒸汽介質(zhì)、薄膜直接作用式減壓閥適用于中低壓、中小口徑的空氣、水介質(zhì)。先導(dǎo)式減壓閥有導(dǎo)閥和主閥組成,出口壓力的變化通過導(dǎo)閥放大來控制主閥閥瓣的運動。先導(dǎo)活塞式減壓閥,適用于各種壓力、各種口徑、各種溫度的蒸汽、空氣和水介質(zhì)。若用不銹耐酸鋼制造,可適用于各種腐蝕形介質(zhì)。先導(dǎo)波紋管式減壓閥,適用于低壓、中小口徑的蒸汽、空水等介質(zhì)。先導(dǎo)薄膜式減壓閥適用于中壓、低壓,中小口徑的蒸汽或水等介質(zhì)。
各類減壓閥的性能對比
性能 | 精度 | 流通能力 | 密封性能 | 靈敏性 | 成本 | ||
類 型 | 直接作用式 | 波紋管 | 低 | 中 | 中 | 中 | 中 |
薄 膜 | 中 | 小 | 好① | 高 | 低 | ||
先導(dǎo)式 | 活 塞 | 高 | 大 | 中 | 低 | 高 | |
波紋管 | 高 | 大 | 中 | 中 | 高 | ||
薄 膜 | 高 | 中 | +中 | 高 | 較高 |
選 用 原 則
1、減壓閥進口壓力的波動應(yīng)控制在進口壓力給定值的80%~105%,如超過該范圍,減壓閥的性能會受影響。
概 述
止回閥又稱為逆流閥、逆止閥、背壓閥、單向閥。這類閥門是靠管路中介質(zhì)本身的流動產(chǎn)生的力而自動開啟和關(guān)閉的,屬于一種自動閥門。止回閥用于管路系統(tǒng),其主要作用是防止介質(zhì)倒流、防止泵及其驅(qū)動電機機反轉(zhuǎn),以及容器內(nèi)介質(zhì)的泄放。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過主系統(tǒng)壓力的輔助系統(tǒng)提供補給的管路上。
止回閥根據(jù)材質(zhì)的不同,可以適用于各種介質(zhì)的管路上。
止回閥安裝在管路上,即成為這一完整管路的流體部件之一,其閥瓣啟閉過程就要受它所處系統(tǒng)瞬變流動狀態(tài)所影響;反過來,閥瓣的關(guān)閉特性又對流體流動狀態(tài)產(chǎn)生發(fā)作用。止回閥的工作特點是載荷變化大,啟閉頻率小,一投入關(guān)閉或開啟狀態(tài),適用周期便很長,且不要求運動部件運動。但一旦又“切換”要求,則必須動之靈活,這一要求較常見的機械運動更為苛刻。由于止回閥在大多數(shù)實際使用中,定性地確定用于快速關(guān)閉,而在止回閥關(guān)閉的瞬間,介質(zhì)是方向流動的,隨著閥瓣的關(guān)閉,介質(zhì)從最大倒流速度迅速降至零,而壓力則迅速升高,即產(chǎn)生可能對管路系統(tǒng)有破壞作用的“水錘”現(xiàn)象。對于多臺泵并聯(lián)適用的高壓管路系統(tǒng),止回閥的水錘問題更加突出。水錘是壓力管道中瞬變流動中的一種壓力波,它是
由于壓力管道中流體流速的變化而引起的壓力升躍或下降的水力沖擊現(xiàn)象。其產(chǎn)生的物理原因是流體的不可壓縮性、流體運動慣性與管道彈性的綜合作用結(jié)果。為了防止管道中的水錘隱患,多年來,人們在止回閥的設(shè)計中,采用了一些新結(jié)構(gòu)、新材料,在保證止回閥適用性能的同時,將水錘的沖擊力減至最小方面取得了可喜的進展。
適 用 的 場 合
使用止回閥的目的是防止介質(zhì)的逆流,一般在泵的出口都要安裝止回閥。另外,在壓縮機的出口也要安裝止回閥??傊?,為了防止介質(zhì)逆流,在設(shè)備、裝置或管路上都應(yīng)安裝止回閥。
一般在公稱通徑50mm的水平管路上都選用立式升降止回閥。直通式升降止回閥在水平管路和垂直管路上都可安裝。底閥一般只安裝在泵進口的垂直管路上,并且介質(zhì)自下而上流動。
旋啟式止回閥可以做成很高的工作壓力,PN可達(dá)42MPa,而且DN也可做到很大,最大可達(dá)2000mm以上。根據(jù)殼體及密封件的材質(zhì)不同,可以適用任何工作介質(zhì)和任何工作溫度范圍。介質(zhì)為水、蒸汽、氣體、腐蝕性介質(zhì)、油品、食品、藥品等。介質(zhì)工作溫度范圍在-196~800℃之間。
旋啟式止回閥的安裝位置不受限制,通常安裝于水平管路上,但也可以安裝于垂直管路或傾斜管路上。
蝶式止回閥的適用場合是低壓大口經(jīng),而且安裝場合受到限制。因為蝶式止回閥的工作壓力不能做到很高,但公稱通徑可以做到很大,可以達(dá)到2000mm以上,但公稱壓力都在6.4MPa以下。蝶式止回閥可以做成對夾式,一般都安裝在管路額兩法蘭之間,采用對夾連接的形式。
蝶式止回閥的安裝位置不受限制,可以安裝在水平管路上,也可以安裝在垂直管路或傾斜管路上。
隔膜式止回閥適用于易產(chǎn)生水擊的管路上,隔膜可以很好地消除介質(zhì)逆流時產(chǎn)生地水擊。由于隔膜式止回閥地工作溫度和適用壓力受到隔膜材料地限制,一般多使用在低壓常溫管路上,特別適于自來水管路上。一般介質(zhì)工作溫度在-20~120℃之間,工作壓力<1.6MPa,但隔膜式止回閥可以做到較大地口徑,DN最大可到2000mm以上。
隔膜式止回閥由于其防水擊性能優(yōu)異,結(jié)構(gòu)又比較簡單,制造成本又較低,所以近年來應(yīng)用較多。
球型止回閥由于密封件是包覆橡膠地球體,因此密封性能好、運行可靠、抗水擊性能好;又由于密封件可以是單球,又可以做成多球,因此可以做成大口經(jīng)。但它的密封件是包覆橡膠地空心球體,不適用于高壓管路,只適用于中低壓地管路上。
由于球型止回閥地殼體材料可以用不銹鋼制作,密封件地空心球體可以包覆聚四氟乙烯工程塑料,所以在一般腐蝕性介質(zhì)地管路上也可應(yīng)用。
改類止回閥地工作溫度在-101~150℃之間,其公稱壓力≤4.0MPa,公稱通徑范圍在200~1200mm之間。