閥門的基本知識(shí)和應(yīng)用

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/ w' a+ g6 S: ~  r% Y在流體管道系統(tǒng)中,，閥門是控制元件,，其主要作用是隔離設(shè)備和管道系統(tǒng),、調(diào)節(jié)流量,、防止回流,、調(diào)節(jié)和排泄壓力,。
' X+ F: V9 t: E4 `; }# w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(dòng),。由于管道系統(tǒng)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(jù)也變得至關(guān)重要起來,。
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一,、閥門的分類

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閥門總的可分兩大類：

1、自動(dòng)閥門

依靠介質(zhì)（液體,、氣體）本身的能力而自行動(dòng)作的閥門,。

如止回閥、安全閥,、調(diào)節(jié)閥,、疏水閥、減壓閥等,。

2,、驅(qū)動(dòng)閥門

借助手動(dòng)、電動(dòng),、液動(dòng),、氣動(dòng)來操縱動(dòng)作的閥門。

如閘閥,，截止閥,、節(jié)流閥、蝶閥,、球閥,、旋塞閥等。

按結(jié)構(gòu)特征,，根據(jù)關(guān)閉件相對(duì)于閥座移動(dòng)的方向可分為：

（1）截門形：關(guān)閉件沿著閥座中心移動(dòng),；

（2）閘門形：關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動(dòng),；

（3）旋塞和球形：關(guān)閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線旋轉(zhuǎn),；

（4）旋啟形：關(guān)閉件圍繞閥座外的軸旋轉(zhuǎn),；

（5）碟形：關(guān)閉件的圓盤，圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn),；

（6）滑閥形：關(guān)閉件在垂直于通道的方向滑動(dòng),。

按用途，根據(jù)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(zhì),，如截止閥,、閘閥、球閥,、蝶閥等,。

（2）止回用：用來防止介質(zhì)倒流，如止回閥,。

（3）調(diào)節(jié)用：用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量,，如調(diào)節(jié)閥、減壓閥,。

（4）分配用：用來改變介質(zhì)流向,、分配介質(zhì)，如三通旋塞,、分配閥,、滑閥等。

（5）安全閥：在介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時(shí),，用來排放多余的介質(zhì),，保證管路系統(tǒng)及設(shè)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(qū)動(dòng)方式，根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)方式可分為：

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

（2）電動(dòng)：借助電機(jī)或其他電氣裝置來驅(qū)動(dòng),。

（3）液動(dòng)：借助（水,、油）來驅(qū)動(dòng),。

（4）氣動(dòng)：借助壓縮空氣來驅(qū)動(dòng)。

按壓力,，根據(jù)閥門的公稱壓力可分為：

（1）真空閥：絕對(duì)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(zhì)的溫度分,，根據(jù)閥門工作時(shí)的介質(zhì)溫度可分為：

（1）普通閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～425℃的閥門,。

（2）高溫閥門：適用于介質(zhì)溫度425℃～600℃的閥門。

（3）耐熱閥門：適用于介質(zhì)溫度600℃以上的閥門,。

（4）低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-150℃～ -40℃的閥門。

（5）超低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-150℃以下的閥門,。

按公稱通徑分,，根據(jù)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(jù)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(nèi)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,。

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二,、閥門的特性

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閥門的特性一般有兩種，使用特性和結(jié)構(gòu)特性,。

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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(diào)節(jié)閥門,、安全閥門等）；
• 產(chǎn)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(dòng)方式等。
  
  

2,、結(jié)構(gòu)特性

它確定了閥門的安裝,、維修、保養(yǎng)等方法的一些結(jié)構(gòu)特性,，屬于結(jié)構(gòu)特性的有：

• 閥門的結(jié)構(gòu)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?cè)�,、螺紋圈、堆焊,、噴焊,、閥體本體）；
• 閥桿結(jié)構(gòu)形式（旋轉(zhuǎn)桿,、升降桿）等,。
  
  
  
  

三、選擇閥門的步驟和依據(jù)

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（1）明確閥門在設(shè)備或裝置中的用途,，確定閥門的工作條件：適用介質(zhì)、工作壓力,、工作溫度等等,。
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（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(dòng)、電動(dòng),、電磁,、氣動(dòng)或液動(dòng)、電氣聯(lián)動(dòng)或電液聯(lián)動(dòng)等。

（4）根據(jù)管線輸送的介質(zhì),、工作壓力,、工作溫度確定所選閥門的殼體和內(nèi)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(diào)節(jié)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(jié)流閥,、安全閥、減壓閥,、蒸汽疏水閥等。

（7）確定閥門的參數(shù)：對(duì)于自動(dòng)閥門,，根據(jù)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(shù)：結(jié)構(gòu)長度、法蘭連接形式及尺寸,、開啟和關(guān)閉后閥門高度方向的尺寸,、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個(gè)閥門外型尺寸等,。

（9）利用現(xiàn)有的資料：閥門產(chǎn)品目錄,、閥門產(chǎn)品樣本等選擇適當(dāng)?shù)拈y門產(chǎn)品。

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2,、選擇閥門的依據(jù)

在了解掌握選擇閥門步驟的同時(shí),，還應(yīng)進(jìn)一步了解選擇閥門的依據(jù)。

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

（3）對(duì)閥門流體特性的要求：流阻,、排放能力,、流量特性、密封等級(jí)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(duì)閥門產(chǎn)品的可靠性,、使用壽命和電動(dòng)裝置的防爆性能等的附加要求。

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在選定參數(shù)時(shí)應(yīng)注意：

如果閥門要用于控制目的,，必須確定如下額外參數(shù)：操作方法,、最大和最小流量要求、正常流動(dòng)的壓力降,、關(guān)閉時(shí)的壓力降,、閥門的最大和最小進(jìn)口壓力。根據(jù)上述選擇閥門的依據(jù)和步驟,，合理,、正確地選擇閥門時(shí)還必須對(duì)各種類型閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)了解，以便能對(duì)優(yōu)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(zhì)在管道內(nèi)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(tǒng)最適合安裝的閥門時(shí)必須考慮到這一點(diǎn),。
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選擇閥門應(yīng)遵循的原則：

（1）截止和開放介質(zhì)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(zhì)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(diào)節(jié)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?yàn)樗�的閥座尺寸與關(guān)閉件的行程之間成正比關(guān)系,。旋轉(zhuǎn)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(jié)流控制,，但通常只能在有限的閥門口徑范圍內(nèi)適用。閘閥是以圓盤形閘板對(duì)圓形閥座口做橫切運(yùn)動(dòng),，它只有在接近關(guān)閉位置時(shí),，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(jù)換向分流的需要,，這種閥門可有三個(gè)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(gè)或更多個(gè)閥門適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接起來，也可作換向分流用,。

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（4）帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門

當(dāng)介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時(shí),，最適于采用其關(guān)閉件沿密封面的滑動(dòng)帶有擦拭作用的閥門。如果關(guān)閉件對(duì)閥座的來回運(yùn)動(dòng)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(zhì),。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對(duì)密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質(zhì)中,。

四,、閥門選型說明

1、閘閥的選型
一般情況下,，應(yīng)首選閘閥,。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質(zhì)外,，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì),，并適用于放空和低真空系統(tǒng)的閥門。對(duì)帶有固體顆粒的介質(zhì),，閘閥閥體上應(yīng)帶有一個(gè)或兩個(gè)吹掃孔,。對(duì)低溫介質(zhì)，應(yīng)選用低溫專用閘閥。
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2,、截止閥選型說明

截止閥適用于對(duì)流體阻力要求不嚴(yán)的管路上,，即對(duì)壓力損失考慮不大，以及高溫,、高壓介質(zhì)的管路或裝置,，適用于DN＜200mm的蒸汽等介質(zhì)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(jì)閥等,；截止閥有流量調(diào)節(jié)或壓力調(diào)節(jié)，但對(duì)調(diào)節(jié)精度要求不高,，而且管路直徑又比較小時(shí),，宜選用截止閥或節(jié)流閥；對(duì)于劇毒介質(zhì),，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(zhì)和含有顆粒易沉淀的介質(zhì)，也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)的閥門,。
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3,、球閥選型說明

球閥適用于低溫、高壓,、粘度大的介質(zhì),。大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中，依據(jù)密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì),；全通道球閥不適用于流量調(diào)節(jié),，但適用于要求快速啟閉的場合，便于實(shí)現(xiàn)事故緊急切斷,；通常在密封性能嚴(yán)格,、磨損、縮口通道,、啟閉動(dòng)作迅速,、高壓截止（壓差大）、低噪音,、有氣化現(xiàn)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(jié)構(gòu),、低壓截止、腐蝕性介質(zhì)中,；球閥還是低溫,、深冷介質(zhì)的最理想閥門，低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上,，宜選用加上閥蓋的低溫球閥,；選用浮動(dòng)球球閥時(shí)其閥座材料應(yīng)承接球體和工作介質(zhì)的載荷，大口徑的球閥在操作時(shí)需要較大的力,，DN≥200mm的球閥應(yīng)選用蝸輪傳動(dòng)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(zhì)管道的球閥，應(yīng)具有防火,、防靜電結(jié)構(gòu),。
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4、節(jié)流閥選型說明

節(jié)流閥適用于介質(zhì)溫度較低,、壓力較高的場合,，適用于需要調(diào)節(jié)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(zhì),，不宜作隔斷閥,。

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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(zhì),，用于溫度較低、粘度大的介質(zhì),，也適用于帶懸浮顆粒的介質(zhì),。

6、蝶閥選型說明

蝶閥適用于口徑較大（如DN>600mm）及結(jié)構(gòu)長度要求短,，以及需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)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(zhì)；由于蝶閥相對(duì)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(yán)的管路系統(tǒng)中。

7,、止回閥選型說明

止回閥一般適用于清凈介質(zhì),，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì),。

• 當(dāng)DN≤40mm時(shí)，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）,；
• 當(dāng)DN＝50～400mm時(shí),，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(zhì)流向要由下而上）,；
• 當(dāng)DN≥450mm時(shí)，宜采用緩沖型止回閥,；
• 當(dāng)DN＝100～400mm也可選用對(duì)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(dá)到42MPa,，根據(jù)殼體及密封件的材質(zhì)不同可適用于任何工作介質(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,、藥品等,。介質(zhì)工作溫度范圍在 -196～800℃之間。

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8,、隔膜閥選型說明
: u, G0 J% ?. `8 v' m" @$ k8 _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(zhì)和含懸浮物的介質(zhì),，不適用于有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑介質(zhì)；研磨顆粒性介質(zhì)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(zhì)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(shè)備上。閥門應(yīng)用,、操作頻率和服務(wù)千變?nèi)f化,，要控制或杜絕哪怕是低微的泄漏，最重要,、最關(guān)鍵的設(shè)備還數(shù)閥門,。學(xué)會(huì)正確選擇閥門至關(guān)重要。
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