阀门的种类及原理―王亚明

阀门的种类及原理1王亚明—老师一、阀门概述及基本功能阀门：是流体管路中的控制装置，其基本功能是接通或截断管路介质的流通；改变介质的流动方向；调节介质的压力和流量；保护管路和设备的正常的正常运行2二、阀门的分类（一）按驱动方式1、手动阀：手轮、手柄、杠杆、链轮等由人力操作阀门。2、自动阀：不需要外力驱动，依靠介质自身的能量驱动阀门，如安全放散阀、止回阀等。3、动力驱动：电动阀、气动阀、液动阀此外，还有以上组合，如气液联动、电液联动等。3（二）、按用途和作用分类1、截断阀类：主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀等。2、调节阀类：主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。3、止回阀类：用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。4、分流阀类：用于分配、分离或混合介质。包括各种结构的分配阀、疏水阀、三通球阀等。5、安全阀类：用于超压安全保护。包括各种类型的安全阀、事故阀。4（三）、按主要参数分类1、按压力分类(1)真空阀工作压力低于标准大气压的阀门。(2)低压阀公称压力PN≤1.6MPa的阀门。(3)中压阀公称压力2.5≤PN≤6.4Mpa的阀门。(4)高压阀公称压力10.0≤PN80.0Mpa的阀门。(5)超高压阀公称压力PN≥100Mpa的阀门。2、按介质工作温度分类(1)高温阀t450℃的阀门。(2)中温阀120℃≤t450℃的阀门。(3)常温阀-40℃≤t120℃的阀门。(4)低温阀-100℃≤t-40℃的阀门。(5)超低温阀t-100℃的阀门。5（四）、按阀体材料分类1、非金属材料阀门如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。2、金属材料阀门如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门铁阀门、碳钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。3、金属阀体衬里阀门如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门。6三、阀门的基本参数1、公称通径（公称直径）：指阀门与管道连接处流通通道的名义直径，用DN表示，单位mm。例如：Φ100×20DN=60mm2、公称压力：是阀门在规定的基准温度下允许的最大压力，用PN表示例如：PN16表示最大承压为16bar=1.6MPa7四、闸阀闸阀是作为截止介质使用，在全开时整个流通直通，此时介质运行的压力损失最小。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。对于高速流动的介质，闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动，而振动又可能损伤闸板和阀座的密封面，而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。8闸阀的结构9（一）闸阀分类1、根据闸板的结构形状的不同，分为：楔式闸阀和平行式闸阀102、根据闸板启闭时阀杆的运动情况，闸板可分为明杆式闸阀和暗杆式闸阀11（二）闸阀的特点闸阀在管路中主要作切断作用，一般口径≥50mm的切断装置多选用它，有时口径很小的也用优点：1、流动阻力小。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。2、启闭时较省力。是与截止阀相比而言，因为无论是开或闭，闸板运动方向均与介质流动方向相垂直。3、介质可向两侧任意方向流动，易于安装。闸阀通道两侧是对称的。4、全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。5、形体简单,结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。缺点：密封面之间易引起冲蚀和擦伤，维修比较困难。外形尺寸较大，开启需要一定的空间，开闭时间长。结构较复杂。1213141516五、截止阀截止阀是用于截断介质流动的，截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直，通过带动阀芯的上下升降进行开断。截止阀一旦处于开启状态，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触，并具有非常可靠的切断动作，因而它的密封面机械磨损较小，由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来，这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。17介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化，因此截止阀的流动阻力较高。引入截止阀的流体从阀芯下部引入称为正装，从阀芯上部引入称为反装，正装时阀门开启省力，关闭费力，反装时，阀门关闭严密，开启费力，截止阀一般正装。18截止阀按阀体结构可分为:直通式截止阀、直角式截止阀和直流式截止阀。（1）直通式截止阀：进出口在同一条直线上，阀杆与管道中心线垂直，流动阻力在截止阀中最大19（2）直角式截止阀：进出口的轴线相互垂直，阀杆与一端管路的中心线重合，流动阻力较直通式小20（3）直流式截止阀：进出口在同一条直线上，阀杆轴线与管路中心线呈45°，流体流经阀门处流向发生变化，故流体阻力最小21截止阀的特点截止阀在管路中主要作切断用，安装时注意流向。截止阀有以下优点：(1)在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。(2)开启高度小。(3)通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。截止阀使用较为普遍，但由于开闭力矩较大，结构长度一般公称通径都限制在DN≤200mm以下。截止阀的流体阻力损失较大。因而限制了截止阀更广泛的使用。222324六、球阀球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的启闭动作，不同的是阀芯旋转体不是塞子而是球体。当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。25球阀的结构26球阀的分类按球体在阀体内是否可以浮动，球阀可分为浮动球阀和固定球球阀27球阀的特点球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。它具有以下优点1．结构简单、体积小、重量轻，维修方便。2.流体阻力小，紧密可靠，密封性能好。3．操作方便，开闭迅速，便于远距离的控制。4．球体和阀座的密封面与介质隔离，不易引起阀门密封面的侵蚀。5．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。282930七、止回阀止回阀的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。包括旋启式止回阀和升降式止回阀。31止回阀分类根据结构形式的不同，止回阀可分为升降式和旋启式（1）升降式：直通式止回阀和立式止回阀3233（2）旋启式止回阀（a）单瓣式：中等口径1.阀盖2.摇杆3.螺钉4.阀瓣5.阀体34（b）双瓣式：较大口径（DN≤600）（c）多瓣式：减少水击，不会造成密封面损坏，大口径（DN600）35止回阀的特点升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样（可与截止阀通用），因此它的流体阻力系数较大。旋启式止回阀，阀瓣围绕阀座外的销轴旋转，多制成大公称直径，安装不受限制，应用较为普遍。3637八、蝶阀蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为0°~90°之间，旋转到90°时，阀门则是全开状态。蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。而且只需旋转90°即可快速启闭，操作简单。蝶阀处于完全开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力，因此通过该阀门所产生的阻力很小，故具有较好的流量控制特性，可以作调节用。38蝶阀的结构39蝶阀的特性蝶阀广泛用于2.0MPa以下的压力和温度不高于200℃的各种介质。阀杆只做旋转运动，蝶板和阀杆没有自锁能力。要在阀杆上附加有自锁能力的的减速器，使蝶杆能停在任意位置。40蝶阀的特点（1）结构简单，外形尺寸小，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。（2）全开时阀座通道有效流通面积较大，流体阻力较小。（3）启闭方便迅速，调节性能好。（4）启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。（5）密封面材料一般采用橡胶、塑料、故低压密封性能好。41424344九、旋塞阀流体直流通过，阻力降小、开启方便、迅速。45旋塞阀的结构46旋塞阀的结构塞子呈圆锥台状，内有介质通道，截面为长方形，通道与塞子的轴线相垂直。旋塞阀的塞子和塞体是一个配合很好的圆锥体，其锥度一般为1：6和1：7。47旋塞阀的特点旋塞阀在管路中主要用作切断、分配和改变介质流动方向的。旋塞阀是历史上最早被人们采用的阀件。由于结构简单，开闭迅速（塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作），操作方便，流体阻力小，至今仍被广泛使用。目前主要用于低压，小口径和介质温度不高的情况下48十、安全阀安全阀的作用原理是基于力平衡，一旦阀瓣所受压力大于弹簧设定压力时，阀瓣就会被此压力推开，其压力容器内的气（液）体会被排出，以降低该压力容器内的压力。49安全阀的结构弹簧式式安全阀：1.保护罩2.调整螺杆3.阀杆4.弹簧5.阀盖6.导向套7.阀瓣8.反冲盘9.调节环10.阀体11.阀座5051525354脉冲式安全阀其结构有主阀、辅阀。辅阀为口径很小的直接载荷式安全阀，与主阀相接。当系统超压时，辅阀首先开启，排出介质。适用于大口径、大排量及高压系统。1.导阀2.主阀3.圆顶气室4.活塞密封圈5.阀座6.压力传感嘴安全阀的结构55安全阀的选用要求（１）灵敏度高；（２）具有规定的排放压力；（３）在使用过程中保证强度、密封及安全可靠；（４）动作性能的允许偏差和极限值。56