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通用设备电子教材—阀门篇中国石化镇海炼化炼油一部阀门Valve一、阀门概述阀门是流体管路的控制装置，在石油化工生产过程中发挥着重要作用：接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，保证管道或设备安全运行。二、阀门的分类阀门的分类方法很多，如按用途和作用分类、按压力等级分类、按介质工作温度分类、按阀体材料分类、按公称通径分类、按与管道连接方式分类等。目前国际、国内最常用的分类方法是既按原理、作用又按结构划分的通用分类法，这种分类方法将阀门分为：闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等。三、阀门的基本参数公称通径：用作参考的经过圆整的表示口径大小的参数，用“DN*”表示，如：DN100是4寸阀门，DN200为8寸阀门。公称压力：经过圆整过的表示与压力有关的数字标示代号，如:PN6.3MPa或Class400。磅级Class15030040060080090015002500公称压力PN(MPa)1.6、2.02.5、4.05.06.310——152542磅级与公称压力的对称关系：四、阀门的编号为了便于认识选用，每种阀门都有一个特定的型号，以说明阀门的类别、驱动方式、连接方式、结构形式、密封面和衬里材料、公称压力及阀体材料，阀门的型号由七个单元组成，按下列顺序编制。1(())234567驱动方式连接方式阀门类别密封或衬里材料结构形式阀体材料公称压力阀体材料对于PN≤1.6MPa的碳铸铁阀门或PN2.5MPa的碳钢阀门则略去本单元1公称压力(kgf/cm2)密封面和衬里材料T：铜合金H：不锈钢Y：硬质合金钢X：橡胶结构形式（闸）１：明杆楔式单闸阀２：明杆楔式双闸板3：明杆平行单闸板4：明杆平行双闸板５：暗杆楔式单闸板6：暗杆楔式双闸板连接形式１：内螺纹２：外螺纹４：法兰6：焊接驱动形式3：蜗轮4：正齿轮6：气动7：液动9：电动阀门类型Ｚ：闸阀Ｊ：截止阀Ｘ：旋塞阀Ｈ：止回阀Ｙ：减压阀Ａ：安全阀Q：球阀D：蝶阀(())234567四、阀门的编号例：Z４1H－１6阀门的含义:Ｚ４１Ｈ－１６Z—闸阀驱动方式：手动4—法兰连接1—明杆楔式单闸阀H—密封圈或衬里为不锈钢16—公称压力16Kgf/cm2阀体材料：碳铸铁阀门四、阀门的编号球阀旋塞阀截止阀闸阀蝶阀五、常见阀门结构及应用闸阀闸阀是指启闭体(阀板)由阀杆带动阀座密封面作升降运动的阀门，可接通或截断流体的通道。当阀门部分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的侵蚀和震动，也易损坏阀座密封面，修理困难。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。（一）闸阀闸阀的结构1.手轮2.阀杆螺母3.填料压盖4.填料5.阀盖6.双头螺栓7.螺母8.垫片9.阀杆10.闸板11.阀体闸阀的结构（1）阀体与阀盖阀体与阀盖多采用法兰连接。阀体截面形状主要取决于公称压力。低压阀：扁平状；高中压阀：椭圆形或圆形。闸阀的结构（2）闸板与阀座密封圈1楔式闸板闸板密封面与闸板垂直中心线有一定倾角，称为楔半角。防止温度变化时闸板卡死，一般角度为2°52〞、5°介质温度越高，通径越大，楔半角就越大。普通型闸板调节型闸板带导流孔型闸板闸阀的结构(a)楔式刚性单闸板应用：常温、中温、各种压力闸阀的结构(b)楔式弹性单闸板特点：结构简单，密封面可靠，能自行补偿由于异常负荷引起的阀体变形，防止闸板卡住。应用：各种压力、温度的中、小口径及启闭频繁场所。闸阀的结构(c)楔式弹性双闸板特点：温度变化时不易卡住，也不易产生擦伤现象。闸阀的结构2平行式闸板闸板的两个密封面平行，阀座密封面垂直于管道中心线。(a)平行式单闸板不能依靠其身达到强制密封，必须采用固定或浮动的软质阀座。适用于中低压大中口径，介质为油类、天然气。(b)平行式双闸板自动密封式：依靠介质的压力把闸板推向出口侧阀座密封面，达到单面密封的目的。闸板间加弹簧实现在关闭时的密封。密封面易被擦伤和磨损。较少采用。撑开式：用顶楔把两块闸板撑开，压紧在阀座密封面上而达到强制密封。闸阀的特点闸阀在管路中主要作切断用，一般口径DN≥50mm的切断装置多选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸阀有以下优点：•①流体阻力小。•②开闭所需外力较小。•③介质的流向不受限制。•④全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。•⑤体形比较简单，铸造工艺性较好。闸阀不足之处：•①外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。•②开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。•③闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难。（二）截止阀(节流阀)截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。截止阀与节流阀的结构基本相同，只是阀瓣的形状不同：截止阀的阀瓣为盘形，节流阀的阀瓣多为圆锥流线型，特别适用于节流，可以改变通道的截面积，用以调节介质的流量与压力。截止阀（节流阀）1、手轮2、阀杆螺母3、阀杆4、填料压盖5、T形螺栓6、填料7、阀盖8、垫片9、阀瓣10、阀体截止阀（节流阀）的结构（１）直通形阀：流动阻力大，压力降大；（２）角形阀：弯头处，流动阻力小。截止阀（节流阀）阀体（３）直流阀：阀体与阀杆成45°,流动阻力小，压降也小，便于检修和更换。（４）针形阀：阀瓣为锥形针形，阀杆通常用细螺纹以取得微量调节。截止阀（节流阀）阀体（１）截止阀阀瓣（平面阀瓣）为截止阀主要形式的启闭件，接触面密合，没有摩擦，密封性能好，便于维修，不适合用于含有固体颗粒的介质。截止阀和节流阀阀瓣（２）节流阀阀瓣有针形、沟形和窗形三种形式。当阀瓣在不同高度时，阀瓣与阀座的环形道路面积相应变化，从而得到确定数值的压力或流量。截止阀和节流阀阀瓣截止阀在管路中主要作切断用。节流阀在管路中主要作节流使用。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，结构长度较长，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。截止阀（节流阀）的特点球阀•（三）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。球阀的结构对开式固定球阀（大口径）1.阀杆2.上轴承3.球体4.下轴承浮动式球阀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。蝶阀四、蝶阀蝶阀是由阀体、圆盘、阀杆、和手柄组成。它是采用圆盘式启闭件，圆盘式阀瓣固定于阀杆上，阀杆转动90即可完成启闭作用。同时在阀瓣开启角度为20～75时，流量与开启角度成线性关系，有节流的特性。手轮传动机构阀杆蝶板阀体蝶阀的结构蝶阀广泛用于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。蝶阀操作特性蝶阀的特点蝶阀的特点：（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。旋塞阀五、旋塞阀流体直流通过，阻力降小、开启方便、迅速。旋塞阀的结构1.塞子2.填料压盖3.填料4.阀体旋塞阀的结构阀体形式(a)直通式：截断介质(b)三通式：改变介质方向或进行介质分配(c)四通式：改变介质方向或进行介质分配（a）（b）（c）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。旋塞阀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。止回阀六、止回阀止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门。止回阀的结构旋启式止回阀流动阻力小，密封性能不如升降式。适用于低流速和流动不常变动的场合，不宜用于脉动流。（b）双瓣式：较大口径（DN≤600）（a）单瓣式：中等口径1.阀盖2.摇杆3.螺钉4.阀瓣5.阀体止回阀的结构（c）多瓣式：减少水击，不会造成密封面损坏，大口径（DN600）1.阀体2.隔板3.阀盖4.阀瓣5.旁通阀12345止回阀的结构升降式止回阀(a)直通式升降止回阀(b)立式升降止回阀1.阀盖2.阀瓣3.阀体止回阀的结构底阀泵吸入口设置。防止倒流，利于启泵。1.阀体2.阀瓣3.过滤网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，应用较为普遍。碟式止回阀阀瓣围绕阀座内的销轴旋转。其结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。（七）减压阀减压阀是靠膜片、弹簧、活塞等敏感元件改变阀瓣与阀座间的间隙，把进口压力减至需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持恒定。减压阀减压阀的分类（1）按作用方式分：（a）直接作用式：利用出口压力变化，直接控制阀瓣运动；（b）先导式：由主阀和导阀组成，出口压力的变化通过导阀放大控制主阀动作。（2）按结构形式分：（a）薄膜式（b）弹簧薄膜式（c）活塞式（d）波纹管式（e）杠杆式常见减压阀的结构1.调节螺钉2.调节弹簧3.阀盖4.薄膜5.阀体6.阀瓣（1）弹簧薄膜式常见减压阀的结构1.调整螺钉2.调节弹簧3.帽盖4.副阀座5.副阀瓣6.阀盖7.活塞8.膜片9.主阀瓣10.主阀座11.阀体（2）活塞式安全阀（八）安全阀安全阀是自动阀门，它不借助任何外力，利用介质本身的压力来排出一定量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复到安全值后，阀门再自行关闭以阻止介质继续流出。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2.4.活塞密封圈5.阀座6.压力传感嘴安全阀的结构安全阀的选用要求（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。六、阀门的选用要求阀门选用的原则：１、输送液体的性质；２、阀门的功能；３、阀门的尺寸；４、阻力损失；５、温度和压力；６、阀门的材质。七、阀门的安装1、阀门安装的一般要求（1）法兰式螺纹连接的阀门应在关闭状态下进行。（2）焊接阀门与管道焊接时要用氩弧焊打底，以保证其内部光洁平整。焊接时，阀门应处在开启状态，以防局部过热变形。焊接高压注水阀门时要把阀体打开，把胶皮垫圈挑出，防止胶圈被烫坏。（3）安装阀门前，应根据介质流动方向，确定其安装方向。（4）安装在水平管道上的阀门，要垂直向上，水平向上或向下倾斜45，其中心线要尽量取齐。（5）安装铸铁阀门（黑色、银色）时，须防止强力连接或受力不均引起损坏。八、常见故障及预防•（一）、一般阀门•1、填料函泄漏•这是跑、冒、漏的主