各種閥門的基本分類及(jí)應用選型
各(gè)種閥門的基本分類及應(yīng)用選型
在流體管道係統(tǒng)中,閥門(mén)是控製元件,其主要作用是隔離設備和(hé)管道係(xì)統、調(diào)節流量(liàng)、防止回流、調節(jiē)和排泄壓力。
閥門可用於控製空氣、水、蒸汽(qì)、各種腐蝕(shí)性介質(zhì)、泥漿、油品、液態金(jīn)屬(shǔ)和放射(shè)性介質(zhì)等(děng)各種類型流體的流(liú)動。由於管道係統(tǒng)選擇最適合的閥門顯得非常(cháng)重要,所以,了解閥門的(de)特性及選擇閥門的步驟和依據也變得至關重要起來(lái)。

閥門的分類
一、閥門(mén)總的可分兩大類:
第一類(lèi)自動閥門:依靠介質(液體、氣體)本身(shēn)的能力而自行動作的閥門。
如止回閥、安全(quán)閥、調節閥、疏水閥、減(jiǎn)壓閥等。

第二類驅動閥門:借助(zhù)手動、電動(dòng)、液動、氣動來操縱動作的閥(fá)門。
如閘閥,截止閥、節(jiē)流閥(fá)、蝶閥、球閥、旋塞閥(fá)等。

二、按結構特(tè)征,根據關閉件相對於(yú)閥座移動的方向(xiàng)可(kě)分:
1、截門形:關閉件沿著閥座中心移動;
2、閘門(mén)形:關閉件沿著垂直閥座中心移動;
3、旋塞(sāi)和球形:關閉件是柱(zhù)塞或(huò)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(yuán)盤,圍繞閥座內的軸旋轉(zhuǎn);
6、滑閥形:關閉件在垂直於通道(dào)的方向滑動。
三、按用途,根據閥(fá)門的不同用途可分:
1、開斷用:用來(lái)接(jiē)通或切斷管路介質,如截止(zhǐ)閥、閘閥(fá)、球閥、蝶閥等。
2、止回用(yòng):用來防止介質倒流,如止回閥。
3、調節用:用來(lái)調節介質的壓力和流量,如調節閥、減壓閥。
4、分配用:用來改(gǎi)變介(jiè)質流向、分配介質,如三通旋塞、分配閥(fá)、滑閥等。
5、安全閥:在介質壓力超(chāo)過規定值時(shí),用來排放多餘的介質,保證管路係統及設備安全,如安全閥、事故閥。
6、其他特殊用途:如疏水閥、放(fàng)空閥、排汙閥等。
四、按驅動方式,根據不同的驅動(dòng)方式可分:
1、手動:借助手輪、手(shǒu)柄(bǐng)、杠杆或鏈輪等,用人力驅動,傳動較(jiào)大力矩時裝有蝸輪、齒輪(lún)等減速(sù)裝置。
2、電(diàn)動(dòng):借助電機或其他電氣裝置來驅動(dòng)。
3、液動:借助(zhù)(水、油)來驅動。
4、氣動:借助(zhù)壓縮空氣來驅動。
五、按壓力,根據(jù)閥門(mén)的公稱壓力可分(fèn):
1、真空閥:絕對壓力<0.1Mpa 即 760mm 汞柱高(gāo)的閥門,通常用 mm 汞柱或mm水(shuǐ)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(fá)門(mén)。
5、超高壓閥:公稱壓力 PN≥100.0MPa 的閥門。
六、按介質的溫度(dù)分(fèn),根據閥(fá)門工作時的介質溫度可分:
1、普通閥門:適(shì)用(yòng)於介(jiè)質溫度-40℃~425℃的閥門。
2、高溫閥門:適用於介質溫度(dù) 425℃~600℃的閥門。
3、耐熱閥門:適用於(yú)介(jiè)質溫度 600℃以上的閥門(mén)。
4、低溫閥門:適用於介質溫度-150℃~ -40℃的閥門。
5、超(chāo)低溫閥(fá)門:適用於(yú)介質溫度-150℃以下的閥門。
七(qī)、按公稱通徑分,根據閥門的公稱通徑可分:
1、小(xiǎo)口徑閥門:公稱通徑 DN<40mm 的閥門。
2、中口徑閥(fá)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(fá)門。
八、按(àn)與管道連接方(fāng)式分,根據閥門與管道連接方式可分:
1、法蘭連接閥門:閥體帶有法蘭,與管(guǎn)道(dào)采用法蘭連(lián)接的閥門。
2、螺(luó)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(mén):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(jiē)的閥門。
5、卡套連接閥門:采用卡套與管道連接的閥門。
閥門的特性
閥門的特性一般有兩種,使用特(tè)性和結構特性。
使用特性:它確定了閥門的主要使用性能和(hé)使(shǐ)用範(fàn)圍,屬於閥門使用特性的有:閥門(mén)的(de)類別(閉路閥門、調節閥門(mén)、安全閥(fá)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、閥杆、閥瓣、密封麵)的材料;閥門傳動方式等。
結(jié)構特性:它確定了(le)閥門的安裝、維(wéi)修、保(bǎo)養等(děng)方法的一些結構特性,屬於結構特性的有:閥門的結構(gòu)長度和總體(tǐ)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(jiē)端連接等);密封麵的形式(鑲圈、螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體);閥(fá)杆(gǎn)結構形式(旋轉杆、升降杆(gǎn))等。

選擇閥門的步驟和依據
選擇步驟:
1、明確閥門在設備或裝置中(zhōng)的用途,確定閥門的工作條件:適用介質、工(gōng)作壓力、工作溫度等等(děng)。
2、確(què)定與閥門連接管道的公(gōng)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(diàn)動、電磁、氣動或液動、電氣聯動(dòng)或電液聯動等。
4、根據管線輸(shū)送(sòng)的介(jiè)質、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、不鏽耐酸鋼、銅(tóng)合金等。
5、選擇(zé)閥門的種類:閉路閥門、調節閥門、安全閥門等。
6、確定閥門(mén)的型式:閘閥、截止閥、球閥、蝶(dié)閥、節流閥、安(ān)全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥等。
7、確定閥門的參數:對於自(zì)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(guǎn)道的公稱(chēng)通(tōng)徑和閥座孔的直徑。
8、確定所選用閥門的幾何參數(shù):結構長度、法蘭連接(jiē)形式及尺寸、開啟和關閉後閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸(cùn)和數量、整個閥門(mén)外型尺寸等。
9、利用現有(yǒu)的資(zī)料:閥門產品目錄、閥門產品樣本等選擇適(shì)當的閥門產品。
選擇閥門的依(yī)據:
在了解掌握選擇閥門步(bù)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(kuàng)條件和(hé)操縱控製方式。
2、工作介質的性質:工作壓(yā)力、工作溫度、腐(fǔ)蝕性能,是否含有(yǒu)固體顆粒,介質是否有毒,是否是易燃、易爆介(jiè)質(zhì),介質的黏度等等。
3、對閥門流體特性的(de)要(yào)求:流阻、排放能力、流量特性、密封等級等(děng)等。
4、安裝(zhuāng)尺寸和外形尺寸要求(qiú):公稱通徑、與管道的連接方式和連接尺寸、外形尺寸或重量限製等。
5、對閥門產品的可靠性、使用壽命和電動(dòng)裝置的防爆性能等的附加要求。
在選定參(cān)數時應注意:
如果閥門要用於控製目的,必(bì)須確定如下額外參數:操作方法、最大和(hé)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(hé)最小進口壓力。
根(gēn)據上述選擇閥門的(de)依據和步驟,合理、正確地(dì)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(jiě),以便能對優先選用的閥門做出正確的抉(jué)擇。
管道的最終控(kòng)製是閥門。閥門(mén)啟閉件控製著介質在管道內的流(liú)束方式,閥門流道的形(xíng)狀使閥門具備一定的流量特性,在(zài)選擇管道係統最適合安(ān)裝的閥門時必須考(kǎo)慮到這一點(diǎn)。
選(xuǎn)擇閥門應遵循的原則(zé)
1、截止和開放介質(zhì)用的閥門
流道為直通式的閥門,其(qí)流阻較小(xiǎo),通常選(xuǎn)擇(zé)作為截止和開放介質用的(de)閥門。向下閉合式(shì)閥門(截(jié)止閥、柱塞閥)由於其流道曲折,流阻比其他閥門高,故較少(shǎo)選用(yòng)。在允許(xǔ)有較高流阻的場合,可選用閉合(hé)式閥門(mén)。
2、控製流(liú)量用的閥(fá)門
通常選擇易於調節流量的(de)閥門作為控製流量用。向(xiàng)下閉合(hé)式閥門(如截止閥)適(shì)於這一(yī)用途,因為它的閥座尺寸與關閉件的行程之間成正比(bǐ)關係。旋轉式閥門(旋塞閥、蝶閥、球閥)和撓曲閥體式閥(fá)門(夾緊(jǐn)閥(fá)、隔(gé)膜閥)也(yě)可用於節流控製,但通常隻能在(zài)有限的(de)閥門口徑範圍內適用(yòng)。閘(zhá)閥是以圓盤形閘(zhá)板對圓形閥座口做橫切運動,它隻有在接近關閉位置時,才(cái)能較好地控製流量,故通常(cháng)不用於(yú)流(liú)量控製。
3、換(huàn)向分流用的閥門
根據(jù)換向分流(liú)的(de)需要,這(zhè)種閥門可有三個或更多(duō)的通道。旋塞閥和球閥較適用於這一目的,因此,大部分用於換向分流的閥門(mén)都選取這類閥門中的(de)一種。但是在有些情況下,其他類(lèi)型的閥門,隻要(yào)把兩個或更多個閥門適(shì)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(yòng)閥門
當介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時,最適於采用其關閉件沿密封麵的滑動(dòng)帶有擦拭作用的閥門。如果關(guān)閉件對閥座的來回運動(dòng)是豎直(zhí)的,那末就可能夾持顆粒,因此這種閥門除非密封麵材料可以允許嵌入顆粒,否則隻(zhī)適用於基本清潔的介(jiè)質。球閥(fá)和旋塞閥在啟閉過程中對(duì)密(mì)封麵均有(yǒu)擦拭作用,故適宜用在帶有懸浮顆粒(lì)的介質(zhì)中。
各種閥門適用工況說明
1、閘(zhá)閥的(de)適用範圍
一般情況下(xià),應首選閘閥。閘閥除適用於蒸汽、油品等介質外(wài),還適用於含有粒狀固體及粘度較大的介質,並適用(yòng)於放空和低真空係統的閥門。對帶有(yǒu)固體顆粒的介質,閘(zhá)閥閥體上應帶有一個或兩個(gè)吹掃孔(kǒng)。對低溫介質,應(yīng)選用低溫專用閘閥。
2、 截止閥的適(shì)用(yòng)範圍(wéi)
截止閥適用於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(lù)或(huò)裝置,適用於DN<200mm的蒸汽等介(jiè)質管道上;小型閥門可選用截止閥,如(rú)針形(xíng)閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥(fá)等(děng);截止閥(fá)有流量(liàng)調節或壓力調節,但對調(diào)節精度要求不高,而且管(guǎn)路直徑又比較小時,宜選用截止閥或節流閥(fá);對於劇毒介質,宜選(xuǎn)用波(bō)紋管密封的截止閥(fá);但截止閥不宜用於粘度較大的介質和(hé)含有顆粒易沉澱的介(jiè)質,也不宜作放空閥及低(dī)真空係統的閥門。
3、球閥的適用範圍
球閥適(shì)用於低溫(wēn)、高壓、粘度大的介質。大多數球閥可用於帶懸浮固體顆粒的介質中,依據密封的材料要求也可用於粉狀和顆(kē)粒狀的介質;全通道球閥不適(shì)用於流量調節,但適用於要(yào)求快速啟閉(bì)的場合,便於(yú)實現事故緊急切(qiē)斷;通常(cháng)在密(mì)封性能嚴格、磨損、縮口(kǒu)通道、啟(qǐ)閉動作迅速、高壓(yā)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;球閥適用於輕型結構、低壓截止、腐蝕性介質中;球(qiú)閥還是(shì)低溫、深冷介質的最理想閥門,低溫介質的管路係統和裝置上,宜(yí)選用加上閥蓋的低溫球閥;選用浮動球球閥時其(qí)閥座材料應承(chéng)接球體和(hé)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(lún)傳動形式;固(gù)定球球(qiú)閥適用於較大口徑及壓力(lì)較(jiào)高的場合;另(lìng)外,用(yòng)於工藝劇毒物料(liào)、可燃介質管道的球閥,應(yīng)具有防火(huǒ)、防靜電結構。
4、節流閥的適用範圍
節(jiē)流(liú)閥適用於(yú)介質溫度較低、壓力較高的(de)場合,適(shì)用於需要(yào)調節流量(liàng)和(hé)壓力的部位,不適用於粘度大和含有固體顆粒的介質,不宜作隔斷閥。
5、旋塞閥的適用範圍(wéi)
旋塞閥適用於要求快速啟閉的場合,一(yī)般不適用於蒸汽(qì)及溫度較高的介質,用於溫(wēn)度較低、粘度大的介質,也適用於帶懸浮顆粒的(de)介質。
6、蝶閥的適用範圍明
蝶閥(fá)適用於口徑較大(如DN﹥600mm)及結構長度要求短,以及需要進行流(liú)量調(diào)節及啟閉要求快速的場合,一般用於溫度≤80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓(yā)縮空氣等介質;由於蝶閥相對於(yú)閘閥、球(qiú)閥壓力(lì)損失比較大,故蝶(dié)閥適用於壓力(lì)損失要求不嚴的管(guǎn)路(lù)係(xì)統(tǒng)中。
7、止回閥的適用範圍(wéi)
止回閥(fá)一般適用於清淨介質,不宜用於含有固體顆粒和(hé)粘度較大的介(jiè)質(zhì)。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(qǐ)式升降止回閥(在水平和垂直管道上都可安(ān)裝,如安裝在垂直管道上,介(jiè)質流向要由下而上);當DN≥450mm時,宜采用緩衝型止(zhǐ)回閥;當DN=100~400mm也可選(xuǎn)用(yòng)對夾式止(zhǐ)回閥;旋啟式止(zhǐ)回(huí)閥可以做成很高的工作壓力,PN可(kě)以(yǐ)達到42MPa,根據殼體及密封(fēng)件的材質不同可適用於任何工作介質和任何工作溫度範圍。介質為水、蒸(zhēng)汽、氣(qì)體、腐蝕性介質、油品、藥品等。介質(zhì)工作(zuò)溫度範圍在-196~800℃之間。
8、隔膜閥的適用範圍
隔膜閥適用於工作溫度(dù)小於200℃、壓力小於1.0MPa的油品、水、酸性介質和(hé)含懸(xuán)浮物的介質,不適用於(yú)有機溶劑和強氧化劑介質;研磨顆粒性介(jiè)質宜選堰式隔膜閥,選用(yòng)堰式隔(gé)膜(mó)閥要參(cān)照它的流量特性(xìng)表;粘性流體、水泥漿以及沉澱性介(jiè)質宜選用直通(tōng)式隔膜閥;除特定(dìng)要求,隔膜閥不宜用於真空管路和真空(kōng)設備(bèi)上(shàng)。
閥門應用、操作頻(pín)率和服務千變萬化(huà),要控製成本和(hé)發揮閥門的價值,應結(jié)合自身工(gōng)況選擇適用的閥門。
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