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工業(yè)閥門(mén)知識(shí)
閥門(mén):用于控制流體流量、壓力和流向的設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)閥門(mén)?？刂频牧黧w可以是液體、氣體、氣液混合體或固液混合體。閥門(mén)通常由閥體、閥蓋、閥座、啟閉件(閥瓣、塞子、閘板、蝶板和隔膜等)組成。)、驅(qū)動(dòng)裝置(閥桿和閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng))、密封件(填料、墊片等。)和緊固件。閥門(mén)的控制功能是通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或流體驅(qū)動(dòng)啟閉件的升降、滑動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)來(lái)改變流道面積的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
閥門(mén)是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截?cái)?、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流、泄壓等功能。從最簡(jiǎn)單的截止閥到極其復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)，流體控制系統(tǒng)中使用的閥門(mén)種類(lèi)和規(guī)格相當(dāng)多。閥門(mén)可以控制各種流體的流動(dòng)，如空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)。閥門(mén)的公稱(chēng)通徑從幾毫米的儀表閥到10米以上的工業(yè)管道閥門(mén)。閥門(mén)的工作壓力可以從1.3×超高壓閥門(mén)從10-3MPa到1000MPa。工作溫度從-269℃到1430℃。閥門(mén)的啟閉可以通過(guò)手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電氣或電氣-液聯(lián)動(dòng)、電磁驅(qū)動(dòng)等多種控制方式進(jìn)行；也可以根據(jù)預(yù)定的要求在壓力、溫度或其他形式的傳感信號(hào)的作用下行動(dòng)，或者只是簡(jiǎn)單的打開(kāi)或關(guān)閉。閥門(mén)被廣泛使用。
閥門(mén)分類(lèi)：
根據(jù)閥門(mén)的功能劃分：
按照閥門(mén)的公稱(chēng)壓力：
按閥門(mén)使用溫度劃分：
閥門(mén)的基本性能：
閘閥：
閥門(mén)采用閘板作為啟閉件，沿閥座軸線(xiàn)垂直移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作。閘閥的主要優(yōu)點(diǎn)是流道通暢，流體阻力小，啟閉扭矩??；主要缺點(diǎn)是密封面容易劃傷，啟閉時(shí)間長(zhǎng)，體型和重量大。閘閥廣泛應(yīng)用于管道，適用于制造大直徑閥門(mén)。閘閥通常用于切斷流體，不適合調(diào)節(jié)流量。因?yàn)楫?dāng)閘閥處于半開(kāi)位置時(shí)，閘閥會(huì)受到流體的侵蝕和沖擊，損壞密封面，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。根據(jù)閘門(mén)的結(jié)構(gòu)，閘門(mén)可以分為楔形和平行兩種類(lèi)型。
楔形閘門(mén)有三種結(jié)構(gòu)：
單閘板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)楔角的加工精度要求較高，容易出現(xiàn)卡緊、擦傷現(xiàn)象；
雙閘結(jié)構(gòu)對(duì)楔角精度要求較低，閘板不易楔死，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；
彈性閘板兼具單閘板和雙閘板的優(yōu)點(diǎn)，可以避免其缺點(diǎn)，因此應(yīng)用廣泛。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是閘板周?chē)幸粋€(gè)環(huán)形槽，使閘板具有適當(dāng)?shù)膹椥浴?/p>
平行閘閥通常采用雙閘板結(jié)構(gòu)；由于清潔閥門(mén)和管道的需要，特殊用途的閘閥采用單閘板結(jié)構(gòu)，如長(zhǎng)距離輸油和輸氣管道中使用的大直徑閘閥。
截止閥：
使用閥瓣作為啟閉件，沿閥座軸移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作的閥門(mén)。截止閥主要用于切斷流體，也可用于在調(diào)節(jié)性能要求不高的情況下調(diào)節(jié)流量。截止閥是管道中常用的閥門(mén)。
常見(jiàn)的截止閥流道形式有三種:直通式、DC式和直角式。直通截止閥(圖2直通截止閥流道)具有較大的流體阻力，通常稱(chēng)為球形閥，因?yàn)殚y體的形狀與球體相似。為了降低流體阻力，DC式多用于含有固體顆粒或高粘度的流體。
直角管道用于高壓和中壓直角管道。截止閥的密封面主要有平面和錐面。錐面密封的接觸面寬度小于平面密封，密封力小，密封性能容易保證，啟閉力低很多，多用于高壓場(chǎng)合。為了降低啟閉力，開(kāi)發(fā)了高壓平衡截止閥。它使用壓力平衡閥瓣。流體通過(guò)閥瓣下部的小孔進(jìn)入閥瓣上部。
截止閥的主要優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)啟高度小(通常為閥座通孔直徑的1/4)，因此開(kāi)關(guān)更快；密封面在開(kāi)閉過(guò)程中一般不會(huì)相對(duì)滑動(dòng)，因此不容易磨損和劃傷；閥瓣和閥座維護(hù)方便。缺點(diǎn)是啟閉力和流體阻力大，不能太大。一般中低壓截止閥的公稱(chēng)直徑不大于250mm，高壓截止閥不大于150mm。
止回閥：
閥門(mén)，也稱(chēng)為單向閥，可以自動(dòng)阻止流體回流。通常，流體在壓力下打開(kāi)閥門(mén)的閥瓣，從進(jìn)口側(cè)流向出口側(cè)。當(dāng)進(jìn)口側(cè)壓力低于出口側(cè)時(shí)，閥瓣在流體壓力和自身重力的作用下自動(dòng)關(guān)閉通道，防止流體回流。根據(jù)閥瓣的不同運(yùn)動(dòng)方式，止回閥主要分為三類(lèi):升降式、旋轉(zhuǎn)式和蝴蝶式。
升降式止回閥的閥體大多類(lèi)似于截止閥的閥體，其流體阻力較大。這種止回閥是高壓小直徑，經(jīng)常使用圓球形閥瓣。旋轉(zhuǎn)式止回閥對(duì)流體的阻力較小，一般適用于中小直徑、低壓大直徑管道。閥門(mén)的通道隔板上經(jīng)常設(shè)置多個(gè)閥瓣，成為多個(gè)閥瓣。
蝶式止回閥的形狀與蝶閥相似。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)流體阻力小。如果止回閥關(guān)閉過(guò)快，可能會(huì)在液體管道中造成液體沖擊，產(chǎn)生噪音，甚至損壞閥門(mén)零件。為了避免這種情況，為了延長(zhǎng)關(guān)閉時(shí)間，可以選擇具有緩沖功能的止回閥。
球閥：
用帶圓形通孔的球體作為啟閉件，球體隨閥桿旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到啟閉動(dòng)作的閥門(mén)。球閥的結(jié)構(gòu)與旋塞閥相似，也有人稱(chēng)之為球形旋塞閥。它由一個(gè)球體和兩個(gè)閥座(密封圈)組成密封副。聚四氟乙烯塑料是閥座中最常用的材料。
球閥在各種閥門(mén)中的流體阻力最小，具有開(kāi)關(guān)快、密封性能好的優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)成為發(fā)展最快的閥門(mén)類(lèi)別。應(yīng)用范圍廣:工作壓力從高真空到高壓(壓力已達(dá)40兆帕)，工作溫度為-253?！?50℃，最大直徑3000毫米。球閥的主要缺點(diǎn)是工作溫度不高。為了提高球閥的使用溫度，目前正在使用碳、石墨等密封圈材料。根據(jù)密封結(jié)構(gòu)原理，球閥分為浮動(dòng)球閥和固定球閥(見(jiàn)圖球閥示意圖)。前者主要依靠流體壓力將球體壓在出口端的閥座上，形成浮動(dòng)密封，因此限制了使用的壓力和直徑。
閥門(mén)密封面的主要結(jié)構(gòu)形式及原理
球閥防靜電及緊急密封裝置：
蝶閥：
蝶閥：
閥門(mén)采用圓形蝶板作為啟閉件，并隨閥桿旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到啟閉動(dòng)作。
蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)快，體積小，重量輕，開(kāi)關(guān)扭矩小。根據(jù)密封要求的不同，蝶閥可以分別設(shè)計(jì)成截?cái)?、調(diào)整或截?cái)嗪驼{(diào)節(jié)功能。蝶閥應(yīng)用廣泛，尤其是在低壓大直徑供水管道中。蝶閥的最大直徑已經(jīng)達(dá)到10米。大直徑蝶閥通常配備緩閉阻尼裝置，以防止水擊。蝶閥的密封材料通常用橡膠制成，用于低溫、高溫或調(diào)節(jié)工況的蝶閥，也用金屬密封材料制成。
中間線(xiàn)蝶閥:中間線(xiàn)蝶閥蝶板的旋轉(zhuǎn)中心(即閥桿的中心)位于閥體的中心線(xiàn)和蝶板的密封面上，閥座采用合成橡膠。關(guān)閉時(shí)，蝶板的外圓形密封面擠壓合成橡膠閥座，使閥座具有彈性變形，形成彈性力。作為密封比壓，保證蝶閥的密封。閥門(mén)可以設(shè)計(jì)成法蘭連接、對(duì)夾連接和單夾連接，同桿可以設(shè)計(jì)成通桿、穿銷(xiāo)釘和兩個(gè)節(jié)桿六方頭連接結(jié)構(gòu)。
典型的單偏心蝶閥：
蝶板回轉(zhuǎn)中心(即閥桿中心)位于閥體中心線(xiàn)上，并與蝶板密封截面形成偏置尺寸。
使蝶板與閥座上的密封面形成一個(gè)完整的圓形。加工過(guò)程中，蝶板與閥座表面的粗糙度容易保證。蝶閥關(guān)閉時(shí)，蝶板的外圓形密封面逐漸靠近并擠壓閥座，使閥座具有彈性和變形。形成的彈性力作為密封比壓，確保密封閥座應(yīng)為軟密封材料。當(dāng)聚四氟乙烯是最好的閥門(mén)完全打開(kāi)時(shí)，蝶板與閥座密封面之間形成間隙。
節(jié)流閥：
通過(guò)縮小流道截面來(lái)控制流體流量或降低流體壓力的調(diào)節(jié)閥。節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)通常與截止閥相似。主要區(qū)別是閥瓣形狀改變，閥桿采用小螺距，比截止閥具有更好的調(diào)節(jié)性能。節(jié)流閥的閥瓣形狀為窗形(用于較大的直徑)、塞形(用于較小的直徑)和針形(用于小直徑)等。針形閥瓣的節(jié)流閥通常被稱(chēng)為針形閥。蝶閥也常被用作節(jié)流閥。
由于節(jié)流作用，閥瓣與閥座之間的流速很大，流體通過(guò)閥瓣后壓力下降很大。由于流體的高速?zèng)_刷和可能的腐蝕作用，閥瓣、閥座和閥體會(huì)受到損壞，尤其是當(dāng)流體腐蝕性大或流體中有固體顆粒時(shí)。
