阀门管件知识.docx
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阀门管件知识
1.阀门管件知识
1.1.常用阀门原理和特点简介
1.1.1.截止阀
1）原理
阀杆轴线与阀座密封面垂直。
阀杆开启或关闭行程相对较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。
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于其它阀门。
2）优点
a）在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。
b）开启高度小。
c）通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。
1.1.2.球阀
1）原理
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。
2）主要优点
a）流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。
b）结构简单、体积小、重量轻。
c）紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。
d）操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。
e）维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。
f）在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。
g）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。
1.1.3.蝶阀
1）原理
蝶板在阀体内绕固定轴旋转。
2）优点
a）结构简单，外形尺寸小。
由于结构紧凑，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。
b）流体阻力小，全开时，阀座通道有效流通面积较大，因而流体阻力较小。
c）启闭方便迅速，调节性能好，蝶板旋转90°既可完成启闭。
通过改变蝶板的旋转角度可以分级控制流量。
d）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。
e）低压密封性能好，密封面材料一般采用橡胶、塑料、故密封性能好。
受密封圈材料的限制，蝶阀的使用压力和工作温度范围较小。
但硬密封蝶阀的使用压力和工作温度范围，都有了很大的提高。
1.1.4.闸阀
1）原理
关闭件（闸板）沿通路中心线的垂直方向移动（一般口径DN≥50mm的切断装置都选用）。
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。
2）优点
a）流体阻力小。
b）开闭所需外力较小。
c）介质的流向不受限制。
d）全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。
e）体形比较简单，铸造工艺性较好。
3）缺点
a）外形尺寸和开启高度都较大。
安装所需空间较大。
b）开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。
c）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。
1.1.5.安全阀
1）原理
当介质工作压力超过规定数值时，阀门便自动开启，排放出多余介质；而当工作压力恢复到规定值时，又自动关闭。
2）安全阀常用术语
开启压力：
当介质压力上升到规定压力数值时，阀瓣便自动开启，介质迅速喷出，此时阀门进口处压力。
排放压力：
阀瓣开启后，如设备管路中的介质压力继续上升，阀瓣应全开，排放额定的介质排量，这时阀门进口处的压力。
关闭压力：
安全阀开启，排出了部分介质后，设备管路中的压力逐渐降低，当降低到小于工作压力的预定值时，阀瓣关闭，开启高度为
零，介质停止流出。
这时阀门进口处的压力。
工作压力：
设备正常工作中的介质压力
排量：
在排放介质阀瓣处于全开状态时，从阀门出口处测得的介质在单位时间内的排出量。
1.1.6.止回阀
1）原理
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。
2）分类
a）旋启式止回阀有一介铰链机构，还有一个像门一样的阀瓣自由
b）地靠在倾斜的阀座表面上。
为了确保阀瓣每次都能到达阀座面的合适位置，阀瓣设计在铰链机构，以便阀瓣具有足够有旋启空间，并使阀瓣真正的、全面的与阀座接触。
旋启式止回阀在完全打开的状况下，流体压力几乎不受阻碍，因此通过阀门的压力降相对较小。
c）升降式止回阀的阀瓣座落位于阀体上阀座密封面上。
此阀门除
d）了阀瓣可以自由地升降之外，其余部分如同截止阀一样，流体压力使阀瓣从阀座密封面上抬起，介质回流导致阀瓣回落到阀座上，并切断流动。
像截止阀一样，流体通过升降式止回阀的通道也是狭窄的，因此通过升降式止回阀的压力降比旋启式止回阀大些，而且旋启式止回阀的流量受到的限制很少。
1.1.7.隔膜阀
1）原理
启闭件是一块用软质材料制成的隔膜，把阀体内腔与阀盖内腔及驱动部件隔开。
2）特点
a）隔膜把下部阀体内腔与上部阀盖内腔隔开，使位于隔膜上方的阀杆、阀瓣等零件不受介质腐蚀，省去了填料密封结构，且不会产生介质外漏。
b）采用橡胶或塑料等软质密封制作的隔膜，密封性较好。
由于隔膜为易损件，应视介质特性而定期更换。
受隔膜材料限制，隔膜阀适用于低压和温度相对不高的场合。
1.1.8.疏水阀
1）疏水阀原理（热动力式）
阀内有一个活动阀片，既是敏感件又是动作执行件。
根据蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力
学原理，使阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。
2）特点（热动力式）
当装置启动时，管道出现冷却凝结水，凝结水靠工作压力推开阀片，迅速排放。
当凝结水排放完毕，蒸汽随后排放，因蒸汽比凝结水的体积和流速大，使阀片上下产生压差，阀片在蒸汽流速的吸力下迅速关闭。
当阀片关闭时，阀片受到两面压力，阀片下面的受力面积小于上面的受力面积，因疏水阀汽室里面的压力来源于蒸汽压力，所以阀片上面受力大于下面，阀片紧紧关闭。
循环工作，间断排水。
3）疏水阀原理（杠杆浮球式）
内部浮球连接杠杆带动阀心，随凝结水的液位升降进行开关阀门。
利用双阀座增加凝结水排量，可达到体积小排量大。
4）特点（杠杆浮球式）
当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水经过发射管进入疏水阀内，阀内的双金属片排空元件把球桶弹开，阀门开启，空气和低温凝结水迅速排出。
当蒸汽进入球桶内，球桶产生向上浮力，同时阀内的温度升高，双金属片排空元件收缩，球捅漂向阀口，阀门关闭。
当球桶内的蒸汽变成凝结水，球桶失去浮力往下沉，阀门开启，凝结水迅速排出。
当蒸汽再进入球桶之内，阀门再关闭，间断和连续工作。
1.1.9.调节阀
1）调节阀原理
根据调节部位信号，自动控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。
2）特点
流通能力Cv是选择调节阀的主要参数之一，当调节阀全开时，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm3时，每小时流径调节阀的流量数，称为流通能力，根据流通能力Cv值大小查表，就可以确定调节阀的公称通径DN。
1.2.选择阀门的步骤和依据
1.2.1.选择步骤
1）明确阀门在设备或装置中的用途，确定阀门的工作条件：
适用介质、工作压力、工作温度等等。
2）确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式：
法兰、螺纹、焊接等。
3）确定操作阀门的方式：
手动、电动、电磁、气动或液动、电气联动或电液联动等。
4）根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料：
灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、不锈耐酸钢、铜合金等。
5）选择阀门的种类：
闭路阀门、调节阀门、安全阀门等。
6）确定阀门的型式：
闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀、等。
7）确定阀门的参数：
对于自动阀门，根据不同需要先确定允许流阻、排放能力、背压等，再确定管道的公称通径和阀座孔的直径。
8）确定所选用阀门的几何参数：
结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外型尺寸等。
1.2.2.选择阀门的依据
1）所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式。
2）工作介质的性质：
工作压力、工作温度、腐蚀性能，是否含有固体颗粒，介质是否有毒，是否是易燃、易爆介质，介质的黏度等等。
3）对阀门流体特性的要求：
流阻、排放能力、流量特性、密封等级等等。
4）安装尺寸和外形尺寸要求：
公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或重量限制等。
5）对阀门产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等的附加要求。
常用安全阀选用的一般规则:
1）热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。
2）蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。
3）水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀，或用安全泄放阀。
4）高压给水一般用封闭全启式安全阀，如高压给水加热器、换热器等。
5）气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀，如储气罐、气体管道等。
1.3.选用阀门的注意事项
1）截止和开放介质用的阀门
流道为直通式的阀门，其流阻较小，通常选择作为截止和开放介质用的阀门。
向下闭合式阀门（截止阀、柱塞阀）由于其流道曲折，流阻比其他阀门高，故较少选用。
在允许有较高流阻的场合，可选用闭合式阀门。
2）控制流量用的阀门
通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。
向下闭合式阀门（如截止阀）适于这一用途，因为它的阀座尺寸与关闭件的行程之间成正比关系。
旋转式阀门（旋塞阀、蝶阀、球阀）和挠曲阀体式阀门（夹紧阀、隔膜阀）也可用于节流控制，但通常只能在有限的阀门口径范围内适用。
闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座口做横切运动，它只有在接近关闭位置时，才能较好地控制流量，故通常不用于流量控制。
3）换向分流用的阀门
根据换向分流的需要，这种阀门可有三个或更多的通道。
旋塞阀和球阀较适用于这一目的，因此，大部分用于换向分流的阀门都选取这类阀门中的一种。
但是在有些情况下，其他类型的阀门，只要把两个或更多个阀门适当地相互连接起来，也可作换向分流用。
4）带有悬浮颗粒的介质用阀门
当介质中带有悬浮颗粒时，最适于采用其关闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门。
如果关闭件对阀座的来回运动是竖直的，那末就可能夹持颗粒，因此这种阀门除非密封面材料可以允许嵌入颗粒，否则只适用于基本清洁的介质。
球阀和旋塞阀在启闭过程中对密封面均有擦拭作用，故适宜用在带有悬浮颗粒的介质中。
1.4.阀门型号编制方法
阀门的型号编制阀门的型号由7个单元组成，其含义如下：
1）类型代号
类型
代号
类型
代号
闸阀
Z
旋塞阀
X
截止阀
J
止回阀和底阀
H
节流阀
L
安全阀
A
球阀
Q
减压阀
Y
蝶阀
D
疏水阀
S
隔膜阀
G
2）传动方式代号
传动方式
代号
传动方式
代号
电磁动
0
伞齿轮
5
电磁-液动
1
气动
6
电-液动
2
液动
7
蜗轮
3
气-液动
8
正齿轮
4
电动
9
注：
手轮、手柄和扳手传动以及安全阀、减压阀、疏水阀省略本代号。
3）连接形式代号
类型
代号
类型
代号
内螺纹
1
对夹
7
外螺纹
2
卡箍
8
法兰
4
卡套
9
焊接
6
4）结构形式代号
5）阀座密封面或衬里材料代号
6）公称压力代号
用阿拉伯数字表示，其数值是以兆帕（MPa）为单位的公称压力
值的10倍。
7）阀体材料代号
用汉语拼音字母表示。
灰铸铁Z可锻铸铁K铜及铜合金T碳钢C,PN《1.6MPa的铸铁和PN》2.5MPa的碳素钢阀体省略本代号。
举例：
G41J-6_DN400，衬胶隔膜阀，公称通径为400，法兰连接屋脊式；A27H-10_DN65，微启式安全阀，公称通径为65，外螺纹合金钢。
1.5.管件
为使管道既有金属的强度、刚度，又有优良的耐腐蚀性能。
外壳采用金属材
料（碳钢、铸钢等），内壁衬不同厚度的防腐材料，如氟塑料（F46/F4），聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚烯烃（PO）等。
可根据不同的工艺条件选用不同的衬里材质，我们常用的为衬PO管。
1）衬聚四氟乙烯PTFE（F4）
适用介质：
强酸、强碱、强氧化剂等。
工作温度：
180℃。
特点：
具有优异的化学稳定性，有很高的耐热性、耐寒性；磨擦系数很低，是极好的自润滑材料，但机械性能较低、流动性能较低、流动性差、热膨胀大。
它的特有性能是其它材料所不及的，所以聚四氟乙烯有"塑料王"之称，是当今世界最耐腐蚀的材料。
2）衬聚全氟乙丙烯（F46）
适用介质：
任何有机溶剂或试剂、稀或浓无酸、碱、醇、酮、芳烃、氯化烃等。
工作温度：
150℃。
特点：
力学、电性能和化学稳定性基本与F4相同，但突出优点是冲击韧性高，即使带缺口的试样也冲不断，有极好的耐候性和耐辐射性。
易于成型加工，是为了克服聚四氟乙烯成型加工困难而发展的一种含氟树脂，除使用温度低于F4外，其它都保持了聚四氟乙烯的优良性能。
3）衬聚丙烯（PP）
适用介质：
无机盐类的水溶液、无机酸类、碱类的稀或浓溶液。
工作温度：
100℃。
特点：
是最轻的塑料之一，其屈服、拉伸和压缩强度、硬度均优于低压聚乙稀，有很突出的刚性，耐热性好，易成型，价谦。
改性后冲击性、流动性、弯曲弹性模数提高。
4）衬聚烯烃（PO）
适用介质：
各种浓度的酸碱盐及某些有机溶剂。
工作温度：
110℃。
特点：
是目前世界上最理想的防腐蚀、防静电、无毒、强度高的优质材料，已广泛用于旋转成型设备和阀门、管道作内衬。
广泛应用于化工、冶金、食品、交通、医药、纺织等行业。
5）衬聚乙烯（PE）
适用介质：
各种浓度的酸碱盐及某些的机溶剂。
工作温度：
-40~80℃。
特点：
用量最大的塑料，广泛用于旋成型设备和管道作内衬。
广泛用于化工、冶金、食品、医药等行业。
6）钢骨架复合管
钢骨架塑料复合管是以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，以高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）为基体，并用高性能的黏结树脂层将钢丝骨架内外层高密度聚乙烯紧密的连接在一起．该黏结树脂是一种高性能黏结材料，属于ＨＤＰＥ改性材料，与ＨＤＰＥ在加热的条件下能完全融为一体，同时，其极性键与钢有极强的黏结性能。
由于黏结树脂的使用，成功的解决了钢，ＨＤＰＥ间无连接因子的问题，具有优良的复合效果。
特点：
具有超过普通纯塑料管的强度、刚性、抗冲击性，类似于钢管的低线膨胀系数和抗蠕变性等特点；双面防腐，具有与塑料管相同的防腐性能，且使用温度和耐腐蚀性能高，导热系数低；内壁光滑，不结垢，管道水头损失比钢管低30%；可通过调整钢丝直径，塑料层的厚度等，制造不同压力等级的管材；结构优良，管材的增强骨架与内外层塑料互相包容成为一个整体，无内外层塑料与增强体剥离之忧。
重量轻，安装方便，克服了塑料管的快速应力开裂现象，由于钢塑两种材料的结构是复合而成的，所以不会发生塑料管难以克服的快速应力。
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