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1、阀门学习阀门学习阀门基本知识阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。具体讲，阀门有以下几种用途：1.1 截断阀类：接通或截断管路中各段中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。1.2 调节阀类：调节管路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。1.3 分流阀类：改变管路中介质的流动方向，用于分配、分离或混合介质。如分配阀、三通旋塞阀、三通或四通球阀、疏水阀等。其一般分为：闸阀、截止阀、节流阀、减压阀、球阀、蝶阀、安全阀、止回阀和底阀、隔膜阀、排污阀 、疏水阀、柱塞阀、调节阀。闸 阀

2、闸阀是指关闭件（闸板）沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀在管路中主要作切断用。闸阀是使用很广的一种阀门，一般口径DN50mm的切断装置都选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀，闸阀有以下优点：流体阻力小。开闭所需外力较小。介质的流向不受限制。全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。体形比较简单，铸造工艺性较好。闸阀也有不足之处：外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。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。一、闸阀的种类1 按闸板的构造可分1） 平行式闸阀：密封面与垂直中心线平行，即两个密封面互相平行的闸阀。如图21

3、2所示。 图2-12 图2-13在平行式闸阀中，以带推力楔块的结构最常为常见，既在两闸板中间有双面推力楔块，这种闸阀适用于低压中小口径（DN40300mm）闸阀。也有在两闸板间带有弹簧的，弹簧能产生予紧力，有利于闸板的密封。2）楔式闸阀：密封面与垂直中心线成某种角度，即两个密封面成楔形的闸阀如图213所示。密封面的倾斜角度一般有252，330，5， 8， 10等，角度的大小主要取决于介质温度的高低。一般工作温度愈高，所取角度应愈大，以减小温度变化时发生楔住的可能性。在楔式闸阀中，又有单闸板，双闸板和弹性闸板之分。单闸板楔式闸阀，结构简单，使用可靠，但对密封面角度的精度要求较高，加工和维修较困难

4、，温度变化时楔住的可能性很大。双闸板楔式闸阀在水和蒸气介质管路中使用较多。它的优点是：对密封面角度的精度要求较低，温度变化不易引起楔住的现象，密封面磨损时，可以加垫片补偿。但这种结构零件较多，在粘性介质中易粘结，影响密封。更主要是上、下挡板长期使用易产生锈蚀，闸板容易脱落。弹性闸板楔式闸阀，它具有单闸板楔式闸阀结构简单，使用可靠的优点，又能产生微量的弹性变形弥补密封面角度加工过程中产生的偏差，改善工艺性，现已被大量采用。2 按阀杆的构造闸阀又可分为1） 明杆闸阀：阀杆螺母在阀盖或支架上，开闭闸板时，用旋转阀杆螺母来实现阀杆的升降。如图212所示。这种结构对阀杆的润滑有利，开闭程度明显，因此被广

5、泛采用。2） 暗杆闸阀：阀杆螺母在阀体内，与介质直接接触。开闭闸板时，用旋转阀杆来实现。如图214所示。这种结构的优点是：闸阀的高度总保持不变，因此安装空间小，适用于大口径或对安装空间受限制的闸阀。此种结构要装有开闭指示器，以指示开闭程度。这种结构的缺点是：阀杆螺纹不仅无法润滑，而且直接接受介质侵蚀，容易损坏。 图2-14 图2-15二、闸阀的通径收缩如果一个阀体内的通道直径不一样（往往都是阀座处的通径小于法兰连接处的通径），称为通径收缩。如图215所示。通径收缩能使零件尺寸缩小，开、闭所需力相应减小，同时可扩大零部件的应用范围。但通径收缩后。流体阻力损失增大。在某些部门的某些工作条件下（如石

6、油部门的输油管线），不允许采用通径收缩的阀门。这一方面是为了减小管线的阻力损失，另一方面是为了避免通径收缩后给机械清扫管线造成障碍。 截止阀截止阀是关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。 截止阀在管路中主要作切断用。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DN200mm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。截止阀的种类很多，根据阀杆上螺纹的位置可分：一、上螺纹阀杆截止阀截止阀阀杆的螺纹在阀体的外面。其优点是阀杆不

7、受介质侵蚀，便于润滑，此种结构采用比较普遍。如图 28所示。二、下螺纹阀杆截止阀截止阀阀杆的螺纹在阀体内。这种结构阀杆螺纹与介质直接接触，易受侵蚀，并无法润滑。此种结构用于小口径和温度不高的地方。如图 29所示。 图2-8 图2-9根据截止阀的通道方向，又可分为；直通式截止阀，角式截止阀和三通式截止阀，后两种截止阀通常做改变介质流向和分配介质用。 节流阀节流阀是指通过改变通道面积达到控制或调节介质流量与压力的阀门。节流阀在管路中主要作节流使用。最常见的节流阀是采用截止阀改变阀瓣形状后作节流用。但用改变截止阀或闸阀开启高度来作节流用是极不合适的，因为介质在节流状态下流速很高，必然会使密封面冲蚀磨

8、损，失去切断密封作用。同样用节流阀作切断装置也是不合适的。常见的节流阀如图 2 10所示。 图2-10节流阀的阀瓣有多种形状，常见的有：1 钩形阀瓣，常用于深冷装置中的膨胀阀。如图 211a所示。2 窗形阀瓣，适用于口径较大的节流阀如图211b所示。3 塞形阀瓣，适用于中小口径节流阀，使用较普遍。如图 211C所示。 a b c 图2-11 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。止回阀根据其结构可分一、升降式止回阀：阀瓣沿着阀体垂直中心线滑动的止回阀，如图216所示。 图2-16 图2-17升降式止回阀只能安装在水平管道上，在高压小口径止回阀上阀瓣可采用

9、圆球。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。二、旋启式止回阀：阀瓣围绕阀座外的销轴旋转的止回阀，如图217所示。旋启式止回阀应用较为普遍。三、碟式止回阀：阀瓣围绕阀座内的销轴旋转的止回阀。如图218所示。碟式止回阀结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。四、管道式止回阀，阀瓣沿着阀体中心线滑动的阀门。如图219所示。 图2-18 图2-19管道式止回阀是新出现的一种阀门，它的体积小，重量较轻，加工工艺性好，是止回阀发展方向之一。但流体阻力系数比旋启式止回阀略大。 旋塞阀旋塞阀是指关闭件（塞子）绕阀体中心线旋转来达到开启和关闭的一种阀门。旋塞阀在管路

10、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。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。一、紧定式旋塞阀紧定式旋塞阀通常用于低压直通管道，密封性能完全取决于塞子和塞体之间的吻合度好坏，其密封面的压紧是依靠拧紧下部的螺母来实现的。一般用于PN0.6Mpa。如图21所示。 图2-1 图2-2二、填料式旋塞阀。填料式旋塞阀是通过压紧填料来实现塞子和塞体密封的。由于有填料，因此密封性能较好。通常

11、这种旋塞阀有填料压盖，塞子不用伸出阀体，因而减少了一个工作介质的泄漏途径。这种旋塞阀大量用于PN1Mpa的压力，如图22所示。三、自封式旋塞阀自封式旋塞阀是通过介质本身的压力来实现塞子和塞体之间的压紧密封的。塞子的小头向上伸出体外，介质通过进口处的小孔进入塞子大头，将塞子向上压紧，此种结构一般用于空气介质。如图23所示。四、油封式旋塞阀近年来旋塞阀的应用范围不断扩大，出现了带有强制润滑的油封式旋塞阀。由于强制润滑使塞子和塞体的密封面间形成一层油膜。这样密封性能更好，开闭省力，防止密封面受到损伤。如图24所示。 图2-3 图2-4 球阀球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，球

12、体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。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。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点：1 流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。2 结构简单、体积小、重量轻。3 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。4 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。5 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。6 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。7 适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压

13、力都可应用。球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。球阀按结构形式可分：一、浮动球球阀球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。如图25所示。 图 2-5浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。二、固定球球阀球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭

14、距小，适用于高压和大口径的阀门。如图26所示。为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。三、弹性球球阀球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。如图27所示。弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面

15、的摩擦和操作扭矩。球阀按其通道位置可分为直通式，三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。 图2-6 图2-7 蝶阀蝶板在阀体内绕固定轴旋转的阀门，叫蝶阀。1.作为密封型的蝶阀，是在合成橡胶出现以后，才给它带来了迅速的发展，因此它是一种新型的截流阀。在我国直至二十世纪八十年代，蝶阀主要作用于低压阀门，阀座采用合成橡胶，到九十年代，由于国外交流增多，硬密封金属密封蝶阀得以迅速发展。目前已有多家阀门厂能稳定地生产中压金属密封蝶阀，使蝶阀应运领域更为广泛。2.蝶阀能输送和控制的介质有水、凝结水、循环水、污水、海水、空气、煤气、液态天然气、干燥粉末、泥浆、果浆及带悬浮物的混合物。目前国产

16、蝶阀参数如下：公称压力：PN0.254.0MPa公称统径：DN1003000mm工作温度：4253.蝶阀种类：根据连接方式：法兰式、对夹式。根据密封面材料；软密封、硬密封。根据结构形式，蝶阀可分成以下类型：板式蝶阀 斜板式偏置板式杠杆式4.蝶阀的特点：（1）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。（2）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。（3）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。（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

17、省力。（5）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。5.蝶阀的结构蝶阀主要由阀体、蝶板、阀杆、密封圈和传动装置组成。蝶阀的结构见图1-21。（1）阀体 阀体呈圆筒状，上下部分各有一个圆柱形凸台，用于安装阀杆。蝶阀与管道多采用法兰连接；如采用对夹连接，其结构长度最小。（2）阀杆 阀杆是蝶板的转轴，轴端采用填料函密封结构，可防止介质外漏。阀杆上端与传动装置直接相接，以传递力矩。（3）蝶板 蝶板是蝶阀的启闭件。根据蝶板在阀体中的安装方式，蝶阀可以分成以下几种形式：中心对称

18、板。见图1-21（A），阀杆固定在蝶板的径向中心孔上，阀杆与蝶板均垂直安装(a) (b) (c) (d) 图1-2 蝶阀结构图a: 板式 b:斜板式 c:偏置板式 d:杠杆式二、非密封形蝶阀：关闭时不能保证密封的蝶阀。在管路中只能做节流用，密封圈通常是用金属制成的。 安全阀 安全阀是防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门。 安全阀在管路中，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。一、安全阀常用的术语 1、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称为开启压力。 2、排放压力；阀瓣开启

19、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称为排放压力。 3、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称为关闭压力，又称回座压力。 4、工作压力；设备正常工作中的介质压力称为工作压力。此时安全阀处于密封状态。 5、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，称为阀的排量。二、安全阀的种类1、根据安全阀的结构可分重锤（杠杆）式安全阀：用杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力。重锤式安全阀靠移动重锤的位置或改变重锤

20、的重量来调整压力。它的优点在于结构简单；缺点是比较笨重回座力低。这种结构的安全阀只能用于固定的设备上。如图2-22所示。弹簧式安全阀：利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力并使之密封。弹簧式安全阀靠调节弹簧的压缩量来调整压力。它的优点在于比重锤式安全阀体积小、轻便，灵敏度高，安装位置不受严格限制；缺点是作用在阀杆上的力随弹簧变形而发生变化。同时必须注意弹簧的隔热和散热问题。弹簧式安全阀的弹簧作用力一般不要超过2000公斤。因为过大过硬的弹簧不适于精确的工作。如图2-23所示。脉冲式安全阀：脉冲式安全阀由主阀和辅阀组成。主阀和辅阀连在一起，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作。如图2-24所示。 图2-22

21、 图2-23 图2-24 脉冲式安全阀通常用于大口径管路上。因为大口径安全阀如采用重锤或弹簧式时都不适应。脉冲式安全阀由主阀和辅阀两部分组成。当管路中介质超过额定值时，辅阀首先动作带动主阀动作，排放出多余介质。2、根据安全阀阀瓣最大开启高度与阀座通径之比，又为分可：微启式：阀瓣的开启高度为阀座通径的1/201/10。如图2-25所示。由于开启高度小，对这种阀的结构和几何形状要求不象全启式那样严格，设计、制造、维修、和试验都比较方便，但效率较低。全启式：阀瓣的开启高度为阀座通径的1/41/3。如图2-26所示。 图 2-25 图2-26 全启式安全阀是借助气体介质的膨胀冲力，使阀瓣达到足够的升高

22、和排量。它利用阀瓣和阀座的上、下两个调节环，使排出的介质在阀瓣和上下两个阀节环之间形成一个压力区，使阀瓣上升到要求的开启高度和规定的回座压力。此种结构灵敏度高，使用较多，但上、下调节环的位置难于调整，使用须仔细。3、根据安全阀阀体构造又可分全封闭式：排放介质时不向外泄漏，而全部通过排泄管放掉。半封闭式：排放介质时，一部分通过排泄管排放，另一部分从阀盖与阀杆配合处向外泄漏。敞开式：排放介质时，不引到外面，直接由阀瓣上访排泄。疏水阀当蒸汽冷凝时，它会释放出汽化的能量（潜热能）而形成冷凝水。冷凝水只含有饱和温度下水所含有的能量（显热能）。但是为了确保蒸汽系统中维持最大的热传导效率，此冷凝水必须排出系

23、统之外，另外从锅炉中产生的一些不凝性气体和空气以及蒸汽系统起动时管道内的空气也必须排出蒸汽系统，但同时必须保留有用的蒸汽，这些功能就是由一种自动装置 - 蒸汽疏水阀来完成。目前疏水阀在世界范围内，按工作原理划分，主要有三大类1、 械型蒸汽疏水阀：利用冷凝水与蒸汽之间的密度差来操作的。机械类疏水阀的第一大类是浮球式疏水阀，目前国际上主导的产品为连杆式浮球疏水阀，其工作原理如图1所示。疏水阀除了排水阻汽功能外，要求具有良好的排空气性能，所有的斯派莎克浮球式蒸汽疏水阀均带有热静力派空气装置TV，作为标准配置。有些疏水阀除了排空气装置以外，还带有蒸汽汽锁释放装置，主要应用于发生蒸汽堵塞冷凝水无法到达疏

24、水阀的场合即所谓的蒸汽汽锁情况，如使用虹吸管排除冷凝水（旋转滚筒设备）或疏水阀前有一段长管道时。浮球式蒸汽疏水阀在冷凝水产生后立刻排出冷凝水，能够根据压力和负载的变化迅速排出大量的冷凝水，当对于其它类型的同口径疏水阀排量大，因此它最适合于换热要求高、设备不允许积水的各种换热设备以及带自动温度控制的设备的最佳选择。同时该类型的疏水阀出口总是浸没在冷凝水中，具有真正意义上排水阻汽的功能。斯派莎克可以提供各种型号的浮球式蒸汽疏水阀能满足各种制程工艺的需要，主要型号FT14，FT43，FT44，FT47，FT46，FTC32，FT12，FT450等。1. 在起机阶段，热静力排空装置(TV)可排出空气，

25、否则空气积聚在疏水阀内会引起气锁。2.当冷凝水到达疏水阀，浮球升起，阀门打开，热的冷凝水使排气阀关闭。冷凝水以饱和温度排出。3.当所有的冷凝水被排出后，蒸汽进入疏水阀。此时浮球下降，阀门关闭。阀芯总是低于水位的，以防直接蒸汽泄漏。图1 浮球式蒸汽疏水阀的工作过程机械式疏水阀的另外一种主要形式为倒吊桶疏水阀，其工作过程如图2所示。倒吊桶疏水阀可以使用于高压的应用。倒吊桶中的空气如不排除就会阻碍疏水阀的正常工作，而倒吊桶疏水阀的排气非常缓慢，所以对于大量空气存在的场合就需要单独的热静力排空气阀，否则会造成设备积水，影响传热效率。因此通常建议安装单独的排空气阀以保证设备迅速有效的起动。很多倒吊桶疏水

26、阀需要配置一个止回阀以防止在压力突然变化或过热时失去水封（闪蒸现象）。水封是保证倒吊桶疏水阀避免泄漏蒸汽的关键之一。倒吊桶疏水阀同样在蒸汽的饱和温度下排放冷凝水。所有的机械式蒸汽疏水阀在疏水阀关闭以后，阀体内存有一定的冷凝水，因此这种疏水阀可能会受到冷冻的危害，如果安装在低温的室外环境中，阀体需要保温。1. 冷凝水到达疏水阀 并在内部形成水封。倒吊桶自身的重量使阀门打开，冷凝水便沿着倒吊桶排出。2. 蒸汽进入吊桶内， 产生浮力使吊桶升 起，阀门关闭。3. 倒吊桶内部的蒸汽 不断冷却并从排气孔中溢出，同时冷凝水进入倒吊桶，阀门再次打开，整个工作循环不断。4. 倒吊桶内的排气孔不断将空气排出至疏水

27、阀顶部，由于排气孔很小，排气比较缓慢，因此常会需要安装单独的排气阀。图2 倒吊桶式蒸汽疏水阀的工作过程2、 热静力式蒸汽疏水阀热静力式蒸汽疏水阀根据蒸汽和过冷态冷凝水或空气/蒸汽混合物之间的温度差来工作。它可用于允许过冷台冷凝水存在的设备，可利用冷凝水中的显热能。图3为压力平衡式热静力蒸汽疏水阀的工作过程，这种疏水阀有一个填充液体的不锈钢密封囊，其填充液体的蒸发温度低于饱和蒸汽温度。选择不同的填充液体，冷凝水的排放温度不同，一般低于蒸汽饱和温度5-10度。压力平衡式疏水阀可根据压力变化进行自动调节，其排水温度保持与饱和温度曲线一起变化。同时该疏水阀在冷态时是常开的，排空气性能好。1. 起机时，

28、密封囊是冷的， 阀门完全打开，冷的空气和冷凝水由疏水阀排出。 2. 当冷凝水温度接近蒸汽饱 和温度，填充液体蒸发，产生的压力作用于膜片上，克服压力，在蒸汽进入疏水阀前推动阀芯靠近阀座，关闭阀门。 3. 冷凝水冷却至低于或接近 于蒸汽饱和温度的设定温度，密封囊中的压力下降，阀再次打开，排放出冷凝水。 图3 热静力蒸汽疏水阀 压力平衡式疏水阀的工作过程双金属蒸汽疏水阀的工作原理是众所周知的双金属片的感温特性来工作。其工作过程如图4所示。双金属的工作曲线近于蒸汽饱和曲线，双金属疏水阀一般低于蒸汽饱和温度25-30度时排放冷凝水以充分利用冷凝水中的显热。双金属疏水阀容易受背压大小的影响，背压增大将降低排放温度，增加了设备的积水量。1. 起机阶段阀门是打开的， 冷凝水和空气迅速排放。2. 热的冷凝水通过疏水阀， 双金属片组被加热后膨胀，推动阀芯靠近 阀 座。 当冷 凝水排放温度接近蒸汽温度 时，阀门关闭。3. 冷凝水冷却，双金属片组 收缩，阀门再次打开，又排放冷凝水。工作不断循环。图4 热静力蒸汽疏水阀 双金属式疏水阀的工作过程热静力蒸汽疏水阀的优点在于：体积小，重量轻，同时有较大的冷凝水排量，冷态时完全打开，排空气性能好，安装于室外不会受到冰冻损坏