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迪艾智控是一家专业从事阀门产品研发与制造的产业集团,是中国阀门行业知名品牌、中国通用机械工业协会阀门分会副理事长单位。
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阀门是管路系统中流体输送的控制部件,具有导流、截流、调节、节流、防止倒流分流或溢流卸压等功能。本文介绍几类常用阀门的功能、选用、安装、使用和注意事项等。
1用于截断或接通介质流、包括闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀等。
2用于调节介质的流量、压力等。包括调压阀、节流阀、减压阀等。
3用于阻止介质倒流,包括各种结构的止回阀。
4用于分配、分离或混合介质,包括各种结构分配阀和疏水阀等。
5用于超压安全保护,包括各种类型的安全阀。
1根据控制功能选用。各类阀门具备各自的功能,选用时应注意其相应的功能。
2根据工况选用。常用阀门的技术参数包括公称压力,最大允许工作压力、工作温度(最低和最高温度)和介质(腐蚀性、可燃性)。选用时应注意工况的上述参数是否与阀门的技术参数相符合。
3根据安装结构选用。管路系统的安装结构有管螺纹、法兰、卡套、焊接、软管等。所以阀门的安装结构必须与管道的安装结构相一致,并且规格尺寸要相符合。
4优先选用。国标gb/t13927-2008(工业阀门 压力试验)中规定,非金属弹性密封的阀门,其最大允许泄漏量为零;金属密封阀门,其最大允许泄漏量为.1xdnmm3/s,所以合格的金属密封阀门可能会有微小泄漏量。因此,要求无泄漏的场合,尤其是管路终端,宜选用球阀、软密封的截止阀等非金属弹性密封阀门,而不宜采用闸阀及金属密封的截止阀和止回阀等。
1管螺纹连接的阀门与管端的管螺纹相连接,其中的内螺纹可以是圆柱管螺纹也可以是圆锥管螺纹,而外螺纹必须是圆锥管螺纹。
2内螺纹连接的闸阀与管端相连接,须控制管端外螺纹长度尺寸,以免管端过量旋入以致顶压闸阀管螺纹内端面,造成阀座变形而影响密封性。
3管螺纹连接的阀门、安装旋紧时应扳钳该螺纹同侧的六角或八角部位,不应扳钳阀门另一端的六角或八角部位,以免造成阀门变形。
4法兰连接阀门的法兰与管端的法兰不仅应规格一致,而且须公称压力一致。
1阀门技术参数中指的最大允许工作压力是指常温时的工作压力。而阀门材料的机械强度随温度升高而降低,所以阀门允许工作压力将随着介质温度的升高而降低。根据壳体材料,黄铜阀门的温度,压力额定值如表一所示:
表一
介质温度℃ 允许工作压力(mpa) 公称压力mpa | 0-120 | 120-150 | 150-200 |
0.6 | 0.6 | 0.54 | 0.48 |
1.0 | 1.0 | 0.90 | 0.80 |
1.6 | 1.6 | 1.44 | 1.28 |
2.0 | 2.0 | 1.80 | 1.60 |
2.5 | 2.5 | 2.25 | 2.00 |
4.0 | 4.0 | 3.60 | 3.20 |
此外,介质的最高工作温度还受到填料材料耐温度的限制,非金属弹性密封的阀门,还同时受到密封件材料耐温度的限制。构成上述零件的常用材料及其耐温度值如表二所示:
表二
材料 | 最高使用温度℃ |
聚四氟乙烯 | 200 |
丁腈橡胶 | 120 |
硅橡胶 | 180 |
另外,当阀门用于饱和蒸汽时,由于非金属材料受到温度的限制,阀门的最高工作压力不仅要符合表一和表二的规定,还应符合表三的要求。
表三
饱和蒸汽压力mpa | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
饱和蒸汽温度℃ | 120 | 133 | 144 | 152 | 165 | 165 | 170 | 175 | 180 |
2为延长阀门的使用寿命,闸阀和球阀应作为全开或全关使用,不宜部分开启节流使用。因为部分开启时,流动着的介质会冲蚀闸板和球的密封面。当介质夹有杂物时,这种冲蚀作用会更大。
3阀门在安装时尽量不要拆卸安装,如需拆卸安装,请务必做好标识,尤其对闸阀,重新安装后的闸板方向应与拆卸前的方向一致。
4水暖用阀门不允许使用在输送可燃性气体,腐蚀性介质的管道上。如需在上述管道中使用时,建议选购专用阀门,如煤气阀、不锈钢阀门等。
止回阀又称逆流法、逆止阀、背压阀和单向阀。这些阀门是靠管路中介质本身的流动产生的力自动开启和关闭的,属于一种自动阀门。止回阀用于管路系统,起主要作用时防止截止倒流、防止泵及驱动电动机反转以及容器介质的泄放。止回阀还适用于压力可能超过系统压得辅助系统提供补给的管路上。可分为旋启式和升降式。
截止阀是指关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门。根据阀瓣的这种移动形式,阀座通口的变化是与阀瓣的行程成正比例关系。由于此类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短,而且具有非常可靠的切断功能,又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系,非常适合与对流量的调节。因此,这种类型的阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。
优点:
①在开启和关闭的过程中,由于阀瓣与阀体密封面间的摩擦力比闸阀小,因而耐磨;
②开启高度一般为阀座通径的1/4,比闸阀小得多;
③通常在阀体和阀瓣只有一个密封面,因而制造工艺性比较好,便于维修;
④由于填料一般为石棉和石墨的混合物,故耐温等级较高。
缺点:
①由于介质通过阀门的流动方向发生了变化,因此截止阀的最小流阻也叫大多数其他类型阀门;
②由于行程较长,开启速度较球阀慢。
闸阀是指关闭件(闸板)沿通道轴线的垂直方向移动的阀门,在管路上主要作为切断介质用,即全开或者全关使用。一般,闸阀不可作为调节流量适用。根据阀门的不同材质,可以适用低温低压也可适用于高温高压。但闸阀一般不用于输送泥浆等介质的管路中。
优点:
①流体阻力小;
②启、闭所需力矩较小;
③可以使用在介质向两方向流动的环网管路上,也就是说介质的流动方向不受限制;
④全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小;
⑤形体结构比较简单,制造工艺性较好;
⑥结构长度比较短。
减压阀是通过调节,将进口压力减至某一需要的出口压力,并依靠截止本身的能量,使出口压力保持恒定的阀门。
球阀是由旋塞阀演变而来的,它的启闭件是一个球体,利用球体绕阀杆的轴线旋转90℃实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成v型开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
优点:
①具有最低的流阻(实际为0);
②因在工作时不会卡住(在无润滑剂时),故能可靠地适用于腐蚀性介质和低沸点液体中;
③在较大的压力范围和温度范围内,能实现完全密封;
④可实现快速启闭,某些结构的启闭时间仅为0.05~0.1s,以保证能用于实验台的自动化系统中。快速启闭阀门时,操作无冲击;
⑤球形关闭件能在边界位置上自动定位;
⑥工作介质在双面上密封可靠;
⑦在全开和全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的腐蚀;
⑧结构紧凑,重量轻,可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门;
⑨阀体对称,尤其是焊接阀体结构,能很好的承受来自管道的应力;
⑩关闭件能承受关闭时的高压差。
缺点:
①因为球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯,他对几乎所有的化学物质都是惰性的,且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点,但聚四氟乙烯的物理特性,包括较高的膨胀系数,对冷流体的敏感性和不良的热传导性,要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。而且,聚四氟乙烯的耐温等级较低,只能在180℃情况下使用。考虑到长期使用情况下,一般温度只会在120℃使用;
②它的调节性能相对于截止阀要差一些。