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閥門分類及用途

文章來源:華道顧問 編輯:華道顧問


閥門根據其種類和用途有不同的要求,主要有密封、強度、調節、流通、啟閉等性能。在設計和選用閥門時,除了要考慮基本參數和性能外,還要考慮流體的性能,包括流體的相態(氣體、液體或含固體顆粒)、腐蝕性、粘度、毒性、易燃易爆性,貴重稀有程度和放射性等。

按壓力分類

真空閥門:PN低于標準大氣壓
低壓閥門:PN ≤ 1.6 MPa
中壓閥門:PN = 2.5-6.4 MPa
高壓閥門:PN = 10-80 MPa
超高壓閥門:PN ≥ 100 MPa
ps:PN指公稱壓力,即閥門在基準溫度下允許的最大工作壓力。

按介質工作溫度分類

高溫閥門:t > 450 ℃
中溫閥門:120 ℃ < t ≤ 450 ℃
常溫閥門:-30 ℃ ≤ t ≤ 120 ℃
低溫閥門:t < -30 ℃
按公稱通徑分類
小口徑閥門:DN < 40 mm
中口徑閥門:DN = 40 - 300 mm
大口徑閥門:DN = 350 - 1200 mm
特大口徑閥門:DN ≥ 1400 mm

按驅動方式分類

手動閥門:借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等,由人力驅動,傳遞較大的力矩時,裝有齒輪等減速裝置。
電動閥門:用電動機、電磁或其他電氣裝置驅動。
液動閥門:借助液體(水、油等液體介質)驅動。
氣動閥門:借助壓縮空氣驅動。

按用途分類
一、閘閥指關閉件(閘板)沿通道中心線的垂直方向移動的閥門。在管道上主要作截斷用,也具有一定的調節流量的性能。特點:
流體阻力小。
啟閉力矩小。
介質流動方向不受限制。
結構長度較短。
密封性能好。
密封面易損傷。
啟閉時間長,高度大。
結構復雜零件較多,制造與維修較困難。

按閥板構造分類

明桿閘閥:閥桿螺紋及螺母不與介質接觸,不受介質溫度的腐蝕性的影響,開啟程度明顯易見,因而得到廣泛應用。
暗桿閘閥:螺桿螺紋及螺母與介質接觸,受介質溫度和腐蝕性影響,但閥的高度尺寸較小。暗桿閘閥適用于非腐蝕性介質及外界環境條件較差的場合。
按閥體內通道直徑是否一致分
縮徑閘閥:閥座處的通徑小于法蘭連接處的通徑。
等徑閘閥:閥座處的通徑與法蘭連接處的通徑相一致。
通徑收縮能使閥門零件尺寸縮小,開、閉所需的力亦相應減小,同時可擴大零部件的通用范圍。但是,通徑收縮后,流體阻力損失將增加。

二、球閥,利用一個中間開孔的球體做閥心,靠旋轉球體來控制閥的開啟和關閉。球閥可做直通、三通或四通。球閥在管道上主要作截斷、分配和改變介質流動方向用。
由于球閥座應用了橡膠材料,所以其使用溫度收到了限制。為了應付可能發生的火災情況,許多設計者都采用輔助性的金屬對金屬密封。球閥不適宜用作節流閥,但其在部分開啟狀態下,可用來將進入或排出系統的壓力減少。在生產設備上,球閥常用作一般目的的開/閉閥。
浮動球球閥:其球體是浮動的,在介質壓力作用下,球體能產生一定的位移并壓附在出口端的密封圈上,保證出口端密封。這種球閥結構簡單、密封性好,但在出口端密封處承壓高,操作扭矩也較大。這種結構廣泛應用于中低壓球閥。
固定球球閥:這種球閥的球體是固定的,受壓后不產生移動,通常與球成一體的上下軸上裝有滾動或滑動軸承,操作扭矩小,適用于高壓和大口徑閥門。

三、截止閥,指關閉件(閥瓣)沿閥座中心線移動的閥門,在管道上主要作截斷用。

上螺紋閥桿截止閥的閥桿螺紋處在介質之外,閥桿螺紋不受介質浸蝕,亦便于潤滑,此種結構采用得較普遍。
下螺紋閥桿截止閥的閥桿螺紋在閥體內與介質直接接觸,不僅無法潤滑,還受介質浸蝕,此種結構用于小口徑閥門和溫度不高的介質。

四、止回閥,依靠介質本身的流動自動開閉閥瓣,介質只能單方向流動、可防止介質倒流的閥門叫止回閥。
升降式止回閥,這種閥門的閥瓣沿著閥座孔的中心線移動,閥瓣靠流體的推力打開,靠重力落下,因此它只能安裝在水平管道上。升降式止回閥的閥體形狀與截止閥相似,因此它的流動阻力系數亦較大。
旋啟式止回閥,這種閥門的閥瓣繞閥座處的銷軸旋轉。閥瓣一般為整體結構,有些大口徑止回閥(公稱直徑為600mm及以上)多采用多瓣式。

五、安全閥
按加載結構分類
杠桿重錘式安全閥:重錘通過杠桿加載到閥瓣上,載荷幾乎不隨開啟高度變化。由于這種安全閥杠桿部分的尺寸比較大、使整個閥比較笨重,回座壓力低,在工程中已較少采用。
先導式安全閥:由主閥和副閥組成。介質壓力和彈簧壓力同時加載于主閥瓣,超壓時副閥瓣先開啟,導致主閥開啟。主要用于大口徑和高壓的場合。
彈簧式安全閥:彈簧力加載于閥瓣,載荷隨開啟高度變化。優點在于比重錘式安全閥小,輕便,靈敏度高,安裝位置不受嚴格限制,在油氣急輸工程中普遍采用。
按安全閥開啟高度分類
微啟式安全閥:開啟高度為閥座喉徑的1/40-1/20,通常做成漸開式(開啟高度隨壓力變化而逐漸變化)。主要用于泄放量較小的液體介質場合。
全啟式安全閥:開啟高度等于或大于閥喉徑1/4,通常做成急開式(閥瓣在開啟的某一瞬間突然跳起,達到全開高度)。主要用于氣體、蒸汽介質的場合和泄放量大的流體介質場合。
漸開式或急開式安全閥:開啟高度在微啟式和全啟式之間。
按閥體構造分類
全封閉式:排放時介質不會向外泄漏而全部通過排泄管排放掉。
半封閉式:排放時,介質一部分通過排泄管排放,另一部分從閥蓋與閥桿的配合處向外泄漏。
敞開式:排放時,介質不通過排泄管,直接由閥瓣上方排放。

六、蝶閥,閥瓣是一個圓盤,通過閥桿旋轉,閥瓣在閥座范圍內作90度轉動,實現閥門的開關。它在管路中起關斷作用。亦可調節流量。特點:
啟閉方便迅速、省力、流體阻力小,可以經常操作。
結構簡單,體積小,重量輕。
可以運送泥漿,在管道口積存液體最少。
低壓下,可以實現良好的密封。
調節性能好。
使用壓力和工作溫度范圍小。
密封性較差。

七、 減壓閥,是將介質壓力降低到一定數值的自動閥門, 一般閥后壓力要小于閥前壓力的50% 。減壓閥種類很多, 主要有活塞式和彈簧薄膜式兩種;钊綔p壓閥是通過活塞的作用進行減壓的閥門。彈簧薄膜式減壓閥, 是依靠彈簧和薄膜來進行壓力平衡的。

八、 疏水閥
疏水閥也叫阻汽排水閥、汽水閥、疏水器、回水盒、回水門等。它的作用是自動排泄不斷產生的凝結水, 而不讓蒸汽出來。
疏水閥要能“識別”蒸汽和凝結水,才能起到阻汽排水作用。“識別” 蒸汽和凝結水基于三個原理:密度差、溫度差和相變。于是就根據三個原理制造出三種類型的疏水閥:分類為機械型、熱靜力型、熱動力型。
1、機械型疏水閥:
機械型也稱浮子型,是利用凝結水與蒸汽的密度差,通過凝結水液位變化,使浮子升降帶動閥瓣開啟或關閉,達到阻汽排水目的。機械型疏水閥的過冷度小,不受工作壓力和溫度變化的影響,有水即排,加熱設備里不存水,能使加熱設備達到最佳換熱效率。最大背壓率為80%,工作質量高,是生產工藝加熱設備最理想的疏水閥! 
機械型疏水閥有自由浮球式、自由半浮球式、杠桿浮球式、倒吊桶式等
①、 自由浮球式疏水閥:
自由浮球式疏水閥的結構簡單,內部只有一個活動部件精細研磨的不銹鋼空心浮球,既是浮子又是啟閉件,無易損零件,使用壽命很長,“YQ牌”疏水閥內部帶有Y系列自動排空氣裝置,非常靈敏,能自動排空氣,工作質量高。
設備剛啟動工作時,管道內的空氣經過Y系列自動排空氣裝置排出,低溫凝結水進入疏水閥內,凝結水的液位上升,浮球上升,閥門開啟,凝結水迅速排出,蒸汽很快進入設備,設備迅速升溫,Y系列自動排空氣裝置的感溫液體膨脹,自動排空氣裝置關閉。疏水閥開始正常工作,浮球隨凝結水液位升降,阻汽排水。自由浮球式
疏水閥的閥座總處于液位以下,形成水封,無蒸汽泄漏,節能效果好。最小工作壓力0.01Mpa,從0.01Mpa至最高使用壓力范圍之內不受溫度和工作壓力波動的影響,連續排水。能排飽和溫度凝結水,最小過冷度為0℃,加熱設備里不存水,能使加熱設備達到最佳換熱效率。背壓率大于85%,是生產工藝加熱設備最理想的疏水閥之一。
②、 自由半浮球式疏水閥:

自由半浮球式疏水閥只有一個半浮球式的球桶為活動部件,開口朝下,球桶即是啟閉件,又是密封件。整個球面都可為密封,使用壽命很長,能抗水錘,沒有易損件,無故障,經久耐用,無蒸汽泄漏。背壓率大于80%,能排飽和溫度凝結水,最小過冷度為0℃,加熱設備里不存水,能使加熱設備達到最佳換熱效率。
當裝置剛啟動時,管道內的空氣和低溫凝結水經過發射管進入疏水閥內,閥內的雙金屬片排空元件把球桶彈開,閥門開啟,空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入球桶內,球桶產生向上浮力,同時閥內的溫度升高,雙金屬片排空元件收縮,球捅漂向閥口,截止閥,電磁閥,閥門關閉。當球桶內的蒸汽變成凝結水,球桶失去浮力往下沉,閥門開啟,凝結水迅速排出。當蒸汽再進入球桶之內,閥門再關閉,間斷和連續工作。
③、 桿浮球式疏水閥:
杠桿浮球式疏水閥基本特點與自由浮球式相同,調節閥,減壓閥,內部結構是浮球連接杠桿帶動閥心,隨凝結水的液位升降進行開關閥門。杠桿浮球式疏水閥利用雙閥座增加凝結水排量,可達到體積小排量大,最大疏水量達100噸/小時,是大型加熱設備最理想的疏水閥。
④、 倒吊桶式疏水閥:
倒吊桶式疏水閥內部是一個倒吊桶為液位敏感件,吊桶開口向下,倒吊桶連接杠桿帶動閥心開閉閥門。倒吊桶式疏水閥能排空氣,不怕水擊,抗污性能好。過冷度小,漏汽率小于3%,最大背壓率為75%,連接件比較多,靈敏度不如自由浮球式疏水閥。因倒吊桶式疏水閥是靠蒸汽向上浮力關閉閥門,工作壓差小于0.1MPA時,不適合選用。
當裝置剛啟動時,管道內的空氣和低溫凝結水進入疏水閥內,倒吊桶靠自身重量下墜,倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門,空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入倒吊桶內,倒吊桶的蒸汽產生向上浮力,倒吊桶上升連接杠桿帶動閥心關閉球閥,閘閥。倒吊桶上開有一小孔,當一部份蒸汽從小孔排出,另一部份蒸汽產生凝結水,倒吊桶失去浮力,靠自身重量向下沉,倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門,循環工作,間斷排水。
⑤、組合式過熱蒸汽疏水閥:
2、組合式過熱蒸汽
疏水閥有兩個隔離的閥腔,由兩根不銹鋼管連通上下閥腔,它是由浮球式和倒吊桶式疏水閥的組合,該閥結構先進合理,在過熱、高壓、小負荷的工作狀況下,能夠及時地排放過熱蒸汽消失時形成的凝結水,有效地阻止過熱蒸汽泄漏,工作質量高。最高允許溫度為600℃,閥體為全不銹鋼,閥座為硬質合金鋼,使用壽命長,是過熱蒸汽專用疏水閥,取得兩項國家專利,填補了國內空白。
當凝結水進入下閥腔,副閥的浮球隨液位上升,浮球封閉進汽管孔。凝結水經進水導管上升到主閥腔,倒吊桶靠自重下墜,帶動閥心打開主閥門,排放凝結水。當副閥腔的凝結水液位下降時,浮球隨液位下降,副閥打開。蒸汽從進汽管進入上主閥腔內的倒吊桶里,倒吊桶產生向上的浮力,倒吊桶帶動閥心關閉主閥門。當副閥腔的凝結水液位再升高時,下一個循環周期又開始,間斷排水。
①、熱靜力型疏水閥:
這類疏水閥是利用蒸汽和凝結水的溫差引起感溫元件的變型或膨脹帶動閥心啟閉閥門。熱靜力型疏水閥的過冷度比較大,一般過冷度為15度到40度,它能利用凝結水中的一部分顯熱,閥前始終存有高溫凝結水,無蒸汽泄漏,節能效果顯著。是在蒸汽管道,伴熱管線、小型加熱設備,采暖設備,溫度要求不高的小型加熱設備上,最理想的疏水閥 。
熱靜力型疏水閥有膜盒式、波紋管式、雙金屬片式
②、 膜盒式式疏水閥:
膜盒式疏水閥的主要動作元件是金屬膜盒,內充一種氣化溫度比水的飽和溫度低的液體,有開閥溫度低于飽和溫度15℃和30℃兩種供選擇。膜盒式疏水閥的反應特別靈敏,不怕凍,體積小,耐過熱,任意位置都可安裝。背壓率大于80%,能排不凝結氣體,膜盒堅固,使用壽命長,維修方便,使用范圍很廣。
當設備或管道中的蒸汽流人疏水閥后, 因為蒸汽比凝結 水的粘度小、流速高 , 所以閥片與閥座問容易造成負壓, 同時部分蒸汽流入變壓室 , 故使閥片上面的受力大于下面的受力 , 使閥片迅速關閉。這樣周期性地工作 , 既可自動排出凝結水 , 又能阻止蒸汽外逸。

九、 旋塞閥
旋塞閥是依靠旋塞體繞閥體中心線旋轉, 以達到開啟與關閉的目的。它的作用是切斷、分田和改變介質流向。結構簡單, 外形尺寸小, 操作時只須旋轉90度, 流體阻力也不大。其缺點是開關費力 , 密封面容易磨損, 高溫時容易卡住, 不適宜于調節流量。
旋塞閥 , 也叫旋塞、考克、轉心門。它的種類很多, 有直通式、 三通式和四通式

十、調節閥
調節閥用于調節介質的流量、壓力和液位。根據調節部位信號,自動控制閥門的開度,從而達到介質流量、壓力和液位的調節。調節閥分電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。
調節閥由電動執行機構或氣動執行機構和調節閥兩部分組成。調節閥通常分為直通單座式調節閥和直通雙座式調節閥兩種,后者具有流通能力大、不平衡辦小和操作穩定的特點,所以通常特別適用于大流量、高壓降和泄漏少的場合。
調節閥按行程特點可分為:直行程和角行程。直行程包括:單座閥、雙座閥、套筒閥、籠式閥、角形閥、三通閥、隔膜閥;角行程包括:蝶閥、球閥、偏心旋轉閥、全功能超輕型調節閥。
調節閥按驅動方式可分為:手動調節閥、氣動調節閥、電動調節閥和液動調節閥,即以壓縮空氣為動力源的氣動調節閥,以電為動力源的電動調節閥,以液體介質(如油等)壓力為動力的液動調節閥;
按調節形式可分為:調節型、切斷型、調節切斷型;
按流量特性可分為:線性、對數型(百分比)、拋物線、快開。

十一、隔膜閥
隔膜閥用耐腐蝕襯里的閥體和耐腐蝕隔膜代替閥芯組件,利用隔膜的移動起調節作用。隔膜閥的閥體材料采用鑄鐵、鑄鋼,或鑄造不銹鋼,并襯以各種耐腐蝕或耐磨材料、隔膜材料橡膠及聚四氟乙烯。襯里的隔膜耐腐蝕性能強,適用于強酸、強堿等強腐蝕性介質的調節。
隔膜閥的結構簡單、流體阻力小、流通能力較同規格的其他類型閥大;無泄漏,能用于高粘度及有懸浮顆粒介質的調節。隔膜把介質與閥桿上腔隔離,所以沒有填料介質也不會外漏。但是,由于隔膜和襯里材料的限制,耐壓性、耐溫性較差,一般只適用于1.6MPa公稱壓力和150℃以下。
隔膜閥的流量特性接近快開特性,在60%行程前近似為線性,60%后的流量變化不大。氣動形式的隔膜閥尚可附裝反饋信號、限位器及定位器等裝置,以適應自控、程控或調節流量的需要。氣動隔膜閥的反饋信號采用無觸點傳感技術。該產品采用薄膜式推進氣缸,替代活塞氣缸,排除了活塞環易損壞,造成泄漏而導致無法推動閥門啟閉的弊端。當氣源發生故障時,尚可操作手輪使閥門啟閉。
常用的隔膜閥有襯膠隔膜閥、襯氟隔膜閥、無襯里隔膜閥、塑料隔膜閥。


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