閥門設(shè)計(jì)與選用基礎(chǔ)

【學(xué)員問題】閥門選用及工程的設(shè)計(jì)的要求？

【解答】閥門的選用，我個(gè)人認(rèn)為，寧可管次點(diǎn)，閥門一定要好，跑、冒、滴、漏，常常與管件和閥門有關(guān)。

選用閥門時(shí)：

1、減壓閥，平衡閥等必須加旁通；

2、全開全閉最好誰用球閥、閘閥；

3、盡量少用截止閥；

4、閥門的阻力計(jì)算應(yīng)當(dāng)引起注意；

電動閥一定要選好的。

A．按介質(zhì)通斷性質(zhì)選用閥門

蝶閥

蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°~90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，閥門則牌全開狀態(tài)。

蝶閥結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，只由少數(shù)幾個(gè)零件組成。而且只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉，操作簡單，同時(shí)該閥門具有良好的流體控制特性。蝶閥處于完全開啟位置時(shí)，蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時(shí)唯一的阻力，因此通過該閥門所產(chǎn)生的壓力降很小，故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門，密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。

采用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長，但很難做到完全密封。金屬密封能適應(yīng)較高的工作溫度，彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。如果要求蝶閥作為流量控制使用，主要的是正確選擇閥門的尺寸和類型。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理尤其適合制作大口徑閥門。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，而且還應(yīng)用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。

常用的蝶閥有對夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對夾式蝶閥是用雙頭螺栓將閥門連接在兩管道法蘭之間，法蘭式蝶閥是閥門上帶有法蘭，用螺栓將閥門上兩端法蘭連接在管道法蘭上。閥門的強(qiáng)度性能是指閥門承受介質(zhì)壓力的能力。閥門是承受內(nèi)壓的機(jī)械產(chǎn)品，因而必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證長期使用而不發(fā)生破裂或產(chǎn)生變形。

球閥

球閥是由旋塞閥演變而來。它具有相同的旋轉(zhuǎn)90度提動作，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。球面和通道口的比例應(yīng)該是這樣的，即當(dāng)球旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，在進(jìn)、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面，從而截?cái)嗔鲃印?/p>

球閥只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。完全平等的閥體內(nèi)腔為介質(zhì)提供了阻力很小、直通的流道。通常認(rèn)為球閥最適宜直接做開閉使用，但近來的發(fā)展已將球閥設(shè)計(jì)成使它具有節(jié)流和控制流量之用。球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。

截止閥

截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短，并具有非?？煽康那袛鄤幼?，使得這種閥門非常適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。

截止閥的閥瓣一旦處于開啟狀況，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再的接觸，并具有非常可靠的切斷動作，合得這種閥門非常適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。

截止閥一旦處于開啟狀態(tài)，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，因而它的密封面機(jī)械磨損較小，由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時(shí)無需把整個(gè)閥門從管線上拆下來，這對于閥門和管線焊接成一體的場合是很適用的。介質(zhì)通過此類閥門時(shí)的流動方向發(fā)生了變化，因此截止閥的流動阻力較高于其它閥門。

常用的截止閥有以下幾種：1）角式截止閥；在角式截止閥中，流體只需改變一次方向，以致于通過此閥門的壓力降比常規(guī)結(jié)構(gòu)的截止閥小。2）直流式截止閥；在直流式或Y形截止閥中，閥體的流道與主流道成一斜線，這樣流動狀態(tài)的破壞程度比常規(guī)截止閥要小，因而通過閥門的壓力損失也相應(yīng)的小了。3）柱塞式截止閥：這種形式的截止閥是常規(guī)截止閥的變型。在該閥門中，閥瓣和閥座通常是基于柱塞原理設(shè)計(jì)的。閥瓣磨光成柱塞與閥桿相連接，密封是由套在柱塞上的兩個(gè)彈性密封圈實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)彈性密封圈用一個(gè)套環(huán)隔開，并通過由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周圍的密封圈壓牢。彈性密封圈能夠更換，可以采用各種各樣的材料制成，該閥門主要用于“開”或者“關(guān)”，但是備有特制形式的柱塞或特殊的套環(huán)，也可以用于調(diào)節(jié)流量。

閘閥

閘閥是作為截止介質(zhì)使用，在全開時(shí)整個(gè)流通直通，此時(shí)介質(zhì)運(yùn)行的壓力損失最小。閘閥通常適用于不需要經(jīng)常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。對于高速流動的介質(zhì)，閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動，而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面，而節(jié)流會使閘板遭受介質(zhì)的沖蝕。從結(jié)構(gòu)形式上，主要的區(qū)別是所采用的密封元件的形式。根據(jù)密封元件的形式，常常把閘閥分成幾種不同的類型，如：楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。最常用的形式是楔式閘閥和平行式閘閥。

B．按防止介質(zhì)倒流選用閥門

這種類型的閥門的作用是只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流動，而且阻止方向流動。通常這種閥門是自動工作的，在一個(gè)方向流動的流體壓力作用下，閥瓣打開；流體反方向流動時(shí)，由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座，從而切斷流動。其中止回閥就屬于這種類型的閥門，它包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。旋啟式止回閥有一介鉸鏈機(jī)構(gòu)，還有一個(gè)像門一樣的閥瓣自由地靠在傾斜的閥座表面上。為了確保閥瓣每次都能到達(dá)閥座面的合適位置，閥瓣設(shè)計(jì)在鉸鏈機(jī)構(gòu)，以便閥瓣具有足夠有旋啟空間，并使閥瓣真正的、全面的與閥座接觸。閥瓣可以全部用金屬制成，也可以在金屬上鑲嵌皮革、橡膠、或者采用合成覆蓋面，這取決于使用性能的要求。旋啟式止回閥在完全打開的狀況下，流體壓力幾乎不受阻礙，因此通過閥門的壓力降相對較小。升降式止回閥的閥瓣座落位于閥體上閥座密封面上。此閥門除了閥瓣可以自由地升降之外，其余部分如同截止閥一樣，流體壓力使閥瓣從閥座密封面上抬起，介質(zhì)回流導(dǎo)致閥瓣回落到閥座上，并切斷流動。根據(jù)使用條件，閥瓣可以是全金屬結(jié)構(gòu)，也可以是在閥瓣架上鑲嵌橡膠墊或橡膠環(huán)的形式。像截止閥一樣，流體通過升降式止回閥的通道也是狹窄的，因此通過升降式止回閥的壓力降比旋啟式止回閥大些，而且旋啟式止回閥的流量受到的限制很少。

C．按調(diào)節(jié)介質(zhì)參數(shù)選用閥門

在生產(chǎn)過程中，為了使介質(zhì)的壓力、流量等參數(shù)符合工藝流程的要求，需要安裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對上述參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要工作原理，是靠改變閥門閥瓣與閥瓣與閥座間的流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)上述參數(shù)的目的。屬于這類閥門的統(tǒng)稱為控制閥，其中分為依靠介質(zhì)本身動力驅(qū)動的稱為自驅(qū)式控制閥如減壓閥、穩(wěn)壓閥等，凡領(lǐng)先上來動力驅(qū)動的（如電力、壓縮空氣和液動力）稱為他驅(qū)式控制閥，如電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥等。

D．按閥門驅(qū)動性質(zhì)選用閥門

電力驅(qū)動的閥門

電力驅(qū)動閥門是常用的驅(qū)動方式的閥門，通常稱這種驅(qū)動裝置形式的驅(qū)動裝置為閥門電動裝置，閥門電動裝置的特點(diǎn)如下：1）啟閉迅速，可以大大縮短啟閉閥門所需的時(shí)間；2）可以大大減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，特別適用于高壓、大口徑閥門；3）適用于安裝在不能手動操作或難于接近的位置，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱，而且安裝高度以不受限制；4）有利于整個(gè)系統(tǒng)的自動化；5）電源比氣源和液源容易獲得，其電線的敷設(shè)和維護(hù)也比壓縮空氣和液壓管線簡單得多。

閥門電動裝置的缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，在潮濕的地方使用更為困難，用于易爆介質(zhì)時(shí)，需要采用隔爆措施。

閥門電動裝置按所驅(qū)動的閥門類型不同，可分為Z型和Q型兩大類。Z型閥門電動裝置的輸出軸可以轉(zhuǎn)出很多圈，適用于驅(qū)動閘閥、截止閥、隔膜閥等；Q型閥門電動裝置的輸出軸只能旋轉(zhuǎn)90.，適用于驅(qū)動旋塞閥、球閥和蝶閥等。按其防護(hù)類型有普通型、隔爆型（以B表示）、耐熱型（以R表示）和三合一型（即戶外、防腐、隔爆，以S表示）。

閥門電動裝置一般由傳動機(jī)構(gòu)（減速器）、電動機(jī)、行程控制機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)、手動-電動切換機(jī)構(gòu)、開度指示器等組成。

氣動和液動閥門

氣動閥門和液動是以一定壓力的空氣、水或油為動力源，利用氣缸（或液壓缸）和活塞的運(yùn)動來驅(qū)動閥門的，一般氣動的空氣壓力小于0.8MPa，液動的水壓或油壓為2.5MPa~25MPa.或隔膜閥；回轉(zhuǎn)型氣、液驅(qū)動裝置用于驅(qū)動裝置用于驅(qū)動球閥、蝶閥或旋塞閥。液動裝置的驅(qū)動力大，適用于驅(qū)動大口徑閥門。如用于驅(qū)動旋塞閥、球閥和蝶閥時(shí)，必須將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換面回轉(zhuǎn)運(yùn)動。除了采用氣缸或液壓缸的活塞來驅(qū)動外，不有采用氣動薄膜驅(qū)動的，因其行程和驅(qū)動力較小，故主要用于調(diào)節(jié)閥。

手動閥門

手動閥門是最基本的驅(qū)動方式的閥門。它包括用手輪、手柄或板手直接驅(qū)動和通過傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動兩種。當(dāng)閥門的啟力矩較大時(shí)，可通過齒輪或蝸輪傳動進(jìn)行驅(qū)動，以達(dá)到省略的目的。齒輪傳動分直齒圓柱齒輪傳動和錐齒傳動。齒輪傳動減速比小，適用于閘閥和截止閥，蝸輪傳動減速比較大，適用于旋塞閃、球閥和蝶閥。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時(shí)溝通、指正。