閥門(mén)設(shè)計(jì)與選用基礎(chǔ)簡(jiǎn)介

【學(xué)員問(wèn)題】閥門(mén)選用及工程的設(shè)計(jì)的要求？

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

選用閥門(mén)時(shí)：

1、減壓閥，平衡閥等必須加旁通；

2、全開(kāi)全閉最好誰(shuí)用球閥、閘閥；

3、盡量少用截止閥；

4、閥門(mén)的阻力計(jì)算應(yīng)當(dāng)引起注意；

電動(dòng)閥一定要選好的。

A．按介質(zhì)通斷性質(zhì)選用閥門(mén)

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(pán)形蝶板繞著軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°~90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，閥門(mén)則牌全開(kāi)狀態(tài)。

蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)單，同時(shí)該閥門(mén)具有良好的流體控制特性。蝶閥處于完全開(kāi)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(guò)該閥門(mén)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(mén)，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(mén)一般比彈性密封的閥門(mén)壽命長(zhǎng)，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(mén)的尺寸和類(lèi)型。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理尤其適合制作大口徑閥門(mén)。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(duì)夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對(duì)夾式蝶閥是用雙頭螺栓將閥門(mén)連接在兩管道法蘭之間，法蘭式蝶閥是閥門(mén)上帶有法蘭，用螺栓將閥門(mén)上兩端法蘭連接在管道法蘭上。閥門(mén)的強(qiáng)度性能是指閥門(mén)承受介質(zhì)壓力的能力。閥門(mén)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(zhǎng)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(lái)。它具有相同的旋轉(zhuǎn)90度提動(dòng)作，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過(guò)其軸線(xiàn)。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?dòng)。

球閥只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)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(kāi)閉使用，但近來(lái)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(guò)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(xiàn)與閥座密封面垂直。閥桿開(kāi)啟或關(guān)閉行程相對(duì)較短，并具有非?？煽康那袛鄤?dòng)作，使得這種閥門(mén)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(kāi)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?？煽康那袛鄤?dòng)作，合得這種閥門(mén)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(kāi)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(wú)需把整個(gè)閥門(mén)從管線(xiàn)上拆下來(lái)，這對(duì)于閥門(mén)和管線(xiàn)焊接成一體的場(chǎng)合是很適用的。介質(zhì)通過(guò)此類(lèi)閥門(mén)時(shí)的流動(dòng)方向發(fā)生了變化，因此截止閥的流動(dòng)阻力較高于其它閥門(mén)。

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(guò)此閥門(mén)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(xiàn)，這樣流動(dòng)狀態(tài)的破壞程度比常規(guī)截止閥要小，因而通過(guò)閥門(mén)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(mén)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(kāi)，并通過(guò)由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周?chē)拿芊馊豪?。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(mén)主要用于“開(kāi)”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(kāi)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(kāi)或全閉的工況。不適用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。對(duì)于高速流動(dòng)的介質(zhì)，閘板在局部開(kāi)啟狀況下可以引起閘門(mén)的振動(dòng)，而振動(dòng)又可能損傷閘板和閥座的密封面，而節(jié)流會(huì)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(lèi)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(mén)

這種類(lèi)型的閥門(mén)的作用是只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流動(dòng)，而且阻止方向流動(dòng)。通常這種閥門(mén)是自動(dòng)工作的，在一個(gè)方向流動(dòng)的流體壓力作用下，閥瓣打開(kāi)；流體反方向流動(dòng)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(dòng)。其中止回閥就屬于這種類(lèi)型的閥門(mén)，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(mén)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(kāi)的狀況下，流體壓力幾乎不受阻礙，因此通過(guò)閥門(mén)的壓力降相對(duì)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(mén)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(dòng)。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(guò)升降式止回閥的通道也是狹窄的，因此通過(guò)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(mén)

在生產(chǎn)過(guò)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(duì)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(mén)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(lèi)閥門(mén)的統(tǒng)稱(chēng)為控制閥，其中分為依靠介質(zhì)本身動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的稱(chēng)為自驅(qū)式控制閥如減壓閥、穩(wěn)壓閥等，凡領(lǐng)先上來(lái)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的（如電力、壓縮空氣和液動(dòng)力）稱(chēng)為他驅(qū)式控制閥，如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。

D．按閥門(mén)驅(qū)動(dòng)性質(zhì)選用閥門(mén)

電力驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)

電力驅(qū)動(dòng)閥門(mén)是常用的驅(qū)動(dòng)方式的閥門(mén)，通常稱(chēng)這種驅(qū)動(dòng)裝置形式的驅(qū)動(dòng)裝置為閥門(mén)電動(dòng)裝置，閥門(mén)電動(dòng)裝置的特點(diǎn)如下：1）啟閉迅速，可以大大縮短啟閉閥門(mén)所需的時(shí)間；2）可以大大減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，特別適用于高壓、大口徑閥門(mén)；3）適用于安裝在不能手動(dòng)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(dòng)化；5）電源比氣源和液源容易獲得，其電線(xiàn)的敷設(shè)和維護(hù)也比壓縮空氣和液壓管線(xiàn)簡(jiǎn)單得多。

閥門(mén)電動(dòng)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(mén)電動(dòng)裝置按所驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)類(lèi)型不同，可分為Z型和Q型兩大類(lèi)。Z型閥門(mén)電動(dòng)裝置的輸出軸可以轉(zhuǎn)出很多圈，適用于驅(qū)動(dòng)閘閥、截止閥、隔膜閥等；Q型閥門(mén)電動(dòng)裝置的輸出軸只能旋轉(zhuǎn)90.，適用于驅(qū)動(dòng)旋塞閥、球閥和蝶閥等。按其防護(hù)類(lèi)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(hù)外、防腐、隔爆，以S表示）。

閥門(mén)電動(dòng)裝置一般由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（減速器）、電動(dòng)機(jī)、行程控制機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)、手動(dòng)-電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)、開(kāi)度指示器等組成。

氣動(dòng)和液動(dòng)閥門(mén)

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

手動(dòng)閥門(mén)

手動(dòng)閥門(mén)是最基本的驅(qū)動(dòng)方式的閥門(mén)。它包括用手輪、手柄或板手直接驅(qū)動(dòng)和通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)兩種。當(dāng)閥門(mén)的啟力矩較大時(shí)，可通過(guò)齒輪或蝸輪傳動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以達(dá)到省略的目的。齒輪傳動(dòng)分直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和錐齒傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)減速比小，適用于閘閥和截止閥，蝸輪傳動(dòng)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(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。