第一篇:各種常見閥門的原理、分類及區(qū)別(蝶閥、閘閥、截止閥、球閥等)
各種常見閥門的原理、分類及區(qū)別
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)機構(gòu)對上述參數(shù)進行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)機構(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
一、閘閥、截止閥、蝶閥、球閥各自簡述
1、閘閥是指關(guān)閉件(閘板)沿通道軸線垂直移動的閥門,在管路上主要作為切斷介質(zhì)用,即全開或全關(guān)使用,一般不用做調(diào)節(jié)流量使用,它可以適用低溫低壓也可以適用高溫高壓,并可根據(jù)閥門的不同材質(zhì)適用不同的介質(zhì)。在各類閥中,閘閥是應(yīng)用最廣泛的一種。
閘閥通常使用于不需要經(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。全開時水流直線通過,水流阻力小,宜在管徑大于50mm的管道上采用,但水中若有雜質(zhì)落入筏座易產(chǎn)生磨損和漏水。
2、截止閥是指關(guān)閉件(閥瓣)沿閥座中心線移動的閥門,由于該閥的閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短,而且具有非??煽康那袛喙δ?,又由于閥座通口的變化與閥瓣行程成正比,也非常適用于對流量的調(diào)節(jié)。截止閥是化工生產(chǎn)中使用最廣的一種截斷類閥門,是利用閥桿升降帶動與之相連的圓形閥盤(閥頭),改變閥盤與閥座間距離達到控制閥門的起閉。流線式截止閥 美標(biāo)式截止閥 特點:截止閥上部有手輪、閥桿,中部有 螺紋和填料涵密封段,小型閥門閥。
截止閥主要用于開或者關(guān),但是備有特制形式的柱塞或特殊的套環(huán),也可用于調(diào)節(jié)流量。其關(guān)閉嚴(yán)密,但水流阻力較大,因局部阻力系數(shù)與管徑成正比,故只適用于管徑小于等于50mm的管道上。
閘閥和截止閥是閥門的不同型號,其閥芯結(jié)構(gòu)不同,但閘閥不屬于截止閥。兩種閥門的區(qū)別在于啟閉件相對于閥座的移動方向不同。閘閥的啟閉件為閘板,由閥桿帶動閥板做升降運動的閥門稱為閘閥。截止閥啟閉件為閥瓣,由閥桿帶動,沿閥座軸線做升降運動
3、蝶閥是用圓盤式啟閉件往復(fù)回轉(zhuǎn)90°左右來開啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門。是利用一可饒軸旋轉(zhuǎn)的圓盤來控制管路的啟閉,轉(zhuǎn)角大小反映了閥門的開啟程度。閥板在90度翻轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可起調(diào)節(jié)、節(jié)流和關(guān)閉作用,操作扭矩小,啟閉方便,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小。根據(jù)傳動方式不同蝶閥分手動、氣動和電動等三種,常用的為手動,旋轉(zhuǎn)手柄通過齒輪傳動帶動閥桿從而起閉閥門。特點:蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡單、開閉較迅速,流體阻力小、維修方便等優(yōu)點,但不能用于高溫高壓場合,PN 小于1.6Mpa, t小于120度的大口徑水、蒸汽、空氣、油品等管路。
4、球閥,通常認(rèn)為球閥最適宜做直接開閉使用,但近來的發(fā)展已將球閥設(shè)計成使它具有截流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結(jié)構(gòu)緊湊,易于操作和維修。
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,在進、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面,從而截斷流動。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)計成使它具有節(jié)流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結(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。
二、閘閥、截止閥、蝶閥、球閥各自結(jié)構(gòu)原理及分類
1、閘閥又稱閘板閥或閘門閥,是通過閘板的升降來控制閥門的啟閉,閘板垂直于流體方向,改變閘板與閥座間相對位置即可改變通道大小。閘閥是作為截止介質(zhì)使用,在全開時整個流通直通,此時介質(zhì)運行的壓力損失最小。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。
根據(jù)閘閥啟閉時閥桿運動情況的不同,閘閥又分明桿式和暗桿式兩種。明桿式閘閥閥桿螺紋暴露在閥體外部,開啟閥門時閥桿伸出手輪,其優(yōu)點是可根據(jù)閥桿外伸長度判斷閥門開啟大小,閥桿與介質(zhì)接觸長度較小,螺紋部分基本不受介質(zhì)腐蝕影響,缺點是外伸空間高度大。暗桿式閘閥閥桿螺紋在閥桿內(nèi)部與閘板上內(nèi)螺紋想配合,開啟閥門時閥桿只旋轉(zhuǎn)而不上下升降,閘板則沿閥桿螺紋上升。暗桿式閘閥的優(yōu)點是外伸空間小,缺點是不能根據(jù)閥桿情況判斷閥門的開啟,閥桿螺紋長期與介質(zhì)接觸易受腐蝕。由于在大口徑給水管路上應(yīng)用較多,故又有“水門”之稱。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。這種類型的閥門的作用是只允許介質(zhì)向一個方向流動,而且阻止方向流動。通常這種閥門是自動工作的,在一個方向流動的流體壓力作用下,閥瓣打開;流體反方向流動時,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構(gòu),還有一個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閥座面的合適位置,閥瓣設(shè)計在鉸鏈機構(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
2、截止閥是化工生產(chǎn)中使用最廣的一種截斷類閥門,它利用閥桿升降帶動與之相連的圓形閥盤(閥頭),改變閥盤與閥座間距離達到控制閥門的起閉。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,并具有非常可靠的切斷動作,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??煽康那袛鄤幼鳎系眠@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無需把整個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彈性密封圈實現(xiàn)的。兩個彈性密封圈用一個套環(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。
3、蝶閥是利用一可饒軸旋轉(zhuǎn)的圓盤來控制管路的啟閉,轉(zhuǎn)角大小反映了閥門的開啟程度。根據(jù)傳動方式不同蝶閥分手動、氣動和電動等三種,常用的為手動,旋轉(zhuǎn)手柄通過齒輪傳動帶動閥桿從而起閉閥門。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,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)幾個零件組成。而且只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉,操作簡單,同時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,蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時唯一的阻力,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)。
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)壓的機械產(chǎn)品,因而必須具有足夠的強度和剛度,以保證長期使用而不發(fā)生破裂或產(chǎn)生變形。
4、球閥 與旋塞閥是同一類型閥門,只是其啟閉件為帶一通孔的球體,球體饒閥桿中心線旋轉(zhuǎn)達到啟閉目的。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)計成使它具有節(jié)流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結(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。有帶夾套保溫球閥 不銹鋼球閥 快開球閥
三、閘閥、截止閥、蝶閥各使用于什么場合 這三種閥按開關(guān)難易排列:截止閥、閘閥、蝶閥;
按阻力大小排列:截止閥、蝶閥、閘閥;
按關(guān)閉嚴(yán)密排列:截止閥、蝶閥、閘閥;
按價格貴賤排列:截止閥、蝶閥、閘閥;(特種蝶閥除外)這三種閥都屬于驅(qū)動閥,根據(jù)上述特點不難看出,截止閥主要用于小口徑管道(支管)或管路未端的啟閉和流量調(diào)節(jié);蝶閥用于支干管的啟閉和流量調(diào)節(jié);閘閥用于干管的啟閉,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,一般不用于流量調(diào)節(jié)
四、閘閥、截止閥、蝶閥各自優(yōu)點和缺點
閘閥和截止閥是閥門的不同型號,其閥芯結(jié)構(gòu)不同,但閘閥不屬于截止閥。兩種閥門的區(qū)別在于啟閉件相對于閥座的移動方向不同。
1、閘閥
閘閥的啟閉件為閘板,由閥桿帶動閥板做升降運動的閥門稱為閘閥。
優(yōu)點:a、流體阻力小,啟閉所需力矩小,可以使用在介質(zhì)向兩方向流動的環(huán)管路上,也就是說介質(zhì)不受流向的限制、介質(zhì)流向不受限制;b、全開時,密封面受工作介質(zhì)的沖蝕比截止閥小,啟閉無水擊現(xiàn)象;c、型體結(jié)構(gòu)比較簡單,制造工藝較好,結(jié)構(gòu)長度比較短;
缺點:a、外形尺寸和開啟高度都較大,所需安裝的空間亦較大;b、在啟閉過程中,密封面間有相對摩擦,磨損較大,甚至在高溫時易引起擦傷。一般閘閥都有兩個密封副,給加工、研磨和維修增加了一些難度;c、啟閉時間長;
2、截止閥
截止閥啟閉件為閥瓣,由閥桿帶動,沿閥座軸線做升降運動的閥門稱為截止閥
優(yōu)點:a、在開啟和關(guān)閉過程中,由于閥瓣與閥體密封面間的摩擦力比閘閥小,因此耐磨;b、開啟高度一般僅為閥座通道直徑的1/4,因此比閘閥小的多;c、通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面,因此制造工藝好,密封面檢修方便;結(jié)構(gòu)簡單、安裝尺寸小、密封性能好、便于維修
缺點:a、流阻系數(shù)比較大,造成壓力損失,不適宜大口徑生產(chǎn);b、開啟和關(guān)閉力矩較大,結(jié)構(gòu)長度較長;c、介質(zhì)流動阻力大,方向有限制
3、蝶閥
蝶閥是用圓盤式啟閉件往復(fù)回轉(zhuǎn)90°左右來開啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門。優(yōu)點:a、蝶閥結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、材料耗用省、安裝尺寸小,而且驅(qū)動力矩小、操作簡便迅速;b、具有良好的流量調(diào)節(jié)功能和關(guān)閉密封特性,是近10幾年發(fā)展最快的閥門之一,并向高溫、高壓、大口徑、高密封性、長壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)特性以及一閥多功能方向發(fā)展。
缺點:a、蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大,故適用于壓力損失要求不嚴(yán)的管路系統(tǒng)中。b、一般情況下,不適用于高溫高壓的管路系統(tǒng)。
4、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
優(yōu)點:閥門結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,用于雙向流動介質(zhì)的管路,流體阻力小,密封性好; 缺點:介質(zhì)易從閥桿部位泄漏。
五、閘閥、截止閥、蝶閥各自區(qū)別
1、結(jié)構(gòu)不同。閘閥比截止閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜,高度尺寸較大,從外形來看閘閥比截止閥短而高,特別是明桿閘閥需要較高的高度空間,這在安裝空間有限的情況下選型要注意的。蝶閥結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、材料耗用省、安裝尺寸小,因局部阻力系數(shù)與管徑成正比,故只適用于管徑小于等于50mm的管道上。
2、用途不同,閘閥最常用,在設(shè)備維修是關(guān)閉,不能調(diào)節(jié)流量。截止閥有閘閥的功能,還具有調(diào)節(jié)流量的功能。角閥一般是用來連接衛(wèi)生潔具或軟管的,有90度轉(zhuǎn)角的。
3、密封面不同。閘閥在開啟和關(guān)閉時閥芯和閥座密封面始終接觸并相互磨擦,因而密封面容易磨損,特別是在閥門處于接近關(guān)閉狀態(tài)時,閥芯前后壓差很大截止閥,密封面磨損就更為嚴(yán)重;
而截止閥的閥瓣一旦處于開啟狀況截止閥,它的閥座和閥瓣密封面之間,就不再接觸,因而它的密封面機械磨損較小,但是介質(zhì)如果含有固體顆粒,容易損壞密封面。
閘閥密封面有一定的自密封能力,它的閥芯靠介質(zhì)壓力緊緊地與閥座密封面接觸,達到嚴(yán)密不漏。楔形閘閥的閥芯斜度一般為3~6度,當(dāng)強制關(guān)閉過量或溫度變化較大的閥芯容易卡死。所以,高溫、高壓楔形閘閥,在結(jié)構(gòu)上都采取了一定的防止閥芯卡死的措施。
截止閥的密封面,必須施以強制力關(guān)閉的閥門才能達到密封截止閥,在同樣口徑、工作壓力和一樣的驅(qū)動裝置下,截止閥的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為閘閥的2.5~3.5倍。這一點在進行電動閥門的轉(zhuǎn)矩控制機構(gòu)調(diào)整時,應(yīng)加以注意。
截止閥的密封面,只有在完全關(guān)閉時才相互接觸,強制關(guān)閉的閥芯與密封面的相對滑移量很小,因而密封面的磨損也很小。而截止閥密封面的磨損,多數(shù)是由于閥芯與密封面之前有雜物,或者是由于關(guān)閉狀態(tài)的不嚴(yán)密,引起介質(zhì)的高速沖刷所致。
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。
4、流阻不同。閘閥在全開時整個流道直通,此時介質(zhì)的運行的壓力損失最小,與截止閥相比較,它的主要優(yōu)點是流體流動阻力小,普通閘閥的流動阻力系數(shù)約為 0.08~0.12,而普通截止閥的阻力系數(shù)約為3.5~4.5。開啟關(guān)閉力小。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,不適合 調(diào)節(jié)、節(jié)流使用。而截止閥在整個行程中的流阻都很大,不平衡力大截止閥,所需的驅(qū)動力或力矩也相應(yīng)地要大很多。但它很適合用作流體的調(diào)節(jié)、節(jié)流。
對于高速流動的介質(zhì),閘板在局部開啟狀況下,可以引起閥門的振動,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。
5、流向不同。截止閥在安裝時,介質(zhì)可以從閥芯的下方進入和從上方進入兩種方式。介質(zhì)從閥芯的下方進入的優(yōu)點是當(dāng)閥門關(guān)閉時盤根不受壓力,可以延長盤根的 使用壽命,并可以在閥前管道承壓的情況下,進行更換盤根的工作。介質(zhì)從閥芯的下方進入的缺點是閥門的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩較大,約為上方進入的1.05~1.08倍,閥桿受的軸向力大,閥桿容易彎曲。為此,介質(zhì)從下方進入方式,一般只適用于小口徑截止閥(DN50以下),DN200以上的截止閥都選用介質(zhì)從上方流入的 方式。電動截止閥一般是采用介質(zhì)從上方進入的方式。介質(zhì)從上方進入方式的缺點正好與下方進入方式相反。而閘閥的流向,從兩方進入效果都一樣。
截止閥與閘閥相比較,優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,密封性能好,制造維修方便;缺點是液體阻力大,開啟與關(guān)閉力大。
截止閥不能裝在水流環(huán)向流動的位置,截止閥也不能代替止回閥使用。
6、行程不同。閘閥的行程比截止閥的要大。
7、維護流程不同。閘閥的維修,不適合在現(xiàn)場管道上進行,而 大部分截止閥的閥座和閥瓣,可以在線更換,無需把整個閥門,從管線上拆下來,這對于閥門和管線焊接成一體的場合,是很適合的。
當(dāng)然,閘閥與截止閥的區(qū)別還不止這幾種,在選型和使用中我們要很好地區(qū)分它們的異同,才能避免出錯。截止閥和閘閥的應(yīng)用范圍是根據(jù)其特點決定的。在較小的通道中,當(dāng)要求有較好的關(guān)斷密封性時,多采用截止閥;在蒸汽管道和大直徑的給水管道中,由于流體阻力一般要求較小,則采用閘閥。
六、其他閥門
1、閘板閥門
閘板閥門也叫閘板節(jié)門,它的特點是比較嚴(yán)密,常用于上水管道和熱水供暖管道,由于閘板六門開啟后不宜擋住異物,所以被用作供暖管綱的排污閥和小型鍋爐(如立式橫水管鍋爐)的排污閥。這種閥門習(xí)慣上不用在蒸汽管道上,因為壓力較高時,閘板閥門會因單面承受壓力而難于開啟。
閘板閥門適合于在全開或全關(guān)的狀態(tài)下工作,適宜用它調(diào)節(jié)流量。如果閘板長時期處于半開關(guān)的狀態(tài)下工作,閘板的密封面會因受介質(zhì)沖刷而變得不嚴(yán)密。
2、截止閥和節(jié)流閥
截止閥和節(jié)流閥這兩種閥門過去統(tǒng)稱球型閥。雖然截止閥是用于截斷汽、水通路的,節(jié)流閥主要是用于調(diào)節(jié)流量的,但從外形上難以區(qū)別,不同的地方只在于閥芯。截止閥閥芯的端部是平的,而節(jié)流閥閥芯的是錐形的。
銅閥芯的截止閥,無論汽、水管道均可使用。閥芯上加裝皮錢,膠皮或塑料熱的截止閥(俗稱皮錢節(jié)門),則只用于水或低溫?zé)崴艿乐校駝t皮錢、膠皮或塑料會變質(zhì)而失去嚴(yán)密性。
3、旋塞及球閥 旋塞去也叫明止水門,俗稱轉(zhuǎn)心閥門,小型旋塞過去又稱考支,是一種快開閥門,按其分流情況有直通式、三通式、四通式等。旋塞的閥桿與閥芯是連成一體的,閥芯呈截錐體,其上開有矩形通孔,小型旋塞的通孔是圓形的。當(dāng)閥桿頂端上的溝槽或手柄與旋塞的進出口方向平行時,閥門全開,垂直時為全閥。
球閥實際上是旋塞的變種,它和旋塞一樣是靠改變閥芯的角度來實現(xiàn)閥門的開頭的。球閥的閥芯是球體,球體上開有圓柱形孔、球體兩側(cè)襯氟塑料熱環(huán),作為閥座--密封圈。旋塞和球閥均是快開式閥門,阻力小、流量大。但它的密封面易磨損,開關(guān)力較大,容易卡住,故不適用于高溫高壓的情況。
旋塞與球閥規(guī)格一般為15mm(1/2in)~50mm(2in)。旋塞用于開關(guān)管路中的介質(zhì)也可作節(jié)流閥門;球閥只用于開關(guān)管道介質(zhì),不宜作節(jié)流閥用,以免閥門長時間受介質(zhì)沖刷而失去嚴(yán)密性。
4、逆止閥(止回閥)
逆止閥又叫止回閥,俗稱單流閥門,能根據(jù)閥前閥后的壓力差而自動啟開,作用是自動控制液體的流動方向,使它向一個方向流動而阻止其逆向流動。逆止閥多用于給水管路,安裝時有嚴(yán)格的方向性,一定不可裝反。
升降機逆止閥。這種閥門的閥芯上部有導(dǎo)桿,導(dǎo)桿和閥芯可沿著閥蓋上的導(dǎo)向套筒自由升降,流體自左向右流動時,即把閥芯壓開,當(dāng)流體反向流動時閥芯下降到閥座上,通路即截斷。
搖板式逆止閥,也叫旋啟式逆止閥,原理與升降式略同。
以上兩種逆止閥只裝在水平的管線上。
彈簧式逆止閥,這種閥門是升降式的發(fā)展。普通升降式逆止閥只能安裝在平向管道上而彈簧升降式逆止閥可以不受方向限制。無論在平向管道,豎向管道和成某一角度的管道均使用;彈簧升降式逆止閥。這種閥門的規(guī)格為15mm(1/2in)~50mm(2in)。
底閥。專門裝在水泵吸入管進水口處的一種單向閥門,俗稱“井底瓦拉”、“蓮蓬頭”等。
5、直氣門與直角閥門
直氣門是散熱器專用的一種閥門,可用于汽暖散熱器的入口處和水暖用熱器的出口、入口處。直角閥門的進口與出口成90。直角。暖氣系統(tǒng)用的直角閥門俗稱八字氣門。專門用于散熱器上,汽暖時用于散熱的進汽口處,水暖時可用于散熱器的進、出水口處,起調(diào)節(jié)汽量或水量的作用。
6、減壓閥
減壓閥用以降低管道內(nèi)介質(zhì)壓力,使介質(zhì)壓力符合生產(chǎn)的需要。常用的減壓閥有活塞式、波紋管式減壓閥、鼓膜式及彈簧式等。
減壓閥應(yīng)直立安裝在水平管道上,閥蓋要與水平管道垂直,安裝時注意閥體的箭頭方向。減壓閥兩側(cè)應(yīng)裝置閥門。高低壓管上都設(shè)有壓力表,同時低壓系統(tǒng)還要設(shè)置安全閥。這些裝置的目的是為了調(diào)節(jié)和控制壓力方便可靠,對低壓系統(tǒng)保證安全運行尤其重要。
7、角閥 角閥通常是用在衛(wèi)生器具上,如洗臉盆,坐便器等。角閥與球形閥類似,其結(jié)構(gòu)和特性是由球型閥修正而來。與球形閥的區(qū)別在于角閥的出口與進口成90度直角。
角閥主要起四個作用:①起轉(zhuǎn)接內(nèi)外出水口;②是水壓太大,可以在三角閥上面調(diào)節(jié),關(guān)小一點;③是開關(guān)的作用,如果龍頭漏水等現(xiàn)像發(fā)生,可能把三角閥關(guān)掉,不必關(guān)家中的總閥。④是美觀大方.所以,一般新房裝修都是必不可少的水曖配件,所以裝修新房時設(shè)計師也都會提到的。
8、平衡閥
平衡閥是在水力工況下,起到動態(tài)、靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的閥門。如:靜態(tài)平衡閥,動態(tài)平衡閥。亦稱平衡閥、手動平衡閥、數(shù)字鎖定平衡閥、雙位調(diào)節(jié)閥等,它是通過改變閥芯與閥座的間隙(開度),來改變流經(jīng)閥門的流動阻力以達到調(diào)節(jié)流量的目的,其作用對象是系統(tǒng)的阻力,能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計計算的比例平衡分配,各支路同時按比例增減,仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負荷的流量需求,起到熱平衡的作用。
平衡閥有幾種,最早出來的是靜態(tài)平衡閥,可以進行精確的手動調(diào)節(jié),可以連接儀器測量阻力并換算成流量,是一種局部阻力系數(shù)可以精確調(diào)節(jié)的閥門。通常設(shè)在干管上,要求高的也可以設(shè)在支干管或設(shè)備入口處。缺點是只能在額定流量時平衡系統(tǒng)阻力,在末端設(shè)電動閥改變阻力時水力平衡受影響。
上世紀(jì)90年代出來的動態(tài)平衡閥用于在系統(tǒng)壓力變化的場合下恒定流量,也就是流量不隨系統(tǒng)壓力的變化而改變,因而稱為動態(tài)平衡閥。它的使用場合是明顯的,只能用于水流量恒定的系統(tǒng),不可與電動閥合用。
這兩種國產(chǎn)閥門最早都是中國空調(diào)研究所弄出來的。丹麥產(chǎn)的FLOWCON動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥是更新一代的產(chǎn)品,它把電動閥和動態(tài)平衡結(jié)合在一起,在電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時動態(tài)平衡預(yù)設(shè)流量相應(yīng)調(diào)整,例如,當(dāng)電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量至50%,該閥門就可以在50%流量點恒定流量。目前全世界只有這一家有這個產(chǎn)品。它用于空調(diào)末端原來設(shè)電動閥的位置,干管和支管其他水力平衡措施(包括同程管)都可以取消。
動態(tài)平衡閥分為動態(tài)流量平衡閥,動態(tài)壓差平衡閥,自力式自身壓差控制閥等。動態(tài)流量平衡閥亦稱:自力式流量控制閥、自力式平衡閥、定流量閥、自動平衡閥等,它是跟據(jù)系統(tǒng)工況(壓差)變動而自動變化阻力系數(shù),在一定的壓差范圍內(nèi),可以有效地控制通過的流量保持一個常值,即當(dāng)閥門前后的壓差增大時,通過閥門的自動關(guān)小的動作能夠保持流量不增大,反之,當(dāng)壓差減小時,閥門自動開大,流量仍照保持恒定,但是,當(dāng)壓差小于或大于閥門的正常工作范圍時,它畢竟不能提供額外的壓頭,此時閥門打到全開或全關(guān)位置流量仍然比設(shè)定流量低或高不能控制。
動態(tài)壓差平衡閥,亦稱自力式壓差控制閥、差壓控制器、穩(wěn)壓變量同步器、壓差平衡閥等,它是用壓差作用來調(diào)節(jié)閥門的開度,利用閥芯的壓降變化來彌補管路阻力的變化,從而使在工況變化時能保持壓差基本不變,它的原理是在一定的流量范圍內(nèi),可以有效地控制被控系統(tǒng)的壓差恒定,即當(dāng)系統(tǒng)的壓差增大時,通過閥門的自動關(guān)小動作,它能保證被控系統(tǒng)壓差增大反之,當(dāng)壓差減小時,閥門自動開大,壓差仍保持恒定。
自力自身壓差控制閥,在控制范圍內(nèi)自動閥塞為關(guān)閉狀態(tài),閥門兩端壓差超過預(yù)設(shè)定值,閥塞自動打開并在感壓膜作用下自動調(diào)節(jié)開度,保持閥門兩端壓差相對恒定。
七、控制閥的分類
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)機構(gòu)對上述參數(shù)進行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)機構(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,閥門是水路系統(tǒng)中不可缺少的附件。從使用上分類,通常有電動調(diào)節(jié)閥、電動蝶閥、電磁閥、手動蝶閥、手動調(diào)節(jié)閥、手動截止閥、手動閘閥、手動流量平衡閥、止回閥等。
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。
1.電動閥門
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如下:1)啟閉迅速,可以大大縮短啟閉閥門所需的時間;2)可以大大減輕操作人員的勞動強度,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,易于實現(xiàn)遠距離操縱,而且安裝高度以不受限制;4)有利于整個系統(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)和維護也比壓縮空氣和液壓管線簡單得多。
閥門電動裝置的缺點是構(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,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構(gòu)(減速器)、電動機、行程控制機構(gòu)、轉(zhuǎn)矩限制機構(gòu)、手動-電動切換機構(gòu)、開度指示器等組成。
使用電動蝶閥的主要作用是根據(jù)連鎖及控制要求,自動切換或與其它設(shè)備連鎖開啟及關(guān)閉。因此,電動蝶閥的工作狀態(tài)通常是開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)。由于蝶閥本身也具有一定的調(diào)節(jié)作用,在一些要求不高的工程中,有時也用電動蝶閥作調(diào)節(jié)用。
在水泵起動過程中,起動電流遠大于運行電流,為防止電機過載,通常水泵應(yīng)在零流量下起動。在水泵停止過程中,由于管內(nèi)水流速度發(fā)生變化,導(dǎo)致壓力變化,會發(fā)生水擊現(xiàn)象,且水泵出口管段越長,水擊現(xiàn)象越嚴(yán)重,因而水泵出口管上的閥門應(yīng)先于停泵前關(guān)閉,即水泵應(yīng)在零流量下停泵。實際上電動蝶閥是在水泵凈揚程的壓差下開啟或關(guān)閉的,因此,對蝶閥的執(zhí)行機構(gòu)(電機)的工作力矩應(yīng)該有所要求,也即是說,電機應(yīng)該保證在這種條件下使蝶閥正常的開、閉??照{(diào)水系統(tǒng)中由于所用的蝶閥口徑較?。ㄒ话恪蹹N400),因此,只要電機容量在0.4KW以上,就基本可以滿足要求。2.電磁閥
電磁閥依靠電磁鐵吸合及斷開來開啟和關(guān)閉。由于電磁鐵作用力較小,因此,這種閥門的口徑通常較小,只用在一些小口徑的管道上(≤DN100)。
另外,在開啟時,電磁鐵始終帶電,如果時間過長,有可能燒毀。因此,空調(diào)水系統(tǒng)中采用相對較少。3.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?;蚋裟らy;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,必須將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換面回轉(zhuǎn)運動。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。4.手動閥
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)動和通過傳動機構(gòu)進行驅(qū)動兩種。當(dāng)閥門的啟力矩較大時,可通過齒輪或蝸輪傳動進行驅(qū)動,以達到省略的目的。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。
手動閥的主要功能有兩個:一是初調(diào)試,保證系統(tǒng)達到設(shè)計參數(shù);二是為設(shè)備的檢修及系統(tǒng)手動切換時使用。1)手動蝶閥
手動蝶閥具有一定的靜態(tài)調(diào)節(jié)能力,因此可滿足初調(diào)試與檢修或功能切換的要求。但由于檢修時,不能采用對夾式蝶閥,只能采用法蘭式連接。
它的優(yōu)點是:①尺寸較小,其厚度只有80~150mm,遠小于其它手動水路閥的長度,因而使用時受場地的限制較少;②操作靈活方便,既可用手輪或渦輪傳動方式,也可用于柄式。其缺點是關(guān)閉嚴(yán)密性較差,泄漏量通常為2%左右。它適用于管道較大或位置有限的場所。2)手動調(diào)節(jié)閥
手動調(diào)節(jié)閥通常采用錐形或圓柱形閥芯結(jié)構(gòu),它也具備初調(diào)試和關(guān)斷兩個功能。用作初調(diào)試時,其調(diào)節(jié)性能較好,調(diào)節(jié)曲線接近直線(有的甚至為等百分比)。因為閥芯與閥座接觸緊密,因此,作為關(guān)斷使用時關(guān)閉嚴(yán)密,不漏水。
手動調(diào)節(jié)閥元論是調(diào)節(jié)性能還是關(guān)閉性能,都優(yōu)于手動蝶閥,因而這是目前最適用于空調(diào)水系統(tǒng)的閥門。其缺點是尺寸較大,造價相對較貴(尤其是平衡閥,價格 更貴一些)。3)手動截止閥
手動截止閥的閥芯為圓盤式,從其閥芯結(jié)構(gòu)上可以看出:它的調(diào)節(jié)性能比上述兩種手動閥差得多,較小的開度即可能通過較多的流量,調(diào)節(jié)曲線接近快開曲線。因此,它是不宜作為初調(diào)試使用,常用作為開、關(guān)式雙位閥。4)手動閘閥
這是一種典型的快開式閥門,幾乎沒有調(diào)節(jié)能力,只能用作為開、關(guān)式雙位閥。由于其結(jié)構(gòu)特點,密封不可能嚴(yán)密,因此只有在不太重要的場所或較大的管徑上(其長度相對較小是一個優(yōu)點)使用;對于小管徑時,其泄漏率將增大。
其優(yōu)點是全開阻力和外型尺寸比截止閥和調(diào)節(jié)閥都小得多,且造價較低,因而應(yīng)用也 較為常見。
綜上所述,對于水泵出口閥來說,采用調(diào)節(jié)閥和蝶閥從技術(shù)經(jīng)濟且看都是較合理的;而對于水泵入口閥來說,它只是為了水泵檢修時用,要求流阻較小,且在開式系統(tǒng)總(如補水系統(tǒng)),水泵入口閥絕對不能作為調(diào)節(jié)生否則水泵將有產(chǎn)生氣蝕的危險,因此此時采用閘閥更為經(jīng)濟合理。5)止回閥
止回閥通常是為了防止水泵突然在運行過程中斷電時水發(fā)生逆流而設(shè),因此通常設(shè)于水泵出口。在并聯(lián)泵系統(tǒng)中,當(dāng)只有部分水泵運行時,它還有防止停止運行的泵中的水逆流的作用,并且對于空調(diào)水系統(tǒng)中,這一作用也許是更重要的。閉式水系統(tǒng)對止回閥的性能要求不太嚴(yán)格,而對于冷卻水系統(tǒng),由于是開式系統(tǒng),還要考慮防止水擊問題,因而可采用緩閉式止回閥。