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阀门的基础知识阀门是一种通过改变其内部通道截面积来控制介质流动的一种机械产品阀门通常由阀体、阀盖、阀座、启闭件、驱动机构、密封件和紧固件等组成。阀体：与管道（或机器设备）直接相连，并控制介质流通的阀门主要零件。阀盖：阀体相连并与阀体（或通过其它零件，如隔膜等）构成压力腔的主要零件。启闭件：用于截断或调节介质流通的零件的统称，如闸阀中的闸板，节流阀中的阀瓣等。阀瓣：截止阀、节流阀、止回阀等阀门中的启闭件。阀座：安装在阀体上，与启闭件组成密封副的零件。密封面：启闭件与阀座（阀体）紧密贴合，起密封作用的两个接触面。阀杆：将启闭力传递到启闭件上的主要零件。填料函：在阀盖（或阀体）上，充填填料，用来阻止介质由阀杆处泄漏的一种结构。阀门的控制功能是依靠驱动机构或流体驱使启闭件升降、滑移、旋摆或回转运动以改变流道面积的大小来实现的。阀门的用途很广泛，它与人们的日常生活有密切的关系，例如自来水管用的水龙头、液化石油气灶用的减压阀都是阀门。阀门也是各种机械设备如内燃机、蒸汽机、压缩机、泵、气压传动装置、液压传动装置、车辆、船舶和飞行器中不可缺少的部件。一、阀门基本参数(阀门定购时必须明确的内容)1、公称通径：用DN表示2、公称压力：是一个用数字表示的与压力有关的标示代号，是供参考用的一个方面的圆整数，用PN表示3、工作温度：阀门压力-温度等级，即在特定压力下的工作温度4、工作介质：阀门内的流体5、连接方式：6、驱动方式：7、主体材料：工作压力：阀门在适用介质温度下的压力二、阀门的主要技术性能1.强度性能阀门的强度性能是指阀门承受介质压力的能力。阀门是承受内压的机械产品，因而必须具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。强度性能：是PN的1.5倍。2.密封性能阀门的密封性能是指阀门各密封部位阻止介质泄漏的能力，它是阀门最重要的技术性能指标。阀门的密封部位有三处：启闭件与阀座两密封面间的接触处；填料与阀杆和填料函的配和处；阀体与阀盖的连接处。其中前一处的泄漏叫做内漏，也就是通常所说的关不严，它将影响阀门截断介质的能力。对于截断阀类来说，内漏是不允许的。后两处的泄漏叫做外漏，即介质从阀内泄漏到阀外。外漏会造成物料损失，污染环境，严重时还会造成事故。对于易燃易爆、有毒或有放射的介质，外漏更是不能允许的，因而阀门必须具有可靠的密封性能。密封性能：是PN的1.1倍。3.流动性能介质流过阀门后会产生压力损失（既阀门前后的压力差），也就是阀门对介质的流动有一定的阻力，介质为克服阀门的阻力就要消耗一定的能量。从节约能源上考虑，设计和制造阀门时，要尽可能降低阀门对流动介质的阻力。流阻系数：介质流过阀门时的压力损失4.动作性能1）动作灵敏度和可靠性这是指阀门对于介质参数变化，做出相应反应的敏感程度。对于节流阀、减压阀、调节阀等用来调节介质参数的阀门以及安全阀、疏水阀等具有特定功能的阀门来说，其功能灵敏度与可靠性是十分重要的技术性能指标。动作灵敏性和可靠性，主要指自动阀门。2)启闭力和启闭力矩启闭力和启闭力矩是指阀门开启或关闭所必须施加的作用力或力矩。关闭阀门时，需要使启闭件与发座两密封面间形成一定的密封比压，同时还要克服阀杆与填料之间、阀杆与螺母的螺纹之间、阀杆端部支承处及其他磨擦部位的摩擦力，因而必须施加一定的关闭力和关闭力矩，阀门在启闭过程中，所需要的启闭力和启闭力矩是变化的，其最大值是在关闭的最终瞬时或开启的最初瞬时。设计和制造阀门时应力求降低其关闭力和关闭力矩。启闭力和启闭力矩，填料力、磨擦力、介质力、加工精度。3)启闭速度启闭速度是用阀门完成一次开启或关闭动作所需的时间来表示。一般对阀门的启闭速度无严格要求，但有些工况对启闭速度有特殊要求，如有的要求迅速开启或关闭，以防发生事故，有的要求缓慢关闭，以防产生水击等，这在选用阀门类型时应加以考虑。启闭速度，完成一次开启、关闭动作所需的时间。5）使用寿命：阀门的耐久性。它表示阀门的耐用程度，是阀门的重要性能指标，并具有很大的经济意义。通常以能保证密封要求的启闭次数来表示，也可以用使用时间来表示。三、阀门分类。1）按用途和作用分：（1）截断阀类：截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截断管路中的介质。（2）止回阀类：止回阀又称单向阀，其作用是防止管路中的介质倒流。（3）分流阀类：其作用是分配、分流或混合管路中的介质。（4）调节阀类：其作用是调节管路中的介质流量、压力等参数。（5）安全阀类：其作用是防止装置中的介质压力超过规定数值，从而对管路或设备提供超压安全保护。安全阀、呼吸阀。2）按驱动方式分：（1）手动阀：靠人力操作手轮、手柄、杠杆、链轮驱动阀门。当阀门启闭力矩较大时，可在手轮和阀杆之间设置齿轮或蜗杆减速器。必要时，也可用万向接头或传动轴远距离操作。（2）动力驱动阀：利用各种能源进行驱动，主要包括：电动阀、气动阀、液动阀、电磁阀、气液连动等。（3）自动阀：自动阀不需要外力驱动，而是利用介质本身的能量来驱动阀门。3）按公称压力分： (1)真空阀：工作压力低于标准大气压。 (2)低压阀：公称压力 1.6Mpa (3)中压阀：PN 2.5MPa、PN4.0MPa、PN6.4Mpa (4)高压阀：PN10.0MPa、16.0MPa 、PN22.0MPa、PN32.0MPa 、PN42.0MPa、PN64.0Mpa (5)超高压阀：PN大于100.0MPa 4）按工作温度分：（1）高温阀：工作温度高于 425 （2）中温阀：工作温度高于 200 425（3）常温阀：工作温度高于 29200（4）低温阀：工作温度低于 29 -196 5）按公称通径分：（1）小通径阀门：DN 40MM（2）中通径阀门：DN50300MM（3）大通径阀门：DN3501200MM（4）特大通径阀门：DN 1400MM6）按连接方法分：（1）螺纹连接阀门：阀体带有内螺纹或外螺纹与管道连接（2）法兰连接阀门：阀体带有法兰与管道连接（3）焊接连接阀门：阀体带有焊接坡口内与管道连接（4）卡箍连接阀门：阀体带有夹口与管道夹箍连接（5）卡套连接阀门：与管道采用卡套连接（6）对夹连接阀门：用螺栓直接将阀门及两端管道穿夹在一起的连接方式。7）按主体材料分：（1）金属材料阀门：HT、CS、P、T、AL。（2）非金属材料阀门：塑料、陶瓷、搪瓷、玻璃钢阀门。（3）金属阀体衬里阀门：衬胶、衬塑、衬陶瓷。四、阀门型号的简单识别与介绍1.1阀门的代号与识别：国产的阀门都有一个特定的型号。阀门的型号由7个单元组成，分别依次代表阀门的类别、驱动方式、连接型式、结构形式、密封圈衬里材料、公称压力和阀体材料。一般阀门的识别方法是：1）阀门的类别、驱动方式和连接型式可按阀门的外形加以识别。2）阀门的公称直径、公称压力或工作压力、工作温度以及介质流动方向，可从阀体上的制造厂标牌确定。1.2阀门型号的意义1.2.1阀门的类别代号：类型代号类型代号闸阀Z短系列蝶阀D1、D2蝶阀D排渣用泥浆阀KZ止回阀H给水分配阀F调节阀T地下管网蝶阀SD安全阀A驱动防爆BZ，XZ疏水阀S减温减压装置W球阀Q波纹管密封截止阀WJ截止阀J用于排渣系统闸阀PZ隔膜阀G球蝶阀QD节流阀L水位计、水位平衡器B旋塞阀X底阀减压阀Y注：阀门类型前加D表示为低温阀，即温度不超过40；在地下水用闸阀前加S表示竖式安装，加W表示卧式安装。1.2.2阀门驱动方式代号：驱动方式代号驱动方式代号驱动方式代号电磁动0正齿轮4气-液动8电磁-液动1伞齿轮5电动9电-液动2气动6气动常开6K蜗轮3液动7液动常开7K户外耐热9R气动带手动6S气动常闭6B防爆电动9B液动常闭7B1.2.3阀门连接型式代号：驱动方式代号驱动方式代号驱动方式代号内螺纹1法兰4对夹7外螺纹2焊接6卡箍8卡套91.2.5阀座密封或衬里材料代号材料代号材料代号材料代号铜合金T蒙乃尔合金M衬胶CJ橡胶X硬橡胶J石墨石棉S耐酸钢H皮革P衬铅CQ不锈钢无密封圈W衬塑料CS渗氮钢D聚四氟乙烯SA搪瓷TC巴士合金B聚三氟乙烯SB尼龙NS硬质合金Y聚氯乙烯SC酚醛塑料SD注：W表示阀体直接加工的阀座密封面；在阀座与阀瓣（闸板）密封面材料不同时，用低硬度材料表示（隔膜阀除外）。1.2.6阀门公称压力系列在阀门的型号中，公称压力代号直接用公称压力的数值（压力单位为kg/cm2或0.1MPa）表示，并用短线与阀座密封（或衬里材料）代号隔开。阀门的公称压力为1、2.5、6、10、16、25、40、64、100、160、200、320kg/cm2（0.1MPa）等等级。对于工作介质温度450的阀门，标示出工作温度，方法是在P右下角用工作温度除以10所得熟知的整数表示。如P54表示介质工作温度在540左右。1.2.7阀体材料代号材料名称代号材料名称代号材料名称代号可锻铸铁K 碳钢 C铬镍钼钛（铌）耐酸钢R球墨铸铁Q中镍钼合金钢I铬钼钒合金钢V1.2.8阀门公称通径系列：公称通径是指阀门与管道连接处通道的名义直径，用DN表示。它表示阀门规格的大小。36101520253240506580100125150(175)200(225)25030035040045050060070080090010001200140016001800200022002400260028003000五、各类阀门的结构特点1）闸阀启闭件（闸板）由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动的阀门。闸阀是作为截止介质使用，在全开时整个流通直通，此时介质运行的压力损失最小。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。对于高速流动的介质，闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动，而振动又可能损伤闸板和阀座的密封面，而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。从结构形式上，主要的区别是所采用的密封元件的形式。根据密封元件的形式，常常把闸阀分成几种不同的类型，如：楔式闸阀、平行式闸阀、平行双闸板闸阀、楔式双闸板闸等。最常用的形式是楔式闸阀和平行式闸阀。特点：（1）流动阻力小，介质在流道内是直通的，不改变流动方向。 (2)结构长度较小，相对于截止阀而言。 (3)启闭较省力，启闭时闸板运动方向与介质流动方向相互垂直。 (4)介质流动方向不受限制，介质从闸阀两侧任意方向流过闸阀，均能达到接通或截断的目的，适用于介质流动方向改变的管路中。方便按装。(5)高度大，启闭时间长。(6)密封面容易擦伤，(7)零件多，结构复杂，制造成本高。(8)不适用于含有固形物的介质2）截止阀启闭件（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座（密封面）轴线作升降运动的阀门。截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。截止阀的阀瓣一旦处于开启状况，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再的接触，并具有非常可靠的切断动作，合得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。截止阀一旦处于开启状态，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触，因而它的密封面机械磨损较小，由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来，这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化，因此截止阀的流动阻力较高于其它阀门。常用的截止阀有以下几种：1）角式截止阀；在角式截止阀中，流体只需改变一次方向，以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。2）直流式截止阀；在直流式或Y形截止阀中，阀体的流道与主流道成一斜线，这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小，因而通过阀门的压力损失也相应的小了。3）柱塞式截止阀：这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。在该阀门中，阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接，密封是由套在柱塞上的两个弹性密封圈实现的。两个弹性密封圈用一个套环隔开，并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。弹性密封圈能够更换，可以采用各种各样的材料制成，该阀门主要用于“开”或者“关”，但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环，也可以用于调节流量。特点：（1）结构简单，维修方便。（2）密封面磨损及擦伤较轻，密封性好，使用寿命长。（3）启闭时，阀瓣行程小，阀门总高度。（4）启闭力矩大，关闭力包括介质压力的反作用力和密封所必需的力两部分。（5）流动阻力大，阀体内介质通道曲折，消耗能量大。（6）流动方向受限制，只能单向流动，不能改变流动方向。3）旋塞阀启闭件（塞子）绕其轴线旋转的阀门。旋塞阀的启闭件呈锥形，并绕垂直于管道中心线的轴线旋转，完成阀门的启闭动作。直通式旋塞阀主要做切断用，三通式和四通式用于分配用于分配介质流量。旋塞阀的优点在于结构简单，占用空间小，已安装，启闭只需旋转90度。算塞阀的旋塞圆锥面必须严密配合，故存在制造难度大、密封面易损坏、温度升高时旋塞易卡涩等缺点。特点：（1）结构简单，零件少，体积小，重量轻。（2）流动阻力小（3）启闭迅速，阀瓣旋转四分之一圈。（4）启闭费力，密封面面积大，阀瓣转动时阻力大。（5）密封面面积大，而且是锥面，加工难度大。使用中易磨损，难于保证密封。（6）使用温度受到限制。（7）体腔内没有死腔，适用于粘稠性介质。4）球阀启闭件（球体）绕垂直于通路的轴线旋转的阀门。球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转90度提动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口的比例应该是这样的，即当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开闭使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。特点：（1）中小口径球阀，结构简单，体积小，重量轻。（2）流动阻力小（3）启闭迅速，阀瓣旋转四分之一圈。（4）全开时，密封面不会受到介质的冲蚀。（5）启闭费力，球体转动时阻力大。（6）使用温度受到限制。（7）体腔内有死腔，不适用于粘稠性介质。5）蝶阀启闭件（蝶板）绕固定轴旋转的阀门。蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为090之间，旋转到90时，阀门则牌全开状态。蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。而且只需旋转90即可快速启闭，操作简单，同时该阀门具有良好的流体控制特性。蝶阀处于完全开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。蝶阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长，但很难做到完全密封。金属密封能适应较高的工作温度，弹性密封则具有受温度限制的缺陷。如果要求蝶阀作为流量控制使用，主要的是正确选择阀门的尺寸和类型。蝶阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用，而且还应用于热电站的冷却水系统。常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。对夹式蝶阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间，法兰式蝶阀是阀门上带有法兰，用螺栓将阀门上两端法兰连接在管道法兰上。阀门的强度性能是指阀门承受介质压力的能力。阀门是承受内压的机械产品，因而必须具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。特点：（1）结构简单，体积小，重量轻。（2）流动阻力小（3）启闭迅速，阀瓣旋转四分之一圈。（4）调节性能好，可以用于控制流量。（5）加工要求高，装配后调节余度小。6）隔膜阀的特点：（1）最突出的特点是隔膜把下部阀体内腔和上方阀盖内腔隔开，使位于隔膜上方的阀杆、阀瓣等零件不受介质腐蚀，且不回产生外漏，省去了填料涵密封结构。（2）密封性好，但隔膜使用寿命短，需经常更换。（3）使用温度和压力受到限制，只能用于低压常温。节流阀：通过启闭件（阀瓣）改变通路截面积以调节流量、压力的阀门。止回阀：启闭件（阀瓣）靠介质作用力，自动阻止介质逆流的阀门。安全阀：一种自动阀门，它不借助任何外力，而是利用介质本身的力来排出额定数量的流体，以防止系统内压力力超过预定的安全值，当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出。减压阀：通过启闭件的节流，将介质压力降低，并利用介质本身能量，使阀后的压力自动满足预定要求的阀门。蒸汽疏水阀：自动排放凝结水并阻止蒸汽泄漏的阀门。隔膜阀：启闭件（隔膜）由阀杆带动，沿阀杆轴线作升降运动，并将动作机构与介质隔开的阀门。多用阀：具有多种用途的阀门。自动阀门：依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。驱动阀门：借助手动、电力、液压或气压来操纵的阀门。六、驱动机构1）电力驱动的阀门电力驱动阀门是常用的驱动方式的阀门，通常称这种驱动装置形式的驱动装置为阀门电动装置，阀门电动装置的特点如下：1）启闭迅速，可以大