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第一章阀门概论 本章学习的目的掌握阀门的作用 分类的基本方法 了解阀门的主要参数 了解阀门的基本性能 原理 了解阀门的连接方式和法兰密封面的形式以及适用范围 第一章阀门概论 阀门valve用以控制流体流量 压力和流向的装置简称阀门 被控制的流体可以是液体 气体 气液混合体或固液混合体 阀门通常由阀体 阀盖 阀座 启闭件 阀瓣 塞体 闸板 蝶板和隔膜等 驱动机构 阀杆和带动它运动的阀门驱动装置 密封件 填料 垫片等 和紧固件等组成 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 阀门分类 一 按阀门的功能分 阀门 多用阀 调节阀 分流阀 截断阀 阀门分类 二 按阀门公称压力 高压阀 PN 10 80兆帕 低压阀 PN 1 6兆帕 超高压阀 PN 100兆帕 阀门 真空阀 公称压力小于标准大气压 1 中压阀 PN 2 5 6 4兆帕 阀门分类 三 按阀门使用温度分 高温阀 工作温度高于450 中温阀 工作温度为121 450 低温阀 工作温度低于 30 常温阀 工作温度为 30 120 阀门 阀门的基本性能 调节性能 强度性能 流通性能 启闭性能 阀门 密封性能 一 阀门大类介绍闸阀 2 1闸阀gatevalve用闸板作启闭件并沿阀座轴线垂直方向移动 以实现启闭动作的阀门 闸阀的主要优点是流道通畅 流体阻力小 启闭扭矩小 主要缺点是密封面易擦伤 启闭时间较长 体形和重量较大 闸阀在管道上的应用很广泛 适于制造成大口径阀门 闸阀通常用于截断流体 不宜用于调节流量 因为当闸阀处于半开位置时 闸板会受流体冲蚀和冲击而使密封面破坏 还会产生振动和噪声 闸阀按闸板的结构不同分为楔式和平行式两类 一 阀门大类介绍闸阀 楔式闸板有3种结构 单闸板的结构较简单 但楔角的加工精度要求较高 易发生卡紧 擦伤现象 双闸板的结构对楔角精度要求较低 闸板不易楔死 但结构较复杂 弹性闸板兼有单闸板和双闸板的优点 能避免它们的缺点 因而应用较广泛 它的结构特点是在闸板的周边上有一道环形槽 使闸板具有适当的弹性 平行式闸阀通常采用双闸板结构 特殊用途的闸阀 如长距离输油 输气的管道上用的大口径闸阀因清扫阀门和管道的需要而采用单闸板结构 一 阀门大类介绍闸阀 暗杆闸阀 明杆闸阀 二 阀门大类介绍截止阀 2 2截止阀globevalve用阀瓣作启闭件并沿阀座轴线移动 以实现启闭动作的阀门 截止阀主要用于截断流体 在对调节性能要求不高的场合也可用于调节流量 截止阀是管道上常用的一种阀门 二 阀门大类介绍截止阀 常见的截止阀阀体流道形式有直通式 直流式和直角式3种 直通式截止阀 图2直通式截止阀阀体流道 的流体阻力较大 因阀体形状近似球体 所以习称球形阀 为了减小流体阻力 直流式多用于含固体颗粒或粘度大的流体 直角式用于高 中压力的直角型管道 截止阀的密封面主要有平面和锥面两种 锥面密封的接触面宽度比平面密封的小 所需密封力小 密封性较易保证 启闭力也低得多 大多用于高压场合 为了减小启闭力 已研制出高压平衡式截止阀 它采用压力平衡式阀瓣 流体从阀瓣下部通过小孔进入阀瓣上部 二 阀门大类介绍截止阀 截止阀的主要优点是 开启高度小 一般为阀座通孔直径的1 4 因而开关较迅速 启闭过程中密封面间一般无相对滑动 故不易磨损擦伤 阀瓣和阀座的维修方便 缺点是启闭力和流体阻力较大 因此不能做得太大 一般中 低压截止阀的公称通径不大于250毫米 高压截止阀不大于150毫米 三 阀门大类介绍止回阀 2 3止回阀checkvalve能自动阻止流体回流的阀门 又称单向阀 通常 流体在压力作下使阀门的阀瓣开启 并从进口侧流向出口侧 当进口侧压力低于出口侧时 阀瓣在流体压力和本身重力的作用下自动地将通道关闭 阻止流体逆流 按阀瓣运动方式不同 止回阀主要分为升降式 旋启式和蝶式3类 二 阀门大类介绍止回阀 升降式止回阀的阀体多与截止阀阀体相似 它的流体阻力较大 这类止回阀为高压小口径 常采用圆球形阀瓣 旋启式止回阀对流体的阻力较小 一般适用于中小口径 低压大口径管道 常在阀的通道隔板上设置多个阀瓣 成为多瓣式 蝶式止回阀的形状与蝶阀相似 它结构简单 对流体的阻力小 止回阀如关闭过快 可能会在液体管道中引起液击 产生噪声 甚至导致阀门零件的损坏 为避免这种情况 需要时可选用有缓冲功能的止回阀 以延长关闭时间 四 阀门大类介绍球阀 2 4球阀ballvalve用带圆形通孔的球体作启闭件 球体随阀杆转动 以实现启闭动作的阀门 球阀的结构与旋塞阀相似 也有人称它为球形旋塞阀 它由一个球体和两个阀座 密封圈 组成密封副 阀座最常用的材料为聚四氟乙烯塑料 四 阀门大类介绍球阀 在各种阀门中球阀的流体阻力最小 它又具有开关迅速 密封性好的优点 因而已成为发展最快的一类阀门 它的适用范围很广 工作压力从高真空到高压 压力已达40兆帕 工作温度为 253 450 最大口径已达3000毫米 球阀的主要缺点是工作温度不高 目前正在使用碳 石墨等密封圈材料 以提高球阀的使用温度 按密封结构原理 球阀分为浮动球球阀和固定球球阀 见图球阀示意图 前者主要靠流体压力将球体压紧在出口端的阀座上 形成浮动状的密封 因而使用的压力和口径受到限制 四 阀门大类介绍球阀 球阀密封面主要结构形式和原理球阀密封面主要结构形式和原理 四 阀门大类介绍球阀 球阀密封面主要结构形式和原理 五 阀门大类介绍蝶阀 2 5蝶阀butterflyvalve用圆形蝶板作启闭件并随阀杆转动 以实现启闭动作的阀门 蝶阀结构简单 开关迅速 体积小 重量轻和启闭力矩小 按对密封的要求不同 蝶阀可分别设计成具有截断 调节或截断兼调节的功能 蝶阀应用广 特别是在低压大口径供水管道上有逐步取代闸阀的趋势 蝶阀的最大口径已达10米 大口径蝶阀一般带有缓闭阻尼装置 以防止产生水击 蝶阀的密封材料通常用橡胶 用于低温 高温或调节工况的蝶阀 也使用金属密封材料 五 阀门大类介绍蝶阀 蝶阀 中线蝶阀 偏心蝶阀 单偏心蝶阀 双偏心蝶阀 三偏心蝶阀 五 阀门大类介绍蝶阀 中线蝶阀中线蝶阀蝶板的回转中心 即阀杆的中心 位于阀体的中心线和蝶板的密封面截面上阀座采用合成橡胶 关闭时蝶板的外圆密封面挤压合成橡胶阀座 使阀座产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压保证蝶阀的密封该阀可设计成法兰连接 对夹连接和单夹连接同杆可设计成通杆 穿销钉和两节杆六方头连接结构 五 阀门大类介绍蝶阀 典型的单偏心蝶阀蝶板的回转中心 即阀杆中心 位于阀体中心线上 且与蝶板密封截面形成一个偏置尺寸 使蝶板与阀座上的密封面形成一个完整的圆 加工时易保证蝶板与阀座的表面粗糙度关闭蝶阀时 蝶板的外圆密封表面逐渐接近并挤压阀座使阀座产生弹性变形 形成的弹性力作为密封比压 保证密封阀座应为软质密封材料 以聚四氟乙烯为最佳该阀全开时 蝶板与阀座密封面间形成一个间隙 五 阀门大类介绍蝶阀 双偏心蝶阀双偏心蝶阀在单偏心蝶阀的基础上进一步改良 其结构特征为在阀杆轴心既偏离蝶板中心 也偏离本体中心 双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能迅即脱离阀座 大幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压 刮擦现象 减轻了开启阻距 降低了磨损 提高了阀座寿命 五 阀门大类介绍蝶阀 三偏心蝶阀其结构特征为在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时 使蝶板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线 也就是说 经过第三次偏心后 蝶板的密封断面不再是真圆 而是椭圆 其密封面形状也因此而不对称 一边倾斜于本体中心线 另一边则平行于本体中心线 这第三次偏心的最大特点就是从根本上改变了密封构造 不再是位置密封 而是扭力密封 即不是依靠阀座的弹性变形 而是完全依靠阀座的接触面压来达到密封效果 因此一举解决了金属阀座零泄漏这一难题 并因接触面压与介质压力是成正比的 耐高压高温也迎刃而解 六 阀门大类介绍隔膜阀 2 8隔膜阀diaphragmvalve用弹性隔膜作为启闭件和密封件的截断阀 图隔膜阀的典型结构为隔膜阀的典型结构 阀体为屋脊式 屋脊与隔膜组成密封副 隔膜周边固定 它将阀腔分成互不相通的两部分 隔膜下边为流体通道 阀瓣 阀杆 阀盖等零件都位于隔膜上部 与流体隔离 不受流体腐蚀 同时又能防止铁锈等杂质污染流体 隔膜阀不需要填料函 不存在阀杆的密封问题 隔膜材料通常为橡胶和氟塑料 隔膜阀的寿命取决于隔膜的耐疲劳性 它特别适用于腐蚀性流体和要求清洁的流体 如醋酸 化纤原料和锅炉软化水等 它的工作压力一般不大于0 6兆帕 工作温度一般小于100 公称通径不大于350毫米 六 阀门大类介绍隔膜阀 隔膜阀 截止式隔膜阀 屋脊式隔膜阀 闸板式隔膜阀 阀门的基本参数和标准 阀门的公称通径 DN 公称通径用字母 DN 后紧跟一个数字表示 如通径250mm应标志为DN250 阀门的公称压力 PN 指阀门在规定的基准温度允许的最大工作压力 是供参考用的一个方便的圆整数 在我国 涉及公称压力时 按照通常给出计量单位 以 MP 兆帕表示 在英美国家中 尽管已经列入公称压力的概念 但实际使用仍然采用英制单位的磅级 阀门 主要国内标准 阀门 主要国外标准 阀门的连接方式 内螺纹连接外螺纹连接法兰连接 焊接对夹 卡箍 卡套 卡套连接 卡箍连接 阀门的连接方式 法兰连接 1 平面 密封面 法兰flatflange FF 1 常用垫片 常用石棉板 聚四氟乙稀板2 应用范围 适用于较低压力的阀门 2 凸面 密封面 法兰raisedface RF 3 环槽密封面 ringtypejaiface RTJ 1 常用垫片金属椭圆形垫 金属八角形垫2 应用范围 主要用于高温高压阀门 阀门的连接方式 法兰连接 4 榫槽面 TG tongue groove1 常用垫片 氟塑料板缠绕式垫片 金属色石棉垫片 铜板2 适用范围 使用能够塑性变形的垫片和腐蚀性较强 密封性能要求严格的阀门 5 凹凸面法兰 MF male female1 常用垫片 缠绕式垫片 橡胶石棉板2 应用范围 适用于各重压力的阀门 阀门的连接 形式的选择 第二章阀门的标志 1阀门的识别和涂漆阀门出厂一般需要表面涂漆 涂漆层应该耐久 美观 并保证标志明显清晰 产品阀体可以按照下列要求进行识别涂漆 第二章阀门的标志 按密封面材料在手轮 手柄或扳手上的涂漆颜色 第二章阀门的标志 阀门的编号方法 JB T308 阀门型号的编制方法 适用于工业管道用闸阀 截止阀 节流阀 球阀 蝶阀 隔膜阀 旋塞阀 止回阀 安全阀 减压阀 疏水阀 柱塞阀等 1 阀门的型号编制方法如下 Z941W 25PDN200 第二章阀门的标志 2 类型代号用汉语拼音字母表示 按表1的规定 第二章阀门的标志3 传动方式代号用阿拉伯数字表示 按表2的规定 第二章阀门的标志 4 连接形式代号用阿拉伯数字代号表示 按表3的规定 第二章阀门的标志 5 结构形式代号用阿拉伯数字表示 按表4 13的规定