阀门工作原理

1、.,化工常用阀门的原理及其使用方法,一、阀门是化工管路上控制介质流动的一种重要附件，本讲义重于阀门实践应用，详细原理及结构剖视图参照有关资料书籍，阀门由阀体、启闭机构、阀盖三大部分组成，本次着重介绍本公司常用阀门的结构特点及其正确使用注意事项。 二、阀门的作用 启闭作用切断或沟通管内流体的流动； 调节作用调节管内流量、流速； 节流作用使流体通过阀门后产生很大的压力降； 其他作用a.自动启闭 b.维持一定压力 c.阻汽排水。 三、阀门的种类 按用途分：截断阀类、调节阀类、分流阀类、止回阀类、安全阀类； 按作用力分：他动作用阀门、自动作用阀门。,.,四、阀门的主要参数 PN 公称压力（允许流体通过

2、的最大的压力）； DN 公称直径 ； TN 温度范围（允许流体的温度范围）。 五、阀门使用前的检查 检查项目包括： 1、阀体内外表面有无砂眼、裂纹等缺陷； 2、阀座与阀体接合是否牢固，阀芯与阀座是否吻合，密封面有无缺陷； 3、阀杆与阀芯连接是否灵活可靠、阀杆有无弯曲，螺纹有无损坏、腐蚀； 4、填料、垫圈是否老化损坏； 5、阀门开启是否灵活等。 六、阀门使用过程中常出现的问题 1、与管道连接处的法兰、螺纹泄漏； 2、填料涵泄漏、腰垫泄漏及阀杆开不动； 3、阀芯与阀座间关不严形成内泄漏,.,化工常用阀门的特点及其使用注意事项,一、闸阀 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

3、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。,.,它的优点是 : 流体阻力小 , 启闭省劲 , 可以在介质双向 流动的情况下使用 , 没有方向性 , 全开时密封面不易冲蚀 , 结 构长度短 , 不仅适合做小阀门 , 而且合做

4、大阀门。 闸阀按阀杆螺纹分两类 , 一是明杆式 , 二是暗杆式。按闸板构造分 , 也分两类 , 一是平行 , 二是模式。,.,暗杆式 明杆式,.,使用注意事项：,1、阀杆外端为正方形，对角线标注的直线垂直与阀体方向为关闭状态，与阀体方向一致为开启状态； 2、正常开关阀门用考克专用扳手，避免与阀杆打滑造成安全事故；尽量不用活动扳手从而造成打滑； 3、开起阀门按前面检查项目检查，检查完后慢慢开启阀门，开启时尽量不要站在密封面方向，遇到酸碱流体时须佩戴防酸面具； 4、如管道有视镜的看到视镜内有流体通过方可检查无误后离开。,.,.,.,二、截止阀 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

5、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，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

6、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

7、于调节流量。,.,.,.,特点：截止阀上部有手轮、阀杆，中部有 螺纹和填料涵密封段，小型阀门阀杆上螺纹在阀体内，其结构紧凑，但阀杆与介质接触部分多，尤其螺纹部分易腐蚀，从阀杆露出阀盖的高度可判断阀门开启程度，为防止介质沿阀杆漏出，可在阀杆穿出阀盖部位用填料来密封。 截止阀结构较复杂，但操作简单、不甚费力，易于调节流量和截断通道，起闭缓慢无水锤现象，故使用较为广泛。,.,截止阀安装时要注意流体方向，应使管路流体由下向上流过阀座口，及所谓“低进高出”，目的是减少流体阻力，使开启省力和关闭状态下阀杆、填料涵部分不与介质接触，保证阀杆和填料涵不致损坏和泄漏。 截止阀主要用于水、蒸汽、压缩空气及各种物料

8、的管路，可较精确地调节流量和严密地截断通道，但不能用于粘度大、易结晶的物料。,.,使用注意事项：,1、开启前检查阀门有无缺陷，特别是填料涵有无泄漏；、 2、在阀杆不能用手直接转动时，可用专用F扳手进行开闭，当仍无法开闭时，请不要加长扳手力臂来强行开闭，从而造成阀门的损坏或引起安全事故； 3、在用于中压汽管路阀门时，开启时应该先将管内的冷凝水排净，然后慢慢将阀门开启用0.2至0.3Mpa的蒸汽进行管道的预热，避免压力突然升高引起密封面的损坏，当检查正常后将压力调至所需状态；,.,.,三、蝶阀 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

9、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。,.,蝶阀有弹性密封和金属密封两种密封型式。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

10、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。,.,.,气动蝶阀气缸内部原理,.,使用注意事项：,1、阀芯只能旋转90度，一般阀体上会表明CLOSE和OPEN箭头方向，手轮顺时针转动为关闭、反之为开启； 2、如有时开闭有一定阻力，可以用专用F扳手开阀门，但不能强行开闭，否则会将阀杆齿轮搅坏； 3、禁止将手轮卸下用活动扳手扳动阀杆；（下面阀同样如此） 4、开闭时逐步开闭，观察有无异

11、常情况，防止有泄漏。,.,四、球阀 球阀是由旋塞阀（旋塞阀即考克）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

12、乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。 球体是球阀的启闭件，又称球芯、球，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭球阀的作用。球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，球阀也从旋塞阀演变而来，只是球阀的关闭件是个球体。 球体按功能可分为：二通球、三通球、四通球、弯通球、浮动球、固定球、V型球、偏心半球体、带柄球体、软密封球体、硬密封球体、实心球、空心球等，并可为用户定制各种非标球。,.,.,.,.,特点使用注意事项：,特点：阀门结构简单，工作可靠，用于双向流动介质的管路，流体阻力小，密封性好；缺点： 介质易从阀杆部位泄漏。 使用注意事项： 1、同旋塞阀同样； 2、带手柄阀门，手柄垂直于介质流动

13、方向为关闭状态，与介质流动方向一致的为开启状态； 3、如遇到带夹套保温的球阀时应该注意以下事项： 3.1、应该将夹套保温蒸汽开启将阀内易结晶的介质融化后方能开闭阀门，切勿介质未完全融化就强行开闭阀门； 3.2、当遇到阀门不能开启时，不能利用加长力臂的方法，强行开启阀门，因为这样会造成因阀杆受阻力较大与阀芯脱落，造成阀门损坏或造成扳手的损坏，从而造成不安全因素。,.,五、止回阀 这种类型的阀门的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。其中止回阀就属

14、于这种类型的阀门，它包括旋启式止回阀和升降式止回阀。,.,升降式 旋启式,.,旋启式止回阀有一介铰链机构，还有一个像门一样的阀瓣自由地靠在倾斜的阀座表面上。为了确保阀瓣每次都能到达阀座面的合适位置，阀瓣设计在铰链机构，以便阀瓣具有足够有旋启空间，并使阀瓣真正的、全面的与阀座接触。阀瓣可以全部用金属制成，也可以在金属上镶嵌皮革、橡胶、或者采用合成覆盖面，这取决于使用性能的要求。旋启式止回阀在完全打开的状况下，流体压力几乎不受阻碍，因此通过阀门的压力降相对较小。,.,升降式止回阀的阀瓣座落位于阀体上阀座密封面上。此阀门除了阀瓣可以自由地升降之外，其余部分如同截止阀一样，流体压力使阀瓣从阀座密封面上

15、抬起，介质回流导致阀瓣回落到阀座上，并切断流动。根据使用条件，阀瓣可以是全金属结构，也可以是在阀瓣架上镶嵌橡胶垫或橡胶环的形式。像截止阀一样，流体通过升降式止回阀的通道也是狭窄的，因此通过升降式止回阀的压力降比旋启式止回阀大些，而且旋启式止回阀的流量受到的限制很少。 使用注意事项 注意阀门方向，箭头与介质流向一致，如介质易结晶可能造成阀片不能压下起不到指挥、止回的作用。,.,.,.,.,.,.,升降式止回阀,.,.,.,.,六、安全阀 一 概述安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全，并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部

16、门在选型时，总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 二、定义安全阀广义上讲包括泄放阀，从管理规则上看，直接安装在蒸汽锅炉或压力容器上，其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门，狭义上称之为安全阀，其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似，二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质，以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性，人们在使用时，往往将二者混同，另外，有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此，二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多问题。如果要将二者作出比较明确的定义，则可按照ASME锅炉及压力容器规范第一篇中所阐述的定义来理解,.,（l）安全阀（

17、Safety Valve）一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合，如图1。 （2）泄放阀（Relief Valve），又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。 安全阀是一种根据介质压力自动启闭的阀门，当介质压力超过定值时，它能自动开启阀门排放卸压，使设备管路免遭破坏的危险，压力恢复正常后又能自动关闭。 根据平衡内压的方式不同，安全阀分为杠杆重锤式和弹簧式两类。,.,.,三、选型1分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和重锤杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀

18、、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作，弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的，一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式，蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式，在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可以用作手动紧急泄压用，如图。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作，但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。,.,安全阀的主要参数是排量，这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度，由开启高度不同，又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的140l20。全启式是指阀瓣的开启高度

19、为阀座喉径的14。 2安全阀的选用 由操作压力决定安全阀的公称压力，由操作温度决定安全阀的使用温度范围，由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围，再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式，再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。 以下为安全阀选用的一般规则。 （l）热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。 （2）蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。 （3）水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀，或用安全泄放阀。,.,（4）高压给水一般用封闭全启式安全阀，如高压给水加热器、换热器等。 （5）气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀，如储气罐、气体管道等。 （6）E级蒸汽锅炉一般用静重式安全