常见阀门结构及应用.docx

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常见阀门结构及应用

常见阀门结构及应用

（一）闸阀

闸阀是指启闭体（阀板）由阀杆带动阀座密封面作升降运动的阀门，可接通或截断流体的通道。

当阀门部分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的侵蚀和震动，也易损坏阀座密封面，修理困难。

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。

一）闸阀的结构

（1）阀体与阀盖

阀体与阀盖多采用法兰连接。

阀体截面形状主要取决于公称压力。

低压阀：

扁平状；高中压阀：

椭圆形或圆形。

（2）闸板与阀座密封圈

<1>楔式闸板闸板密封面与闸板垂直中心线有一定倾角，称为楔半角。

防止温度变化时闸板卡死，一般角度为2°52〞、5°

介质温度越高，通径越大，楔半角就越大。

（a）楔式刚性单闸板

特点：

结构简单，尺寸小，使用较为可靠。

应用：

常温、中温、各种压力

缺点：

楔角加工精度高，加工维修较为困难；启闭过程中密封面易发生擦伤，温度变化时闸板易卡住。

（b）楔式弹性单闸板

结构：

在闸板中部开环状槽或由二块闸板组焊而成，中间为空。

特点：

结构简单，密封面可靠，能自行补偿由于异常负荷引起的阀体变形，防止闸板卡住。

应用：

各种压力、温度的中、小口径及启闭频繁场所。

缺点：

关闭力矩不宜太大，防止超过弹性范围；介质中含固体杂质少，不适用于易结焦的介质。

（c）楔式弹性双闸板

结构：

由两块圆板组成，用球面顶心铰接成楔形闸板。

楔角可以靠顶心自动调整。

特点：

温度变化时不易卡住，也不易产生擦伤现象。

缺点：

结构复杂、零件较多、闸板易脱落。

应用：

水和蒸气介质，不适用于粘性介质。

<2>平行式闸板

闸板的两个密封面平行，阀座密封面垂直于管道中心线。

（a）平行式单闸板

不能依靠其身达到强制密封，必须采用固定或浮动的软质阀座。

（b）平行式双闸板

自动密封式：

依靠介质的压力把闸板推向出口侧阀座密封面，达到单面密封的目的。

闸板间加弹簧实现在关闭时的密封。

密封面易被擦伤和磨损。

较少采用。

撑开式：

用顶楔把两块闸板撑开，压紧在阀座密封面上而达到强制密封。

二）闸阀的特点

闸阀在管路中主要作切断用，一般口径DN≥50mm的切断装置多选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。

闸阀有以下优点：

①流体阻力小。

②开闭所需外力较小。

③介质的流向不受限制。

④全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。

⑤体形比较简单，铸造工艺性较好。

闸阀也有不足之处：

①外形尺寸和开启高度都较大。

安装所需空间较大。

②开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。

③闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难。

（二）截止阀、节流阀

截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。

截止阀与节流阀的结构基本相同，只是阀瓣的形状不同：

截止阀的阀瓣为盘形，节流阀的阀瓣多为圆锥流线型，特别适用于节流，可以改变通道的截面积，用以调节介质的流量与压力。

一）截止阀和节流阀阀体

（１）直通形阀：

流动阻力大，压力降大；

（２）角形阀：

弯头处，流动阻力小。

（３）直流阀：

阀体与阀杆成45°,流动阻力小，压降也小，便于检修和更换。

（４）针形阀：

阀瓣为锥形针形，阀杆通常用细螺纹以取得微量调节。

二）截止阀和节流阀阀瓣

（１）截止阀阀瓣（平面阀瓣）

为截止阀主要形式的启闭件，接触面密合，没有摩擦，密封性能好，便于维修，不适合用于含有固体颗粒的介质。

（２）节流阀阀瓣

有针形、沟形和窗形三种形式。

当阀瓣在不同高度时，阀瓣与阀座的环形道路面积相应变化，从而得到确定数值的压力或流量。

三）截止阀节流阀的特点

截止阀在管路中主要作切断用。

节流阀在管路中主要作节流使用。

截止阀有以下优点：

1．在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。

2．开启高度小。

3．通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。

截止阀使用较为普遍，但由于开闭力矩较大，结构长度较长，一般公称通径都限制在DN≤200mm以下。

截止阀的流体阻力损失较大。

因而限制了截止阀更广泛的使用。

（三）球阀

球阀是由旋塞阀演变而来。

它具有相同的启闭动作，不同的是阀芯旋转体不是塞子而是球体。

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。

一）球阀的特点

球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。

它具有以下优点

1．结构简单、体积小、重量轻，维修方便。

2．流体阻力小，紧密可靠，密封性能好。

3．操作方便，开闭迅速，便于远距离的控制。

4．球体和阀座的密封面与介质隔离，不易引起阀门密封面的侵蚀。

5．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。

（四）蝶阀

蝶阀是由阀体、圆盘、阀杆、和手柄组成。

它是采用圆盘式启闭件，圆盘式阀瓣固定于阀杆上，阀杆转动°90即可完成启闭作用。

同时在阀瓣开启角度为°20～°75时，流量与开启角度成线性关系，有节流的特性。

一）蝶阀操作特性

蝶阀广泛用于2.0MPa以下的压力和温度不高于200℃的各种介质。

阀杆只做旋转运动，蝶板和阀杆没有自锁能力。

要在阀杆上附加有自锁能力的的减速器，使蝶杆能停在任意位置。

二）蝶阀的特点

蝶阀的特点：

（1）结构简单，外形尺寸小，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。

（2）全开时阀座通道有效流通面积较大，流体阻力较小。

（3）启闭方便迅速，调节性能好。

（4）启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。

（5）密封面材料一般采用橡胶、塑料、故低压密封性能好。

（五）旋塞阀

流体直流通过，阻力降小、开启方便、迅速。

一）旋塞阀的结构

阀体形式

（a）直通式：

截断介质

（b）三通式：

改变介质方向或进行介质分配

（c）四通式：

改变介质方向或进行介质分配

塞子

呈圆锥台状，内有介质通道，截面为长方形，通道与塞子的轴线相垂直。

旋塞阀的塞子和塞体是一个配合很好的圆锥体，其锥度一般为1：

6和1：

7。

二）旋塞阀特点

旋塞阀在管路中主要用作切断、分配和改变介质流动方向的。

旋塞阀是历史上最早被人们采用的阀件。

由于结构简单，开闭迅速（塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作），操作方便，流体阻力小，至今仍被广泛使用。

目前主要用于低压，小口径和介质温度不高的情况下。

（六）止回阀

止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门。

一）止回阀的分类

旋启式止回阀

流动阻力小，密封性能不如升降式。

适用于低流速和流动不常变动的场合，不宜用于脉动流。

（a）单瓣式：

中等口径

（b）双瓣式：

较大口径（DN≤600）

（c）多瓣式：

减少水击，不会造成密封面损坏，大口径（DN>600）

底阀：

泵吸入口设置。

防止倒流，利于启泵。

二）止回阀的特点

（1）升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样（可与截止阀通用），因此它的流体阻力系数较大。

（2）旋启式止回阀，阀瓣围绕阀座外的销轴旋转，应用较为普遍。

（3）碟式止回阀阀瓣围绕阀座内的销轴旋转。

其结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。

（七）减压阀

减压阀是靠膜片、弹簧、活塞等敏感元件改变阀瓣与阀座间的间隙，把进口压力减至需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持恒定。

一）减压阀的分类

（1）按作用方式分：

（a）直接作用式：

利用出口压力变化，直接控制阀瓣运动；

（b）先导式：

由主阀和导阀组成，出口压力的变化通过导阀放大控制主阀动作。

（2）按结构形式分：

（a）薄膜式

（b）弹簧薄膜式

（c）活塞式

（d）波纹管式

（e）杠杆式

二）常见减压阀的结构

（1）弹簧薄膜式

（2）活塞式

三）减压阀的性能

（1）静态特性偏差：

流量特性偏差：

表示由于流量的变化引起的出口压力波动。

压力特性偏差：

表示由于压力的变化引起的出口压力波动。

（2）不灵敏性偏差：

当出口压力在某一范围内变化时，不能引起减压阀产生动作的变化范围。

其表示了减压阀的不灵敏度。

（八）安全阀

安全阀是自动阀门，它不借助任何外力，利用介质本身的压力来排出一定量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。

当压力恢复到安全值后，阀门再自行关闭以阻止介质继续流出。

一）脉冲式安全阀

其结构有主阀、辅阀。

辅阀为口径很小的直接载荷式安全阀，与主阀相接。

当系统超压时，辅阀首先开启，排出介质。

适用于大口径、大排量及高压系统。

二）安全阀的选用要求

（１）灵敏度高；

（２）具有规定的排放压力；

（３）在使用过程中保证强度、密封及安全可靠；

（４）动作性能的允许偏差和极限值。

七、阀门的选用

阀门选用的原则

１、输送液体的性质；

２、阀门的功能；

３、阀门的尺寸；

４、阻力损失；

５、温度和压力；

６、阀门的材质