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100.0MPa4)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–29~200℃(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:DN50~300MM(3)大通径阀门:DN350~1200MM(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: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:1.2.3阀门连接型式代号:1.2.5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、320 kg/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。
3 6 10 15 20 25 32 40 50 6580 100 125 150 (175) 200 (225) 250 300 350400 450 500 600 700 800 900 1000 1200 14001600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000五、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。