閥門的種類及原理

1閥門的種類及原理2主要內容1閥門概括及分類2典型閥門介紹3電動平和動執(zhí)行機構及調試4閥門的試驗5常有故障及維修31閥門概括及分類閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制零件，擁有截斷、調節(jié)、導流、防備逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。4閥門的種類好多，且有多種分類方法：一、按用途和作用分類1、截斷閥類：主要用于截斷或接通介質流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥等。2、調節(jié)閥類：主要用于調節(jié)介質的流量、壓力等。包括調節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥等。3、止回閥類：用于阻止介質倒流。包括各種結構的止回閥。4、分流閥類：用于分派、分別或混淆介質。包括各種結構的分派閥和疏水閥等。5、安全閥類：用于超壓安全保護。包括各種種類的安全閥。5二、按主要參數(shù)分類1、按壓力分類(1)真空閥工作壓力低于標準大氣壓的閥門。(2)低壓閥公稱壓力PN<1.6MPa的閥門。(3)中壓閥公稱壓力PN<2.5~6.4Mpa的閥門。(4)高壓閥公稱壓力PN10.0~80.0Mpa的閥門。(5)超高壓閥公稱壓力PN≥100Mpa的閥門。2、按介質工作溫度分類(1)高溫閥t>450℃的閥門。(2)中溫閥120℃≤t<450℃的閥門。(3)常溫閥-40℃≤t<120℃的閥門。(4)低溫閥-100℃≤t<-40℃的閥門。(5)超低溫閥t<-100℃的閥門。63、按閥體材料分類(1)非金屬材料閥門如陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門。(2)金屬材料閥門如銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門鐵閥門、碳鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門。(3)金屬閥體襯里閥門如襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯搪瓷閥門。7三、通用分類法這種分類方法既按原理、作用又按結構區(qū)分，是目前國內、國際最常用的分類方法。一般分為：閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、止回閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥、疏水閥、調節(jié)閥。82典型閥門2.1閘閥閘閥是作為截止介質使用，在全開時整個流通直通，此時介質運行的壓力損失最小。閘閥平時合用于不需要經常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不合用于作為調節(jié)或節(jié)流使用。對于高速流動的介質，閘板在局部開啟狀況下能夠惹起閘門的振動，而振動又可能損害閘板和閥座的密封面，而節(jié)流會使閘板遭到介質的沖蝕。明桿楔式單閘板閘閥9從結構形式上，主要的區(qū)別是所采用的密封元件的形式。根據密封元件的形式，經常把閘閥分紅幾種不同的種類，如：楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。最常用的形式是楔式閘閥和平行式閘閥。10111213142.2截止閥截止閥是用于截斷介質流動的，截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直，經過帶動閥芯的上下升降進行開斷。截止閥一旦處于開啟狀態(tài)，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，并擁有特別可靠的切斷動作，因而它的密封面機械磨損較小，由于大多半截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆下來，這對于閥門和管線焊接成一體的場合是很合用的。15介質經過此類閥門時的流動方向發(fā)生了變化，因此截止閥的流動阻力較高。引入截止閥的流體從閥芯下部引入稱為正裝，從閥芯上部引入稱為反裝，正裝時閥門開啟省力，封閉費力，反裝時，閥門封閉嚴實，開啟費力，截止閥一般正裝。16171819202.3止回閥止回閥的作用是只允許介質向一個方向流動，而且阻止方向流動。平時這種閥門是自動工作的，在一個方向流動的流體壓力作用下，閥瓣打開；流體反方向流動時，由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座，進而切斷流動。包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。2122232.4蝶閥蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉，旋轉角度為0°~90°之間，旋轉到90°時，閥門則是全開狀態(tài)。蝶閥結構簡單、體積小、重量輕，只由少數(shù)幾個零件組成。而且只需旋轉90°即可快速啟閉，操作簡單。蝶閥處于完全開啟地點時，蝶板厚度是介質流經閥體時唯一的阻力，因此經過該閥門所產生的阻力很小，故擁有較好的流量控制特性，能夠作調節(jié)用。24252627蝶閥有彈性密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門，密封圈能夠鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。采用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長，但很難做到完全密封，金屬密封能適應較高的工作溫度，彈性密封則擁有受溫度限制的缺點。28單偏心蝶閥雙偏心蝶閥三偏心蝶閥29302.5球閥球閥是由旋塞閥演變而來。它擁有相同的旋轉90度的動作，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道經過其軸線。當球旋轉90度時，在進、出口處應全部體現(xiàn)球面，進而截斷流動。31球閥只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能封閉嚴實。完全同樣的閥體內腔為介質提供了阻力很小、直通的流道。球閥最適宜直接做開閉使用，但也能作節(jié)流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結構緊湊，易于操作和維修，合用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質，而且還合用于工作條件惡劣的介質，如氧氣、過氧化氫、甲烷、乙烯、樹脂等。球閥閥體能夠是整體的，也能夠是組合式的。3233342.6隔膜閥隔膜閥是用一個彈性的膜片連結在壓縮件上，壓縮件由閥桿操作上下移動，當壓縮件上升，膜片就高舉，形成通路，當壓縮件下降，膜片就壓在閥體上，閥門封閉。此閥合用于開斷、節(jié)流。隔膜閥特別合用于運送有腐化性、有粘性的流體，而且此閥的操作機構不暴露在運送流體中，故不會被污染，也不需要填料，閥桿填料部分也不會泄露。35堰式隔膜閥直通式隔膜閥362.7安全閥安全閥的作用原理是鑒于力平衡，一旦閥瓣所受壓力大于彈簧設定壓力時，閥瓣就會被此壓力推開，其壓力容器內的氣（液）領會被排出，以降低該壓力容器內的壓力。37383940412.8調節(jié)閥調節(jié)閥主要工作原理，是靠改變閥門閥瓣與閥座間的流通面積，達到調節(jié)壓力、流量等參數(shù)的目的。本節(jié)主要介紹調節(jié)閥的閥體和閥芯的主要結構，調節(jié)閥的流量特性以及有關閥芯氣蝕噪音問題的解決方法。422.8.1閥體結構直通單座閥(GLOBE)閥體內只有一個閥座和密封面，結構簡單,密封效果好,是使用較多的一種閥體種類。43直通雙座閥(GLOBE)閥體內有兩個閥座和密封面，流通能力大,不平衡力小,但泄露量大,切斷效果差,是使用較多的一種閥體種類44套筒閥(CAGE)閥體內部閥芯由套筒導向套筒上開有窗口用于決定流量與流量特性閥芯上可開有平衡孔,減小不平衡力套筒閥可調比大,振動小,不平衡力小,交換性好,可合用于大多半單雙座閥的應用場合不合用于有顆粒及較臟污介質是使用最為寬泛的一種閥體種類4546球閥、蝶閥、隔膜閥等都能夠作為調節(jié)閥472.8.3氣蝕、噪音問題及解決48氣蝕液體介質流經閥座時壓力下降至汽化壓力以下,閥門出口壓力P2若低于汽化壓力則出現(xiàn)閃蒸,高于汽化壓力則出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象49噪音閃蒸產生氣蝕產生高流速介質產生50抗氣蝕、噪音的舉措采用多級閥芯,分級降壓,使每級壓力高于汽化壓力降低閥上壓差,控制介質流速串連節(jié)流孔板采用抗氣蝕的材料延長使用壽命采用消音器51523執(zhí)行機構3.1電動平和動執(zhí)行機構簡介3.1.1氣動執(zhí)行機構閥門氣動驅動裝置安全、可靠、成本低，使用維修方便，是閥門驅動機構中的一大分支。氣動裝置在擁有防爆要求的場合應用較多。閥門氣動驅動裝置采用氣源的工作壓較低，結構尺寸不大，閥門氣動驅動裝置的總推力也不很大。533.1.2電動執(zhí)行機構電動執(zhí)行機構一般由電機、減速箱、手操機構、機械地點指示機構等一些零件組成。與其他閥門驅動裝置相比，電動驅動裝置擁有動力源寬泛，操作快速、方便等特點，并且容易知足各種控制要求。所以，在閥門驅動裝置中，電動裝置占主導地位。54電動執(zhí)行機構的結構觀察窗指示器電容器接線端子電機限位開關／力矩開關加熱器機體底座渦輪、蝸桿手柄手輪動力轉動軸套55563.2.2氣動頭調試氣動執(zhí)行機構的調試，主若是對定位器進行調試。首先將閥門放至全關地點，為保證閥門封閉嚴實，擰閥桿上連結螺母至擰不動為止，閥芯和閥座肯定接觸緊密了，此時調整閥桿行程刻度牌至零位，然后接通氣源，用減壓閥將氣源壓力調至所需壓力，然后用信號發(fā)生器給定位器輸入4mA電流，調整定位器上的零點調整手輪至閥門剛才開始動作為止，接著再輸入20mA電流，根據行程刻度，調整零點調整手輪和量程調整裝置使閥桿行程為全開，然后重復輸入4mA和20mA的步驟，直至閥門知足4mA全關和20mA全開的要求。為了保證閥門在4mA的時候關緊，在調試時能夠輸入4.10~4.15mA電流作為全關的信號，這樣在實際工作狀態(tài)下4mA電流肯定能將閥門關緊。57584閥門試驗閥門在總裝達成后必須進行性能試驗，以檢查產品是否吻合設計要求和是否達到國家所規(guī)定的質量標準。閥門的材料、毛坯、熱辦理、機加工和裝配的缺陷一般都能在試驗過程中暴露出來。慣例試驗有殼體強度試驗、密封試驗、低壓密封試驗、動作試驗等，并且根據需要，依次序逐項試驗合格后進行下一項試驗。59604.1閥門試驗方法4.1.1強度試驗閥門可當作是受壓容器，故需知足承受介質壓力而不滲漏的要求，故閥體、閥蓋等零件的毛坯不應存在影響強度的裂紋、疏松氣孔、夾渣等缺陷。閥門制造廠除對毛坯進行外表及內在質量的嚴格查驗外，還應逐臺進行強度試驗，以保證閥門的使用性能。強度試驗一般是在總裝后進行。毛坯質量不穩(wěn)定或補焊后必須熱辦理的零件，為防止和減少因試驗不合格而造成的各種浪費，可在零件粗加工后進行中間強度試驗（常稱為毛泵）。經中間強度試驗的零件總裝后，如用戶未提出要求，閥門可不再進行強度試驗。蘇閥為了保證質量，在中間強度試驗后，閥門都全部最后再進行強度試驗。試驗平時在常溫下進行，為保證使用安全，試驗壓力P一般為公稱壓力PN的1.25~1.5倍。試驗時閥門處于開啟狀態(tài)，一端封閉，從另一端注入介質并施加壓力。檢查殼體（體、蓋）外露表面，要求在規(guī)定的試驗持續(xù)時間（一般不小于10分鐘）內無滲漏，才可認為該閥門強度試驗合格。為保證試驗的可靠性，強度試驗應在閥門涂漆前進行，以水為介質時應將內腔的空氣排凈。滲漏的閥門，如技術條件允許補焊的可按技術規(guī)范進行補焊，但補焊后必須從頭進行強度試驗，并適合延長試驗持續(xù)時間。614.1.2密封試驗除節(jié)流閥外，不論是切斷用閥仍是調節(jié)用閥，均應擁有一定的封閉密封性，故閥門出廠前需逐臺進行密封試驗，帶上密封的閥門還要進行上密封試驗。試驗平時是在常溫下以公稱壓力PN進行的，蘇閥一般是在1.1倍PN壓力下進行的。以水為試驗介質時，易使閥門產生銹蝕，平時要根據技術要求控制水質，并在試驗后將殘水吹干或烘干。閘閥和球閥由于有兩個密封副，故需進行雙向密封試驗。試驗時，先將閥門開啟，把通道一端封堵住，壓力從另一端引入，待壓力升高到規(guī)定值時將閥門封閉，然后將封堵端的壓力漸漸卸去，并進行檢查。另一端也重復上述試驗。閘閥的另一種試驗方法是在體腔內保持試驗壓力，從通道兩頭同時檢查閥門的雙密封性。6263試驗止回閥時，壓力應從出口端引入，在入口端進行檢查。密封試驗時，閥門的封閉力矩應按公稱壓力與公稱通徑決定。手動閥門平時只允許用正常體力封閉，而不得借助于其他輔助器械，當手輪直徑≥320mm時允許用兩人封閉。有驅動裝置的閥門，應在使用驅動裝置的情況下試驗。如技術要求上規(guī)定有封閉力矩要求時，需用測力扳手測封閉力矩。密封試驗應在閥門總裝后的強度試驗后進行，因為不單要查驗閥門的封閉密封性，還應查驗填料及中法蘭墊片的密封性。上密封試驗平時在強度試驗時一并進行。試驗時并閥桿升高到限地點，使閥桿與閥蓋密封面緊密接觸，將填料壓蓋松開后檢查其密封性。64用于氣體介質的閥門或圖紙技術規(guī)范書要求作低壓氣密封試驗的閥門，必須按試驗標準規(guī)范進行，試驗介質為氮氣或干燥清潔的空氣。試驗壓力為0.6MPa。654.1.3性能試驗試驗介質同殼體強度試驗和密封試驗，在殼體強度試驗和密封試驗合格后進行。手動閥門動作性能試驗：閥門處于開啟狀態(tài)，閥腔內充壓到試驗壓力，用規(guī)定的力矩封閉閥門，在閥瓣的一側減壓，以在開啟閥門最不利和方向成立壓差，然后以規(guī)定的力矩開啟閥門，如此進行最少三次以上完整的帶載循環(huán)動作，以檢查閥門開和關的操作是否正常、動作是否靈活、開和關的地點指示是否正確等；止回閥動作性能試驗，在規(guī)定的壓差下作閥門開啟試驗，試驗次數(shù)不少于3次；電動平和動閥門動作性能試驗，按閥門技術規(guī)格書的規(guī)定進行，閥門技術規(guī)格書無明確規(guī)準時，應以額定執(zhí)行機構操作閥門達成三次完整的帶載循環(huán)動作，在整個試驗中，閥門必須運行平穩(wěn)、靈活，閥門開、關必須到位，地點指示必須正確。664.1.4真空密封試驗真空密封試驗（或稱真空檢漏）是一種敏捷度很高的密封試驗方法。宇航及原子能工業(yè)用閥及密封性要求極高的閥門一般均進行真空密封試驗。真空試驗平時在閥門強度、密封試驗合格后進行。為保證試驗的正確性，被測閥門應擁有很高的清潔度和加工精美的密封面。而且閥體、閥蓋一般均應采用鍛件。真空密封試驗平時的方法是氦質譜檢漏：將被測閥門用真空泵抽至規(guī)定的真空度后，在閥門被測部位外施加氦氣（有氦罩法或噴氦法）。如有漏隙，氦氣便進入閥門的被測部，系統(tǒng)中的氦質譜檢漏儀便可顯示出來，據此可計算漏率。674.1.5微泄露試驗近年來隨著人們環(huán)保意識的加強，世界上的各種機構對閥門的密封提出了更為嚴格的要求，特別是對使用介質為強腐化性、強輻射性、劇毒時。閥門的微泄露（fugitiveemission）要求就是其中的一種。閥門的微泄露檢測(FETEST)主若是檢查閥門中法蘭和填料函處的微量泄露程度，屬于閥門殼體密封試驗的一種。閥門微泄露檢測的基本源理是：在閥門處于半開半閉狀態(tài)時向閥門內部通以規(guī)定壓力的氦氣，用已調節(jié)好漏率的帶吸氣探針的氦質譜檢漏儀對中腔和填料函部位進行檢測，看該部位是否知足用戶所規(guī)定的漏率。閥門微泄露要求是現(xiàn)在閥門發(fā)展的一種方向，這種微泄露要求是很吻合核電閥門的要求的。684.2試驗設備試壓臺盲板式試壓時閥門的一側法蘭用螺栓在試壓臺下壓緊，從下側打壓，上側察看密封，或上側用盲板密封，下側打壓檢查強度。由于試驗時閥體兩頭直接承受壓緊力而容易惹起密封變形，致使影響試驗的正確性。因此，壓緊力不宜過大，在保證閥門端面不滲漏的前提下，壓緊力愈小愈好。69翻轉試壓臺和吊掛盲板式閥門側法蘭用三個油壓的鉤形壓板，在試壓臺上拉緊，另一側法蘭由吊持油缸頂緊盲板密封，進行閥門的強度試驗。由于閥門兩頭不受軸向力，閥門密封面不會產生變形，因此試驗比較正確。70八字盲板71法蘭泵驗板對接焊端泵驗悶頭724.3安裝前查驗試壓臺閥門封閉后打壓10min內壓力不降法蘭連結用橡膠墊片焊接坡口用鉛板735閥門常有故障及維修閥門啟閉有卡阻、不靈活或許不能正常啟閉，甚至無法持續(xù)啟閉，主若是由于閥桿與其余零件卡阻，主若是閥桿與填料之間的卡阻。一般有：填料壓蓋偏斜后碰閥桿

－－辦理方法：正確安裝。填料安裝不正確或壓得過緊

－－辦理方法：填料預緊，適合放松填料。閥桿與填料壓蓋咬住

－－辦理方法：更換或返修。零零件之間咬住或咬傷

－－辦理方法：適合潤滑閥桿。閥桿、填料函74閥門密封面擦傷、閥桿光柱部分咬擦傷和閥桿螺紋部分咬傷等密封面研磨后有磨粒嵌入密封面里，未除去干凈，造成密封面擦傷；有的經使用后，磨粒在介質的沖刷下，磨粒排出而粘在密封面上，經閥門開關，造成擦傷。－－辦理方法：合理采用研磨劑，密封面研磨后必須沖洗干凈。介質中的贓物或許焊渣未除去干凈，造成擦傷。

－－辦理方法：從頭沖洗干凈。閥桿與填料壓套、填料墊碰擦，其次介質中含有硼的介質，泄出后會結晶形成硬的顆粒，在填料與閥桿接觸表面，開關時拉傷閥桿表面。－－辦理方法：正確安裝、調整零零件配合空隙和提高閥桿表面硬度。梯形螺紋處有沾污贓物,潤滑條件差;閥桿和有關零件變形－－辦理方法：除去贓物，對高溫閥門實時涂潤滑劑；對變形零件修正。75填料泄露和閥體與閥蓋連結處泄露（1）填料泄露泄露及原因：填料密封原理:對填料施加的軸向力,填料產生塑性變形,閥門由于多個填料安裝,部位相互交替接觸,形成“迷宮效應”，起到阻止壓力介質外泄露的作用。填料泄露除了在壓力和介質不同的滲透力下，填料的接觸壓力不夠外，還有填料本身的老化，閥桿的拉傷等原因。填料對閥桿產生腐化，所以當壓力把介質沿著填料與閥桿之間的接觸空隙向外泄露，直至從填料處泄露，此外操作不當，使勁過分