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Bosch-REXROTH博士力士樂(lè)壓力截止閥的工作原理
閱讀：535 發(fā)布時(shí)間：2023-7-26工作原理；
截止閥,，也叫截門(mén)，是使用泛的一種閥門(mén)之一,，它之所以廣受歡迎,，是由于開(kāi)閉過(guò)程中密封面之間摩擦力小，比較耐用,，開(kāi)啟高度不大,，制造容易，維修方便,，不僅適用于中低壓,，而且適用于高壓。截止閥的閉合原理是,，依靠閥杠壓力,，使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合，阻止介質(zhì)流通,。我國(guó)閥門(mén)“三化給"曾規(guī)定,，截止閥的流向，一律采用自上而下,，所以安裝時(shí)有方向性,。截止閥的結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)度大于閘閥，同時(shí)流體阻力大,，長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),，密封可靠性不強(qiáng)。
截止閥作為最重要的截?cái)囝?lèi)閥門(mén)之一,在航空航天領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,。作為航天設(shè)備的重要元件,截止閥實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)輸送,、截止、調(diào)節(jié)等功能,其密封性能直接影響到航天設(shè)備的安全可靠運(yùn)行,。研究典型截止閥密封特性的影響因素及影響規(guī)律,對(duì)閥門(mén)密封副的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義,從而提高閥門(mén)的密封性能和可靠性,。 [1]
截止閥工作原理及特性
閥門(mén)對(duì)其所在的管路中的介質(zhì)起著切斷和節(jié)流的重要作用,截止閥作為一種極其重要的截?cái)囝?lèi)閥門(mén),其密封是通過(guò)對(duì)閥桿施加扭矩,閥桿在軸向方向上向閥瓣施加壓力,使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合,阻止介質(zhì)沿密封面之間的縫隙泄漏,。
截止閥的密封副由閥瓣密封面和閥座密封面組成,閥桿帶動(dòng)閥瓣沿閥座的中心線(xiàn)作垂直運(yùn)動(dòng),。截止閥啟閉過(guò)程中 啟高度較小,易于流量的調(diào)節(jié),且制造維修方便,壓力適用范圍廣,。
與工業(yè)生產(chǎn)中另外一種常用的截?cái)囝?lèi)閥門(mén)一一閘閥相比,從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),截止閥比前者簡(jiǎn)單,便于制造和維修,。從使用壽命上來(lái)說(shuō),截止閥密封面不易磨損及擦傷,閥門(mén)啟閉過(guò)程中閥瓣與_座密封面之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),因此對(duì)密封面的磨損與擦傷較小,所以提高了密封副的使用壽命截止閥在全 全閉過(guò)程中閥瓣行程小,其高度相對(duì)閘閥較小,。截止閥的缺點(diǎn)是,啟閉力矩較大且難以實(shí)現(xiàn)快速啟閉,因閥體內(nèi)流道比較曲折,流體流動(dòng)阻力大,造成流體動(dòng)力在管路中損失較大,。 [1]
分類(lèi)
根據(jù)通道方向
1）直通式截止閥
2）直流式截止閥：在直流式或Y形截止閥中,，閥體的流道與主流道成一斜線(xiàn),，這樣流動(dòng)狀態(tài)的破壞程度比常規(guī)截止閥要小,，因而通過(guò)閥門(mén)的壓力損失也相應(yīng)的小了,。
3）角式截止閥：在角式截止閥中,，流體只需改變一次方向，以致于通過(guò)此閥門(mén)的壓力降比常規(guī)結(jié)構(gòu)的截止閥小,。
4）柱塞式截止閥：這種形式的截止閥是常規(guī)截止閥的變型,。在該閥門(mén)中，閥瓣和閥座通常是基于柱塞原理設(shè)計(jì)的,。閥瓣磨光成柱塞與閥桿相連接,，密封是由套在柱塞上的兩個(gè)彈性密封圈實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)彈性密封圈用一個(gè)套環(huán)隔開(kāi),，并通過(guò)由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周?chē)拿芊馊豪?。彈性密封圈能夠更換，可以采用各種各樣的材料制成,，該閥門(mén)主要用于“開(kāi)"或者“關(guān)",，但是備有特制形式的柱塞或特殊的套環(huán)，也可以用于調(diào)節(jié)流量,。
閥桿上螺紋的位置
1）上螺紋閥桿截止閥：截止閥閥桿的螺紋在閥體的外面,。其優(yōu)點(diǎn)是閥桿不受介質(zhì)侵蝕，便于潤(rùn)滑,，此種結(jié)構(gòu)采用比較普遍,。
2）下螺紋閥桿截止閥：截止閥閥桿的螺紋在閥體內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)閥桿螺紋與介質(zhì)直接接觸,，易受侵蝕,，并無(wú)法潤(rùn)滑。此種結(jié)構(gòu)用于小口徑和溫度不高的地方,。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)截止閥的廠(chǎng)家比較多,，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類(lèi)：以JB/T2203－1999《截止閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》為主的通用類(lèi),。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)截止閥生產(chǎn)廠(chǎng)家均按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn),。但本標(biāo)準(zhǔn)也不盡規(guī)格不全，單閘板截止閥最大公稱(chēng)通徑為DN1200,，雙閘板截止閥最大公稱(chēng)通徑 DN1500,。根據(jù)廠(chǎng)家所生產(chǎn)的截止閥規(guī)格及掌握的資料來(lái)看，目前角式截止閥公稱(chēng)通徑最小為DN15,，Z型直通式截止閥公稱(chēng)通徑達(dá)到DN2000,。經(jīng)考證，各廠(chǎng)家連接尺寸也不盡統(tǒng)一,。為了有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),，用戶(hù)在選用及安裝時(shí)同一規(guī)格能夠互換，建議中國(guó)通用機(jī)械研究所對(duì)JB/T2203－1999《截止閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》進(jìn)行修訂,。建議設(shè)計(jì)院及用戶(hù)按標(biāo)準(zhǔn)選用,，截止閥生產(chǎn)廠(chǎng)家按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造,。
根據(jù)用途
襯氟截止閥適用在-50～150℃的各種濃度的王水、硫酸,、鹽酸,、氫氟酸和各種有機(jī)酸、強(qiáng)酸,、強(qiáng)氧化劑,，還適用于各種濃度的強(qiáng)堿有機(jī)溶劑以及其它腐蝕性氣體，液體介質(zhì)的管路上使用.
國(guó)標(biāo)截止閥是截止閥,，API美標(biāo)截止閥美標(biāo)截止閥執(zhí)行ANSI和API標(biāo)準(zhǔn)，閥瓣和閥座的密封面采用不同硬度的司太立（Stellite）鈷基硬質(zhì)合金堆焊而成,，密封可靠,、硬度高、耐磨,、耐高溫,、耐腐蝕、抗擦傷性能好,、壽命長(zhǎng),。
針型閥是一種小口徑儀表閥門(mén),在儀表測(cè)量管道系統(tǒng)中起啟閉和精確的流量控制作用,主要有電站儀表系列、油田專(zhuān)用系列,、美標(biāo)系列等,。
低溫截止閥通常指工作溫度低于 -110℃ 的閥門(mén)，廣泛應(yīng)用于液化天然氣,，液化石油氣體和其它低溫行業(yè),。從08年可制造適用溫度達(dá) -196℃ 的截止閥，全部零件采用液氮進(jìn)行低溫預(yù)處理避免使用過(guò)程中密封變形泄露,。
柱塞閥又名柱塞截止閥,，其密封面采用徑向密封結(jié)構(gòu),由套在磨光柱塞上的兩個(gè)彈性密封圈通過(guò)閥體與閥蓋的連接螺栓施加在閥蓋上的載荷把柱塞周?chē)膹椥悦芊馊壕o實(shí)現(xiàn)密封的截止閥門(mén)。
保溫夾套截止閥采用保溫夾套設(shè)計(jì),，利用外部熱源在閥門(mén)的外部循環(huán)加熱,，可以有效防止介質(zhì)通過(guò)閥門(mén)時(shí)溫度損失，保證介質(zhì)的溫度,。
鍛鋼截止閥按照API 602標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造,，提供三種閥蓋設(shè)計(jì)形式：螺栓式閥蓋,焊接式閥蓋,壓力自緊密封閥蓋,用戶(hù)可根據(jù)需要選用不同的形式，提供RF法蘭,、NPT螺紋,、SW焊接式三種連接方式。
氧氣專(zhuān)用截止閥采用材質(zhì)優(yōu)良的硅黃銅或不銹鋼鑄造而成,，具有機(jī)械強(qiáng)度高,，耐磨損,、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。使用在氧氣管路上,，具有最佳的防爆阻燃性能,，消除了氧氣管路上的不安全因素，廣泛應(yīng)用于鋼鐵,、冶金,、石化、化工等用氧工程的管網(wǎng)中,。除了具有普通閥門(mén)的功能外,，又有其自身的特點(diǎn)。在制造時(shí)采用嚴(yán)格的禁油措施,，并且所有零件在安裝前均進(jìn)行嚴(yán)格的脫脂處理,。
波紋管截止閥采用成形不銹鋼波紋管設(shè)計(jì)，波紋管往復(fù)試驗(yàn)10000,，密封性能可靠,，適用于易燃易爆，有毒有害介質(zhì)的工礦,，可以有效地防止閥門(mén)外漏現(xiàn)象,。
產(chǎn)品對(duì)
波紋管截止閥與普通截止閥比較
1、 雙重的密封設(shè)計(jì)(波紋管+填料)若波紋管失效,，閥桿填料也會(huì)避免泄漏,并符合國(guó)際密封標(biāo)準(zhǔn),。
2、沒(méi)有流體損失,，降低能源損失,，提高工廠(chǎng)設(shè)備安全。
3,、使用壽命長(zhǎng),，減少維修次數(shù)，降低經(jīng)營(yíng)成本,。
4,、堅(jiān)固耐用的波紋管密封設(shè)計(jì)，保證閥桿的零泄漏,，提供無(wú)需維護(hù)的條件,。
5、氣體介質(zhì)閥座采用PTFE軟密封材料提高本閥的密封性,。
6,、耐高溫≤425℃閥座采用錐面硬密封。達(dá)到氣密性能零泄漏。
隨著人工成本的不斷上漲減輕勞動(dòng)力是越來(lái)越多的企業(yè)所希望的,，有這樣的波紋管截止閥可以讓工人開(kāi)關(guān)更輕松產(chǎn)品使用的壽命更長(zhǎng)密封性能更好的產(chǎn)品,，有理由相信它的前景會(huì)越來(lái)越廣闊。
電動(dòng)型
電動(dòng)截止閥的特點(diǎn)
1．流體阻力小,，其阻力系數(shù)與同長(zhǎng)度的管段相等,。
2．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小,、重量輕,。電動(dòng)截止閥
3．緊密可靠，閘閥的密封面材料廣泛使用塑料,、密封性好,，在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。
4．操作方便,，開(kāi)閉迅速,，從全開(kāi)到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制,。
5．維修方便，閘閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，密封圈一般都是活動(dòng)的,，拆卸更換都比較方便。
6．在全開(kāi)或全閉時(shí),，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離,，介質(zhì)通過(guò)時(shí)，不會(huì)引起閥門(mén)密封面的侵蝕,。
7．適用范圍廣,，通徑從小到幾毫米，大到幾米,，從高真空至高壓力都可應(yīng)用,。
電動(dòng)截止閥分類(lèi)
按其通道位置可分為直通式，直角式,。
工作原理
電動(dòng)截止閥的工作原理是靠旋轉(zhuǎn)閥戀來(lái)使閥門(mén)暢通或閉塞,。閘閥開(kāi)關(guān)輕便，體積小,，可以做成很大口徑,，密封可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，維修方便,，密封面與球面常在閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕,，在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,。
A,、開(kāi)啟過(guò)程
1在關(guān)閉位置，閥體受閥桿的機(jī)械施壓作用,，緊壓在閥座上,。
2當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，閥桿則反向運(yùn)動(dòng),，其底部角形平面使球體脫開(kāi)閥座,。
3閥桿繼續(xù)提升，并與閥桿螺旋槽內(nèi)的導(dǎo)銷(xiāo)相互作用,，使球體開(kāi)始無(wú)摩擦地旋轉(zhuǎn),。
4直至到全開(kāi)位置，閥桿提升到極限位置,，球體旋轉(zhuǎn)到全開(kāi)位置,。
B、關(guān)閉過(guò)程
1關(guān)閉時(shí),，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪,，閥桿開(kāi)始下降并使球體離開(kāi)閥座開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。
2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)手輪,，閥桿受到嵌于其上螺旋槽內(nèi)的導(dǎo)銷(xiāo)的作用,，使閥桿和閘板同時(shí)旋轉(zhuǎn)90°。
3快要關(guān)閉時(shí)閘體已在與閥座無(wú)接觸的情況下旋轉(zhuǎn)了90°,。
4手輪轉(zhuǎn)動(dòng)的最后幾圈,，閥桿底部的角形平面機(jī)械地楔向壓迫球體，使其緊密地壓在閥座上,，達(dá)到密封,。
電動(dòng)截止閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
1、啟閉無(wú)摩擦,。這一功能解決了傳統(tǒng)閥門(mén)因密封面之間相互摩擦而影響密封的問(wèn)題,。
2、上裝式結(jié)構(gòu),。對(duì)裝在管道上的閥門(mén)可直接在線(xiàn)檢查與維修,，能有效減少裝置停車(chē)，降低成本,。
3,、單閥座設(shè)計(jì)。消除了閥門(mén)中腔介質(zhì)因異常升壓而影響使用安全的問(wèn)題,。
4,、低扭矩設(shè)計(jì)。特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的閥桿，只需配一個(gè)小手把閥門(mén)就能輕松啟閉,。
5,、楔形密封結(jié)構(gòu)。閥門(mén)是靠閥桿提供的機(jī)械力,，將球楔壓到閥座上而密封,，使閥門(mén)的密封性不受管線(xiàn)壓差變化的影響，在各種工況下密封性能都有可靠保證,。
6,、密封面的自清潔結(jié)構(gòu)。當(dāng)球體傾離閥座時(shí),，管線(xiàn)中的流體沿球體密封面成360°均勻通過(guò),，不僅消除了高速流體對(duì)閥座局部的沖刷，也沖走了密封面上的聚積物,，達(dá)到自清潔的目的,。
7、閥門(mén)口徑DN50以下的閥體,、閥蓋是模鍛件,、DN65以上的閥體、閥蓋是鑄鋼件,。
8,、閥體與閥蓋的連接形式各有不同、夾箍銷(xiāo)軸式連接,、法蘭墊片連接和自密封螺紋連接,。
9,、閥座,、閥瓣密封面均采用等離子噴焊或堆焊鈷鉻鎢硬質(zhì)合金，密封面硬度高,、耐磨,、抗擦傷、使用壽命長(zhǎng),。
10,、閥桿材料為滲氮鋼、滲氮后的閥桿表面硬度高,、耐磨,、抗擦傷、同時(shí)防腐蝕,、使用壽命長(zhǎng),。
電動(dòng)截止閥安裝注意
1、安裝閥門(mén)時(shí)注意介質(zhì)的流向，嚴(yán)格按閥門(mén)流向箭頭指示的方向安裝,。
2,、閥門(mén)可安裝的管道的任何位置、同時(shí)根據(jù)介質(zhì)和介質(zhì)的溫度選擇碳鋼或合金鋼的閥門(mén),。
3,、電動(dòng)截止閥盡量垂直安裝，閥桿向上,。
優(yōu)缺
特點(diǎn)
(1)截止閥結(jié)構(gòu)比閘閥簡(jiǎn)單,，制造與維修都較方便。
(2)密封面不易磨損及擦傷,，密封性好,，啟閉時(shí)閥瓣與閥體密封面之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，因而磨損與擦傷均不嚴(yán)重,，密封性能好,，使用壽命長(zhǎng)。
(3)啟閉時(shí),，閥瓣行程小,，因而截止閥高度比閘閥小，但結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度比閘閥長(zhǎng),。
(4)啟閉力矩大,、啟閉較費(fèi)力，啟閉時(shí)間較長(zhǎng),。
(5)流體阻力大,，因閥體內(nèi)介質(zhì)通道較曲折，流體阻力大,，動(dòng)力消耗大,。
(6)介質(zhì)流動(dòng)方向公稱(chēng)壓力PN≤16MPa時(shí)，一般采用順流,，介質(zhì)從閥瓣下方向上流,；公稱(chēng)壓力PN≥20MPa時(shí)，一般采用逆流,，介質(zhì)從閥瓣上方向下流．以增加密封件能,。使用時(shí)，截止閥介質(zhì)只能單方向流動(dòng),，不能改變流動(dòng)方向,。
(7)全開(kāi)時(shí)閥瓣經(jīng)常受沖蝕。
截止閥的閥桿軸線(xiàn)與閥座密封面垂直,。閥桿開(kāi)啟或關(guān)閉行程相對(duì)較短,，并具有非?？煽康那袛鄤?dòng)作，使得這種閥門(mén)適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用,。
缺點(diǎn)
1,、截止閥流體阻力大，開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)所需力較大,。
2,、截止閥不適用于帶顆粒、粘度較大,、易結(jié)焦的介質(zhì),。
3、截止閥調(diào)節(jié)性能較差,。
優(yōu)點(diǎn)
1,、截止閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修比較方便,。
2,、截止閥工作行程小，啟閉時(shí)間短,。
3,、截止閥密封性好，密封面間磨擦力小,，壽命較長(zhǎng),。
截止閥的種類(lèi)按閥桿螺紋的位置分有外螺紋式截止閥、內(nèi)螺紋式截止閥,。按介質(zhì)的流向分,，有直通式截止閥、直流式截止閥和角式截止閥,。截止閥按密封形式分,，有填料密封截止閥和波紋管密封截止閥。