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閥門(mén)技術(shù)篇之--總論
在流體管道系統(tǒng)中,，閥門(mén)是控制元件,，其主要作用是隔離設(shè)備和管道系統(tǒng),、調(diào)節(jié)流量,、防止回流、調(diào)節(jié)和排泄壓力,。
閥門(mén)可用于控制空氣、水,、蒸汽,、各種腐蝕性介質(zhì)、漿體,、油品,、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動(dòng)。由于管道系統(tǒng)選擇適合的閥門(mén)顯得非常重要,，所以,，了解閥門(mén)的特性及選擇閥門(mén)的步驟和依據(jù)也變得至關(guān)重要起來(lái)。
一,、閥門(mén)的分類
閥門(mén)總的可分兩大類：
1自動(dòng)閥門(mén)
依靠介質(zhì)（液體,、氣體）本身的能力而自行動(dòng)作的閥門(mén)。
如止回閥,、安全閥,、調(diào)節(jié)閥、疏水閥,、減壓閥等,。
2驅(qū)動(dòng)閥門(mén)
1）手動(dòng)
手動(dòng)閥門(mén)是用最基本的驅(qū)動(dòng)方式，也就是由人工手動(dòng)來(lái)操作的閥門(mén),。手動(dòng)的形式包括手輪,、手柄或板手直接驅(qū)動(dòng)和通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)渦輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)兩種。
當(dāng)閥門(mén)的啟動(dòng)力矩較大時(shí),，普通手柄或手輪操作費(fèi)力困難,，可通過(guò)齒輪或渦輪傳動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)分直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和錐齒傳動(dòng),。齒輪傳動(dòng)減速比小,，適用于閘閥和截止閥，渦輪傳動(dòng)減速比較大,，適用于蝶閥,、球閥等。
2）氣動(dòng)
氣動(dòng)閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)形式是以一定壓力的空氣為動(dòng)力源,，利用氣缸做活塞運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)啟閉的,。一般氣動(dòng)的空氣壓力小于0.8MPa。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置適用于扭矩較小的蝶閥,、球閥和旋塞閥,。
3）電動(dòng)
電動(dòng)閥門(mén)是用電力驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)，也是常用的閥門(mén)驅(qū)動(dòng)方式之一，電動(dòng)閥門(mén)的優(yōu)點(diǎn)如下：
1.啟閉快,，閥門(mén)啟閉時(shí)間大大縮減,。
2.可以減輕閥門(mén)操作人員的工作強(qiáng)度，尤其適用于高壓閥門(mén)和大口徑閥門(mén),。
3.電動(dòng)閥門(mén)一般安裝高空或者操作環(huán)境危險(xiǎn)的地方,，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱，保障操作人員的安全,。
4.有利于整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化,。
5.電源比氣源和液源容易獲得，電線的鋪設(shè)和維護(hù)也比壓縮空氣和液壓管線簡(jiǎn)單得多,。
4）液動(dòng)閥門(mén)
是以液體（一般用油）壓力作為驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力源,。驅(qū)動(dòng)閥門(mén)的啟閉。液體為不可壓縮的流體, 用它作動(dòng)力源,，動(dòng)作就比較平穩(wěn),沖擊振動(dòng)小,。而且油還能直到良好的潤(rùn)滑作用，減小了密封圈的磨損,，延長(zhǎng)了使用壽命,。
液動(dòng)閥門(mén)按其所提供的動(dòng)力源形式，可分為電液聯(lián)動(dòng)和氣液聯(lián)動(dòng),。
(a)電液聯(lián)動(dòng)閥門(mén) 由液壓操縱系統(tǒng),、驅(qū)動(dòng)裝置、行程控制機(jī)構(gòu)和閥本體等幾部分組成,。
(b)氣液聯(lián)動(dòng)閥門(mén) 實(shí)際上是一種自力式驅(qū)動(dòng)閥門(mén),，即以輸送管道內(nèi)的氣體介質(zhì)壓力為其動(dòng)力源,經(jīng)氣液換能罐將氣壓能轉(zhuǎn)換為液壓能,然后驅(qū)動(dòng)閥門(mén)動(dòng)作。它由操縱系統(tǒng),、氣液換能裝置,、驅(qū)動(dòng)裝置和閥本體等幾部分組成。
按結(jié)構(gòu)特征,，根據(jù)關(guān)閉件相對(duì)于閥座移動(dòng)的方向可分為：
截門(mén)形：關(guān)閉件沿著閥座中心移動(dòng),；
閘門(mén)形：關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動(dòng)；
旋塞和球形：關(guān)閉件是柱塞或球,，圍繞本身的中心線旋轉(zhuǎn),；
旋啟形：關(guān)閉件圍繞閥座外的軸旋轉(zhuǎn)；
碟形：關(guān)閉件的圓盤(pán),，圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn),；
滑閥形：關(guān)閉件在垂直于通道的方向滑動(dòng)。
按用途,，根據(jù)閥門(mén)的不同用途可分為：
開(kāi)斷用：用來(lái)接通或切斷管路介質(zhì),，如截止閥,、閘閥、球閥,、蝶閥等,。
止回用：用來(lái)防止介質(zhì)倒流，如止回閥,。
調(diào)節(jié)用：用來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量,，如調(diào)節(jié)閥、減壓閥,。
分配用：用來(lái)改變介質(zhì)流向,、分配介質(zhì),，如三通旋塞,、分配閥、滑閥等,。
安全閥：在介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí),，用來(lái)排放多余的介質(zhì)，保證管路系統(tǒng)及設(shè)備安全,，如安全閥,、事故閥。
其它特殊用途：如疏水閥,、放空閥,、排污閥等。
按驅(qū)動(dòng)方式,，根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)方式可分為：
手動(dòng)：借助手輪,、手柄、杠桿或鏈輪等,，有人力驅(qū)動(dòng),，傳動(dòng)較大力矩時(shí)裝有蝸輪、齒輪等減速裝置,。
電動(dòng)：借助電機(jī)或其他電氣裝置來(lái)驅(qū)動(dòng),。
液動(dòng)：借助（水、油）來(lái)驅(qū)動(dòng),。
氣動(dòng)：借助壓縮空氣來(lái)驅(qū)動(dòng),。
按壓力，根據(jù)閥門(mén)的公稱壓力可分為：
真空閥：絕對(duì)壓力<0.1Mpa即 760mm汞柱高的閥門(mén),，通常用mm汞柱或mm水柱表示壓力,。
低壓閥：公稱壓力PN≤1.6Mpa的閥門(mén)（包括PN≤1.6MPa的鋼閥）
中壓閥：公稱壓力PN2.5—6.4MPa的閥門(mén)。
高壓閥：公稱壓力PN10.0—80.0MPa的閥門(mén),。
超高壓閥：公稱壓力PN≥100.0MPa的閥門(mén),。
按介質(zhì)的溫度分,，根據(jù)閥門(mén)工作時(shí)的介質(zhì)溫度可分為：
普通閥門(mén)：適用于介質(zhì)溫度-40℃～425℃的閥門(mén)。
高溫閥門(mén)：適用于介質(zhì)溫度425℃～600℃的閥門(mén),。
耐熱閥門(mén)：適用于介質(zhì)溫度600℃以上的閥門(mén),。
低溫閥門(mén)：適用于介質(zhì)溫度-150℃～ -40℃的閥門(mén)。
超低溫閥門(mén)：適用于介質(zhì)溫度-150℃以下的閥門(mén),。
按公稱通徑分,，根據(jù)閥門(mén)的公稱通徑可分為：
小口徑閥門(mén)：公稱通徑DN<40mm的閥門(mén)。
中口徑閥門(mén)：公稱通徑DN50～300mm的閥門(mén),。
大口徑閥門(mén)：公稱通徑DN350～1200mm的閥門(mén),。
特大口徑閥門(mén)：公稱通徑DN≥1400mm的閥門(mén)。
按與管道連接方式分,，根據(jù)閥門(mén)與管道連接方式可分為：
法蘭連接閥門(mén)：閥體帶有法蘭,，與管道采用法蘭連接的閥門(mén)。
螺紋連接閥門(mén)：閥體帶有內(nèi)螺紋或外螺紋,，與管道采用螺紋連接的閥門(mén),。
焊接連接閥門(mén)：閥體帶有焊口，與管道采用焊接連接的閥門(mén),。
夾箍連接閥門(mén)：閥體上帶有夾口,，與管道采用夾箍連接的閥門(mén)。
卡套連接閥門(mén)：采用卡套與管道連接的閥門(mén),。
二,、閥門(mén)的特性
閥門(mén)的特性一般有兩種，使用特性和結(jié)構(gòu)特性,。
1使用特性
它確定了閥門(mén)的主要使用性能和使用范圍,，屬于閥門(mén)使用特性的有：
閥門(mén)的類別（閉路閥門(mén)、調(diào)節(jié)閥門(mén),、安全閥門(mén)等）,；
產(chǎn)品類型（閘閥、截止閥,、蝶閥,、球閥等）；
閥門(mén)主要零件（閥體,、閥蓋,、閥桿、閥瓣,、密封面）的材料,；
閥門(mén)傳動(dòng)方式等。
2結(jié)構(gòu)特性
它確定了閥門(mén)的安裝,、維修,、保養(yǎng)等方法的一些結(jié)構(gòu)特性,，屬于結(jié)構(gòu)特性的有：
閥門(mén)的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度、與管道的連接形式（法蘭連接,、螺紋連接,、夾箍連接、外螺紋連接,、焊接端連接等）,；
密封面的形式（鑲?cè)Α⒙菁y圈,、堆焊,、噴焊、閥體本體）,；
閥桿結(jié)構(gòu)形式（旋轉(zhuǎn)桿,、升降桿）等。
三,、選擇閥門(mén)的步驟和依據(jù)
1選擇步驟
（1）明確閥門(mén)在設(shè)備或裝置中的用途,，確定閥門(mén)的工作條件：適用介質(zhì),、工作壓力,、工作溫度等等。
（2）確定與閥門(mén)連接管道的公稱通徑和連接方式：法蘭,、螺紋,、焊接等。
（3）確定操作閥門(mén)的方式：手動(dòng),、電動(dòng),、電磁、氣動(dòng)或液動(dòng),、電氣聯(lián)動(dòng)或電液聯(lián)動(dòng)等,。
（4）根據(jù)管線輸送的介質(zhì)、工作壓力,、工作溫度確定所選閥門(mén)的殼體和內(nèi)件的材料：灰鑄鐵,、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵,、碳素鋼,、合金鋼、不銹耐酸鋼,、銅合金等,。
（5）選擇閥門(mén)的種類：閉路閥門(mén)、調(diào)節(jié)閥門(mén),、安全閥門(mén)等,。
（6）確定閥門(mén)的型式：閘閥,、截止閥、球閥,、蝶閥,、節(jié)流閥、安全閥,、減壓閥,、蒸汽疏水閥等。
（7）確定閥門(mén)的參數(shù)：對(duì)于自動(dòng)閥門(mén),，根據(jù)不同需要先確定允許流阻,、排放能力、背壓等,，再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑,。
（8）確定所選用閥門(mén)的幾何參數(shù)：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、法蘭連接形式及尺寸,、開(kāi)啟和關(guān)閉后閥門(mén)高度方向的尺寸,、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個(gè)閥門(mén)外型尺寸等,。
（9）利用現(xiàn)有的資料：閥門(mén)產(chǎn)品目錄,、閥門(mén)產(chǎn)品樣本等選擇適當(dāng)?shù)拈y門(mén)產(chǎn)品。
2選擇閥門(mén)的依據(jù)
在了解掌握選擇閥門(mén)步驟的同時(shí),，還應(yīng)進(jìn)一步了解選擇閥門(mén)的依據(jù),。
（1）所選用閥門(mén)的用途、使用工況條件和操縱控制方式,。
（2）工作介質(zhì)的性質(zhì)：工作壓力,、工作溫度、腐蝕性能,，是否含有固體顆粒,，介質(zhì)是否有毒，是否是易燃,、易爆介質(zhì),，介質(zhì)的黏度等等。
（3）對(duì)閥門(mén)流體特性的要求：流阻,、排放能力,、流量特性、密封等級(jí)等等,。
（4）安裝尺寸和外形尺寸要求：公稱通徑,、與管道的連接方式和連接尺寸、外形尺寸或重量限制等。
（5）對(duì)閥門(mén)產(chǎn)品的可靠性,、使用壽命和電動(dòng)裝置的防爆性能等的附加要求,。
在選定參數(shù)時(shí)應(yīng)注意：
如果閥門(mén)要用于控制目的，必須確定如下額外參數(shù)：操作方法,、最大和最小流量要求,、正常流動(dòng)的壓力降、關(guān)閉時(shí)的壓力降,、閥門(mén)的最大和最小進(jìn)口壓力,。
根據(jù)上述選擇閥門(mén)的依據(jù)和步驟，合理,、正確地選擇閥門(mén)時(shí)還必須對(duì)各種類型閥門(mén)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)了解,，以便能對(duì)優(yōu)先選用的閥門(mén)做出正確的抉擇。
管道的最終控制是閥門(mén),。閥門(mén)啟閉件控制著介質(zhì)在管道內(nèi)的流束方式,，閥門(mén)流道的形狀使閥門(mén)具備一定的流量特性，在選擇管道系統(tǒng)適合安裝的閥門(mén)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn),。
選擇閥門(mén)應(yīng)遵循的原則：
1,、截止和開(kāi)放介質(zhì)用的閥門(mén)
流道為直通式的閥門(mén)，其流阻較小,，通常選擇作為截止和開(kāi)放介質(zhì)用的閥門(mén),。向下閉合式閥門(mén)（截止閥、柱塞閥）由于其流道曲折,，流阻比其他閥門(mén)高,，故較少選用,。在允許有較高流阻的場(chǎng)合,，可選用閉合式閥門(mén)。
2,、控制流量用的閥門(mén)
通常選擇易于調(diào)節(jié)流量的閥門(mén)作為控制流量用,。向下閉合式閥門(mén)（如截止閥）適于這一用途，因?yàn)樗拈y座尺寸與關(guān)閉件的行程之間成正比關(guān)系,。旋轉(zhuǎn)式閥門(mén)（旋塞閥,、蝶閥、球閥）和撓曲閥體式閥門(mén)（夾緊閥,、隔膜閥）也可用于節(jié)流控制,，但通常只能在有限的閥門(mén)口徑范圍內(nèi)適用。閘閥是以圓盤(pán)形閘板對(duì)圓形閥座口做橫切運(yùn)動(dòng),，它只有在接近關(guān)閉位置時(shí),，才能較好地控制流量，故通常不用于流量控制,。
3,、換向分流用的閥門(mén)
根據(jù)換向分流的需要,，這種閥門(mén)可有三個(gè)或更多的通道。旋塞閥和球閥較適用于這一目的,，因此,，大部分用于換向分流的閥門(mén)都選取這類閥門(mén)中的一種。但是在有些情況下,，其他類型的閥門(mén),，只要把兩個(gè)或更多個(gè)閥門(mén)適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接起來(lái)，也可作換向分流用,。
4,、帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門(mén)
當(dāng)介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時(shí)，適于采用其關(guān)閉件沿密封面的滑動(dòng)帶有擦拭作用的閥門(mén),。如果關(guān)閉件對(duì)閥座的來(lái)回運(yùn)動(dòng)是豎直的,，那末就可能夾持顆粒，因此這種閥門(mén)除非密封面材料可以允許嵌入顆粒,，否則只適用于基本清潔的介質(zhì),。球閥和旋塞閥在啟閉過(guò)程中對(duì)密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質(zhì)中,。
四,、閥門(mén)選型說(shuō)明
1閘閥
一般情況下，應(yīng)選擇閘閥,。閘閥除適用于蒸汽,、油品等介質(zhì)外，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì),，并適用于放空和低真空系統(tǒng)的閥門(mén),。對(duì)帶有固體顆粒的介質(zhì)，閘閥閥體上應(yīng)帶有一個(gè)或兩個(gè)吹掃孔,。對(duì)低溫介質(zhì),，應(yīng)選用低溫專用閘閥。
2截止閥
球閥適用于低溫,、高壓,、粘度大的介質(zhì)。大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中,，依據(jù)密封耐磨的材料要求也可用于粉狀和漿體的介質(zhì)輸送,；全通道球閥不適用于流量調(diào)節(jié)，但適用于要求快速啟閉的場(chǎng)合,，便于實(shí)現(xiàn)事故緊急切斷,；通常在密封性能?chē)?yán)格、磨損、縮口通道,、啟閉動(dòng)作迅速,、高壓截止（壓差大）、低噪音,、有氣化現(xiàn)象,、操作力矩小、流體阻力小的管路中,，推薦使用球閥,；球閥適用于輕型結(jié)構(gòu)、低壓截止,、腐蝕性介質(zhì)中,；球閥還是低溫、深冷介質(zhì)的理想閥門(mén),，低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上,，宜選用加上閥蓋的低溫球閥；選用浮動(dòng)球球閥時(shí)其閥座材料應(yīng)承接球體和工作介質(zhì)的載荷,，大口徑的球閥在操作時(shí)需要較大的力,，DN≥200mm的球閥應(yīng)選用蝸輪傳動(dòng)形式；固定球球閥適用于較大口徑及壓力較高的場(chǎng)合,；另外,，用于工藝劇毒物料、可燃介質(zhì)管道的球閥,，應(yīng)具有防火,、防靜電結(jié)構(gòu)。
4安全閥
安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過(guò)規(guī)定值時(shí),，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值的特殊閥門(mén)。安全閥屬于自動(dòng)閥類,，主要用于鍋爐,、壓力容器和管道上，控制壓力不超過(guò)規(guī)定值,，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。
5旋塞閥
旋塞閥適用于要求快速啟閉的場(chǎng)合,，一般不適用于蒸汽及溫度較高的介質(zhì),，用于溫度較低、粘度大的介質(zhì),，也適用于帶懸浮顆粒的介質(zhì),。
6蝶閥
蝶閥適用于口徑較大（如DN>600mm）及結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度要求短，以及需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)及啟閉要求快速的場(chǎng)合，一般用于溫度≤80℃,、壓力≤1.0MPa的水,、油品和壓縮空氣等介質(zhì)；由于蝶閥相對(duì)于閘閥,、球閥壓力損失比較大,，故蝶閥適用于壓力損失要求不嚴(yán)的管路系統(tǒng)中。
7止回閥
止回閥一般適用于清凈介質(zhì),，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì),。
當(dāng)DN≤40mm時(shí)，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）,；
當(dāng)DN＝50～400mm時(shí),，宜采用旋啟式升降止回閥（在水平和垂直管道上都可安裝，如安裝在垂直管道上,，介質(zhì)流向要由下而上）,；
當(dāng)DN≥450mm時(shí)，宜采用緩沖型止回閥,；
當(dāng)DN＝100～400mm也可選用對(duì)夾式止回閥,；
旋啟式止回閥可以做成很高的工作壓力，PN可以達(dá)到42MPa,，根據(jù)殼體及密封件的材質(zhì)不同可適用于任何工作介質(zhì)和任何工作溫度范圍,。介質(zhì)為水、蒸汽,、氣體,、腐蝕性介質(zhì)、油品,、藥品等,。介質(zhì)工作溫度范圍在 -196～800℃之間。
8隔膜閥
隔膜閥適用于工作溫度小于200℃,、壓力小于1.0MPa的油品,、水、酸性介質(zhì)和含懸浮物的介質(zhì),，不適用于有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑介質(zhì),；研磨顆粒性介質(zhì)宜選堰式隔膜閥，選用堰式隔膜閥要參照它的流量特性表,；粘性流體,、水泥漿以及沉淀性介質(zhì)宜選用直通式隔膜閥；除特定要求,，隔膜閥不宜用于真空管路和真空設(shè)備上,。
結(jié)束語(yǔ)
閥門(mén)行業(yè)到目前為止,，已能生產(chǎn)種類齊全的閘閥、截止閥,、節(jié)流閥,、旋塞閥、球閥,、電動(dòng)閥,、隔膜閥、止回閥,、安全閥,、減壓閥、蒸汽疏水閥和緊急切斷閥等12大類,、3000多個(gè)型號(hào),、4000多個(gè)規(guī)格的閥門(mén)產(chǎn)品；工作壓力為600MPa,，公稱通徑達(dá)5350mm,，工作溫度為1200℃，工作溫度為-196℃,，適用介質(zhì)為水,、漿體、油品,、天然氣,、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)（如濃硝酸、中濃度硫酸等）,、易燃介質(zhì)（如笨,、乙烯等）、有毒介質(zhì)（如硫化氫）,、易爆介質(zhì)及帶放射性介質(zhì)（金屬鈉,、-回路純水等）。閥門(mén)承壓件材質(zhì)鑄銅,、鑄鐵,、球墨鑄鐵、高硅鑄鐵,、鑄鋼,、鍛鋼、高,、低合金鋼,、不銹耐酸鋼、哈氏合金,、因科鎳爾,、蒙乃爾合金、雙相不銹鋼,、鈦合金等,。
面對(duì)如此眾多的閥門(mén)品種和如此復(fù)雜的各種工況，要選擇管道系統(tǒng)安裝的閥門(mén)產(chǎn)品,，首先應(yīng)了解閥門(mén)的特性,；其次應(yīng)掌握選擇閥門(mén)的步驟和依據(jù)；再者應(yīng)遵循選擇閥門(mén)的原則,。