閥門種類及原理

閥門的種類及原理1主要內(nèi)容1閥門概述及分類2典型閥門介紹3電動和氣動執(zhí)行機構(gòu)及調(diào)試4閥門的試驗5常見故障及維修21閥門概述及分類閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截斷、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。3閥門的種類很多，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(zhì)流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥等。2、調(diào)節(jié)閥類：主要用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力等。包括調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥等。3、止回閥類：用于阻止介質(zhì)倒流。包括各種結(jié)構(gòu)的止回閥。4、分流閥類：用于分配、分離或混合介質(zhì)。包括各種結(jié)構(gòu)的分配閥和疏水閥等。5、安全閥類：用于超壓安全保護。包括各種類型的安全閥。4二、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(zhì)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。53、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。6三、通用分類法這種分類方法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分，是目前國內(nèi)、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(diào)節(jié)閥。72典型閥門2.1閘閥閘閥是作為截止介質(zhì)使用，在全開時整個流通直通，此時介質(zhì)運行的壓力損失最小。閘閥通常適用于不需要經(jīng)常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。對于高速流動的介質(zhì)，閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動，而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面，而節(jié)流會使閘板遭受介質(zhì)的沖蝕。明桿楔式單閘板閘閥8從結(jié)構(gòu)形式上，主要的區(qū)別是所采用的密封元件的形式。根據(jù)密封元件的形式，常常把閘閥分成幾種不同的類型，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。9101112132.2截止閥截止閥是用于截斷介質(zhì)流動的，截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直，通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，并具有非常可靠的切斷動作，因而它的密封面機械磨損較小，由于大部分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適用的。14介質(zhì)通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，關(guān)閉費力，反裝時，閥門關(guān)閉嚴密，開啟費力，截止閥一般正裝3止回閥止回閥的作用是只允許介質(zhì)向一個方向流動，而且阻止方向流動。通常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，從而切斷流動。包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。2021222.4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(nèi)，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°~90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時，閥門則是全開狀態(tài)。蝶閥結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)90°即可快速啟閉，操作簡單。蝶閥處于完全開啟位置時，蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時唯一的阻力，因此通過該閥門所產(chǎn)生的阻力很小，故具有較好的流量控制特性，可以作調(diào)節(jié)用。23242526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，密封圈可以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(yīng)較高的工作溫度，彈性密封則具有受溫度限制的缺點。27單偏心蝶閥雙偏心蝶閥三偏心蝶閥28292.5球閥球閥是由旋塞閥演變而來。它具有相同的旋轉(zhuǎn)90度的動作，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。當球旋轉(zhuǎn)90度時，在進、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面，從而截斷流動。30球閥只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動力矩就能關(guān)閉嚴密。完全平等的閥體內(nèi)腔為介質(zhì)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(jié)構(gòu)緊湊，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧化氫、甲烷、乙烯、樹脂等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。3132332.6隔膜閥隔膜閥是用一個彈性的膜片連接在壓縮件上，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，閥門關(guān)閉。此閥適用于開斷、節(jié)流。隔膜閥特別適用于運送有腐蝕性、有粘性的流體，而且此閥的操作機構(gòu)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漏。34堰式隔膜閥直通式隔膜閥352.7安全閥安全閥的作用原理是基于力平衡，一旦閥瓣所受壓力大于彈簧設(shè)定壓力時，閥瓣就會被此壓力推開，其壓力容器內(nèi)的氣（液）體會被排出，以降低該壓力容器內(nèi)的壓力。36373839402.8調(diào)節(jié)閥調(diào)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(diào)節(jié)壓力、流量等參數(shù)的目的。本節(jié)主要介紹調(diào)節(jié)閥的閥體和閥芯的主要結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)閥的流量特性以及有關(guān)閥芯氣蝕噪音問題的解決方法。41球閥、蝶閥、隔膜閥等都可以作為調(diào)節(jié)閥423執(zhí)行機構(gòu)3.1電動和氣動執(zhí)行機構(gòu)簡介3.1.1氣動執(zhí)行機構(gòu)閥門氣動驅(qū)動裝置安全、可靠、成本低，使用維修方便，是閥門驅(qū)動機構(gòu)中的一大分支。氣動裝置在具有防爆要求的場合應(yīng)用較多。閥門氣動驅(qū)動裝置采用氣源的工作壓較低，結(jié)構(gòu)尺寸不大，閥門氣動驅(qū)動裝置的總推力也不很大。433.1.2電動執(zhí)行機構(gòu)電動執(zhí)行機構(gòu)一般由電機、減速箱、手操機構(gòu)、機械位置指示機構(gòu)等一些部件組成。與其他閥門驅(qū)動裝置相比，電動驅(qū)動裝置具有動力源廣泛，操作迅速、方便等特點，并且容易滿足各種控制要求。所以，在閥門驅(qū)動裝置中，電動裝置占主導(dǎo)地位。44

電動執(zhí)行機構(gòu)的構(gòu)造觀察窗指示器電容器接線端子電機限位開關(guān)／力矩開關(guān)加熱器機體底座渦輪、蝸桿手柄手輪動力轉(zhuǎn)動軸套45463.2.2氣動頭調(diào)試氣動執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)試，主要是對定位器進行調(diào)試。首先將閥門放至全關(guān)位置，為保證閥門關(guān)閉嚴密，擰閥桿上連接螺母至擰不動為止，閥芯和閥座肯定接觸緊密了，此時調(diào)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(diào)至所需壓力，然后用信號發(fā)生器給定位器輸入4mA電流，調(diào)整定位器上的零點調(diào)整手輪至閥門剛剛開始動作為止，接著再輸入20mA電流，根據(jù)行程刻度，調(diào)整零點調(diào)整手輪和量程調(diào)整裝置使閥桿行程為全開，然后重復(fù)輸入4mA和20mA的步驟，直至閥門滿足4mA全關(guān)和20mA全開的要求。為了保證閥門在4mA的時候關(guān)緊，在調(diào)試時可以輸入4.10~4.15mA電流作為全關(guān)的信號，這樣在實際工作狀態(tài)下4mA電流肯定能將閥門關(guān)緊。47484閥門試驗閥門在總裝完成后必須進行性能試驗，以檢查產(chǎn)品是否符合設(shè)計要求和是否達到國家所規(guī)定的質(zhì)量標準。閥門的材料、毛坯、熱處理、機加工和裝配的缺陷一般都能在試驗過程中暴露出來。常規(guī)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(jù)需要，依次序逐項試驗合格后進行下一項試驗。494.1閥門試驗方法4.1.1強度試驗閥門可看成是受壓容器，故需滿足承受介質(zhì)壓力而不滲漏的要求，故閥體、閥蓋等零件的毛坯不應(yīng)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(nèi)在質(zhì)量的嚴格檢驗外，還應(yīng)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(zhì)量不穩(wěn)定或補焊后必須熱處理的零件，為避免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(jīng)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(zhì)量，在中間強度試驗后，閥門都全部最后再進行強度試驗。試驗通常在常溫下進行，為確保使用安全，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(zhì)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(nèi)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(yīng)在閥門涂漆前進行，以水為介質(zhì)時應(yīng)將內(nèi)腔的空氣排凈。滲漏的閥門，如技術(shù)條件允許補焊的可按技術(shù)規(guī)范進行補焊，但補焊后必須重新進行強度試驗，并適當延長試驗持續(xù)時間。504.1.2密封試驗除節(jié)流閥外，無論是切斷用閥還是調(diào)節(jié)用閥，均應(yīng)具有一定的關(guān)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。試驗通常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(zhì)時，易使閥門產(chǎn)生銹蝕，通常要根據(jù)技術(shù)要求控制水質(zhì)，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)定值時將閥門關(guān)閉，然后將封堵端的壓力逐漸卸去，并進行檢查。另一端也重復(fù)上述試驗。閘閥的另一種試驗方法是在體腔內(nèi)保持試驗壓力，從通道兩端同時檢查閥門的雙密封性。51試驗止回閥時，壓力應(yīng)從出口端引入，在入口端進行檢查。密封試驗時，閥門的關(guān)閉力矩應(yīng)按公稱壓力與公稱通徑?jīng)Q定。手動閥門通常只允許用正常體力關(guān)閉，而不得借助于其他輔助器械，當手輪直徑≥320mm時允許用兩人關(guān)閉。有驅(qū)動裝置的閥門，應(yīng)在使用驅(qū)動裝置的情況下試驗。如技術(shù)要求上規(guī)定有關(guān)閉力矩要求時，需用測力扳手測關(guān)閉力矩。密封試驗應(yīng)在閥門總裝后的強度試驗后進行，因為不僅要檢驗閥門的關(guān)閉密封性，還應(yīng)檢驗填料及中法蘭墊片的密封性。上密封試驗通常在強度試驗時一并進行。試驗時并閥桿升高到限位置，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。52用于氣體介質(zhì)的閥門或圖紙技術(shù)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(zhì)為氮氣或干燥清潔的空氣。試驗壓力為0.6MPa。53八字盲板545閥門常見故障及維修

閥門啟閉有卡阻、不靈活或者不能正常啟閉，甚至無法繼續(xù)啟閉，主要是由于閥桿與其它零件卡阻，主要是閥桿與填料之間的卡阻。一般有：填料壓蓋偏斜后碰閥桿

－－處理方法：正確安裝。填料安裝不正確或壓得過緊

－－處理方法：填料預(yù)緊，適當放松填料。閥桿與填料壓蓋咬住

－－處理方法：更換或返修。零部件之間咬住或咬傷

－－處理方法：適當潤滑閥桿。閥桿、填料函55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，未清除干凈，造成密封面擦傷；有的經(jīng)使用后，磨粒在介質(zhì)的沖刷下，磨粒排出而粘在密封面上，經(jīng)閥門開關(guān)，造成擦傷。－－處理方法：合理選用研磨劑，密封面研磨后必須清洗干凈。介質(zhì)中的贓物或者焊渣未清除干凈，造成擦傷。

－－處理方法：重新清洗干凈。閥桿與填料壓套、填料墊碰擦，其次介質(zhì)中含有硼的介質(zhì)，泄出后會結(jié)晶形成硬的顆粒，在填料與閥桿接觸表面，開關(guān)時拉傷閥桿表面。－－處理方法：正確安裝、調(diào)整零部件配合間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(guān)零件變形－－處理方法：清除贓物，對高溫閥門及時涂潤滑劑；對變形零件修正。56填料泄漏和閥體與閥蓋連接處泄漏（1）填料泄漏泄漏及原因：填料密封原理:對填料施加的軸向力,填料產(chǎn)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(yīng)”，起到阻止壓力介質(zhì)外泄漏的作用。填料泄漏除了在壓力和介質(zhì)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(chǎn)生腐蝕，所以當壓力把介質(zhì)沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏，直至從填料處泄漏，另外操作不當，用力過度閥桿彎曲。填料選用不當，不耐介質(zhì)腐蝕、不耐高壓或真空、高溫及低溫。填料超過使用期，已老化，失去彈性填料安裝數(shù)量不足處理方法：應(yīng)按工況條件選用填料型式和材料；預(yù)緊填料，正確安裝和確定填料數(shù)量；閥桿彎曲，表面腐蝕機械修理或更換；填料失效必須更換。57（2）法蘭泄漏閥門的法蘭密封連接在接觸部位之間根據(jù)設(shè)計要求安放密封墊片，依靠連接螺栓所產(chǎn)生