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閥門在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及選型經(jīng)驗


1 閥門的分類 
  閥門的類型多種多樣,包括直通閥(單座、雙座)、角閥三通閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等??傮w的可分兩大類:自動閥門和驅(qū)動閥門。自動閥門是依靠介質(zhì)(液體、氣體)本身的能力而自行動作的閥門。驅(qū)動閥門是借助手動、電動、液動、氣動來操縱動作的閥門。 
  2 閥門的特性和結(jié)構(gòu) 
  (1)閥門的特性。1)使用特性:閥門的類別,如:閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等;產(chǎn)品類型,如:閘閥、蝶閥、球閥等;閥門主要零件,包括:閥體、閥蓋、閥桿、閥芯、密封面等。2)結(jié)構(gòu)特性:閥門的結(jié)構(gòu)長度和總體高度與管道的連接形式,如:法蘭連接、螺紋連接、焊接端連接等;密封面的形式如:螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體等;閥桿結(jié)構(gòu)形式等。 
  (2)閥門的結(jié)構(gòu)。閥門的品種有很多,主要有上下閥蓋、閥體、閥芯、閥座、填料等零部件組成,根據(jù)不同的使用要求,有多種結(jié)構(gòu)形式。1)閥的上閥蓋形式。上閥蓋位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體之間,為了適應(yīng)不同的工作溫度和密封要求,有四種常見結(jié)構(gòu)。①普通型,適用于高溫場所,工作溫度范圍為-20~200℃。②吸(散)熱型,介質(zhì)工作溫度在-60~450℃,閥蓋上有多層吸(散)熱片,以保證密封填料在允許溫度范圍內(nèi)工作。③長頸型,適用于深度冷凍場所,介質(zhì)工作溫度范圍-250~-60℃。④波紋管密封型,閥桿可動部分采用波紋管密封,可以避免介質(zhì)泄露以及人身中毒和爆炸事故,適用于強(qiáng)毒性、易揮發(fā)、易滲透或貴重的工藝介質(zhì)。2)閥芯。①直行程閥芯,可分為平板型、柱塞型、窗口型、多級型和套筒型等五種形式。②角行程閥芯,包括偏心旋轉(zhuǎn)閥芯、碟型閥芯和球形閥芯,其中球形閥芯有“O”形球形閥芯和“V”形球形閥芯兩種。 
  3 閥門的選型步驟和原則 
  (1)閥門選型的步驟。1)首先要確認(rèn)閥門在設(shè)備或裝置中的用途,確定閥門的工作條件包括流通介質(zhì)、工作壓力、工作溫度等。2)閥門與管道連接方式(法蘭連接、螺紋連接或焊接等)以及相連接管道的公稱通徑。3)確認(rèn)閥門選用的控制方式(手動、電動、氣動或液動等)以及閥門的形式(閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、薄膜閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥等)。4)選擇閥體組件材質(zhì)時,主要考慮工藝介質(zhì)的腐蝕性、溫度、壓力、氣蝕和沖刷等因素??紤]氣蝕和沖刷等因素時,可選用特殊合金或特殊結(jié)構(gòu)形式的閥;一般腐蝕性要求,閥體和閥芯常選用普通不銹鋼(1Cr18Ni9Ti),耐腐蝕要求較高時,可選用二鈦不銹鋼(Cr18Ni12Mo2Ti),還可選用適用于大多數(shù)腐蝕介質(zhì)的全鈦材質(zhì)。 5)確認(rèn)閥門參數(shù)以及閥門的幾何參數(shù)。閥門參數(shù)包括:允許流阻、排放能力、背壓等,管道的公稱通徑等。閥門的幾何參數(shù)包括:法蘭間距、法蘭連接形式及尺寸、連接的螺栓數(shù)量、整個閥門外型尺寸等。 
  (2)選擇閥門的原則。介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時,如果關(guān)閉件對閥座的來回運(yùn)動是豎直的,那么就可能夾持顆粒,因此這種閥門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程中對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。 
  4 各類閥門的選型說明 
  (1)球閥。球閥按閥芯形式可分為“O”型球閥和“V”型球閥兩種?!癡”型球閥是在球形閥芯上開了一個“V”形口。工作時,執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿經(jīng)球閥的曲柄使閥芯旋轉(zhuǎn),隨著球的旋轉(zhuǎn)改變開口面積?!癡”型球閥由于流路簡單,流通能力大,閥座采用軟質(zhì)材料,密封可靠,特別適合于纖維、紙漿、低溫、粘度大的介質(zhì)。依據(jù)密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)的控制。 
  (2)蝶閥。蝶閥又稱翻板閥,是一種角行程的閥門。主要由閥體、擋板、擋板軸及曲柄等零件組成。適用于口徑較大及結(jié)構(gòu)長度要求短,以及需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)及啟閉要求快速的場合,由于蝶閥比閘閥、球閥壓損大,所以蝶閥適用于壓力損失要求不嚴(yán)的管路系統(tǒng)中。 
  (3)隔膜閥。隔膜閥由閥體、隔膜、閥芯閥蓋和閥桿等零部件組成。薄膜通過閥桿帶動閥芯作上下移動,以改變流通面積,達(dá)到流量調(diào)節(jié)。隔膜閥結(jié)構(gòu)簡單,流通阻力小,流通能力大,可用于高黏度和懸浮顆粒流體的調(diào)節(jié),對于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等高腐蝕場所,可選用閥體襯里為橡膠或聚四氟乙烯材料,但隔膜和襯里材料不耐高溫,使用溫度不宜超過150℃。 
  (4)截止閥。截止閥適合于對流體阻力要求不嚴(yán)的管路上,以及高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置;對調(diào)節(jié)精度要求不高,而且管路直徑又比較小時,特別推薦選用截止閥。 
  (5)旋塞閥。旋塞閥適用于要求快速開關(guān)的場合,適用于溫度較低、粘度大的介質(zhì)或帶懸浮顆粒的介質(zhì)。一般不適合用在蒸汽及溫度較高的介質(zhì)管路上。 
  (6)閘閥的選型。閘閥適用范圍較廣,不但適用于蒸汽、油品等介質(zhì),還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì)和用于排空和低真空系統(tǒng)的閥門。 
  總之,閥門應(yīng)用、操作頻率和服務(wù)千變?nèi)f化,要控制或杜絕那怕是低微的泄漏,最重要、最關(guān)鍵的設(shè)備還數(shù)閥門,學(xué)會正確選擇閥門是保證生產(chǎn)線安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要保障。