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阀门选型步骤与水利控制阀的内部结构

2015-11-22  杜铭源


、阀门的定义:


阀门是流体管路的控制装置,在石油化工生产过程中发挥着重要作用。主要具备几大作用:接通和截断介质; 防止介质倒流; 调节介质压力、流量; 分离、混合或分配介质; 防止介质压力超过规定数值,保证管道或设备安全运行。

二、阀门的分类:


按用途和作用分类:

  1. 截断类:主要用于截断或接通介质流。如闸阀、截止阀、球阀、碟阀、旋塞阀、隔膜阀

  2. 止回类:用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。

  3. 调节类:调节介质的压力和流量如减压阀、调压阀、节流阀

  4. 安全类:在介质压力超过规定值时,用来排放多余的介质,保证管路系统及设备安全。

  5. 分配类:改变介质流向、分配介质,如三通旋塞、分配阀、滑阀等

  6. 特殊用途:如疏水阀、放空阀、排污阀等

按压力分类:

  1. 真空阀——工作压力低于标准大气压的阀门。

  2. 低压阀——公称压力PN 小于1.6MPa的阀门。

  3. 中压阀——公称压力PN 2.5~6.4MPa的阀门。

  4. 高压阀——公称压力PN10.0~80.0MPa的阀门。

  5. 超高压阀——公称压力PN大于100MPa的阀门。

按介质工作温度分类:

  1. 高温阀——t 大于450℃的阀门。

  2. 中温阀——120 ℃小于 t 小于450 ℃的阀门。

  3. 常温阀——-40 ℃小于 t 小于120 ℃的阀门。

  4. 低温阀——-100 ℃小于 t 小于-40 ℃的阀门。

  5. 超低温阀——t 小于-100 ℃的阀门。

按阀体材料分类:

  1. 非金属阀门:如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门

  2. 金属材料阀门:如铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门及铜合金阀门等。

按公称通径分

  1. 小口径阀门:公称通径DN<40mm的阀门。

  2. 中口径阀门:公称通径DN50~300mm的阀门。

  3. 大口径阀门:公称通径DN350~1200mm的阀门。

  4. 特大口径阀门:公称通径DN1400mm的阀门

按与管道连接方式分可分为:

  1. 法兰连接阀门:阀体带有法兰,与管道采用法兰连接的阀门。

  2. 螺纹连接阀门:阀体带有螺纹,与管道采用螺纹连接的阀门。

  3. 焊接连接阀门:阀体带有焊口,与管道采用焊接连接的阀门。

  4. 夹箍连接阀门:阀体上带夹口,与管道采用夹箍连接的阀门。

  5. 套连接阀门:采用卡套与管道连接的阀门。

通用分类法

这种分类方法既按原理、作用又按结构划分,是目前国际、国内最常用的分类方法。


一般分:闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等。

三、阀门的特性


阀门的特性一般有两种,使用特性和结构特性。


使用特性:

它确定了阀门的主要使用性能和使用范围,属于阀门使用特性的有:阀门的类别(闭路阀门、调节阀门、安全阀门等);产品类型(闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等);阀门主要零件(阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面)的材料;阀门传动方式等。

结构特性:

它确定了阀门的安装、维修、保养等方法的一些结构特性,属于结构特性的有:阀门的结构长度和总体高度、与管道的连接形式(法兰连接、螺纹连接、夹箍连接、外螺纹连接、焊接端连接等);密封面的形式(镶圈、螺纹圈、堆焊、喷焊、阀体本体);阀杆结构形式(旋转杆、升降杆)等。

四、选择阀门的步骤和依据:


1、选择步骤

a、明确阀门在设备或装置中的用途,确定阀门的工作条件:适用介质、工作压力、工作温度等等。


b、确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式:法兰、螺纹、焊接等。


c、确定操作阀门的方式:手动、电动、电磁、气动或液动、电气联动或电液联动等。


d、根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料:灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、不锈耐酸钢、铜合金等。


e、选择阀门的种类:闭路阀门、调节阀门、安全阀门等。


f、确定阀门的型式:闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀、等。


2、选择阀门的依据

在了解掌握选择阀门步骤的同时,还应进一步了解选择阀门的依据。

  • 所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式。

  • 工作介质的性质:工作压力、工作温度、腐蚀性能,是否含有固体颗粒,介质是否有毒,是否是易燃、易爆介质,介质的黏度等等。

  • 对阀门流体特性的要求:流阻、排放能力、流量特性、密封等级等等。

  • 安装尺寸和外形尺寸要求:公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或重量限制等。

  • 对阀门产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等的附加要求。


在选定参数时应注意:

如果阀门要用于控制目的,必须确定如下额外参数:操作方法、最大和最小流量要求、正常流动的压力降、关闭时的压力降、阀门的最大和最小进口压力。 


根据上述选择阀门的依据和步骤,合理、正确地选择阀门时还必须对各种类型阀门的内部结构进行详细了解,以便能对优先选用的阀门做出正确的抉择。


管道的最终控制是阀门。阀门启闭件控制着介质在管道内的流束方式,阀门流道的形状使阀门具备一定的流量特性,在选择管道系统最适合安装的阀门时必须考虑到这一点。

五、选择阀门应遵循的原则


1、截止和开放介质用的阀门
流道为直通式的阀门,其流阻较小,通常选择作为截止和开放介质用的阀门。向下闭合式阀门(截止阀、柱塞阀)由于其流道曲折,流阻比其他阀门高,故较少选用。在允许有较高流阻的场合,可选用闭合式阀门。


2、控制流量用的阀门
通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。向下闭合式阀门(如截止阀)适于这一用途,因为它的阀座尺寸与关闭件的行程之间成正比关系。旋转式阀门(旋塞阀、蝶阀、球阀)和挠曲阀体式阀门(夹紧阀、隔膜阀)也可用于节流控制,但通常只能在有限的阀门口径范围内适用。闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座口做横切运动,它只有在接近关闭位置时,才能较好地控制流量,故通常不用于流量控制。


3、换向分流用的阀门

根据换向分流的需要,这种阀门可有三个或更多的通道。旋塞阀和球阀较适用于这一目的,因此,大部分用于换向分流的阀门都选取这类阀门中的一种。但是在有些情况下,其他类型的阀门,只要把两个或更多个阀门适当地相互连接起来,也可作换向分流用。

4、带有悬浮颗粒的介质用阀门

当介质中带有悬浮颗粒时,最适于采用其关闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门。如果关闭件对阀座的来回运动是竖直的,那末就可能夹持颗粒,因此这种阀门除非密封面材料可以允许嵌入颗粒,否则只适用于基本清洁的介质。球阀和旋塞阀在启闭过程中对密封面均有擦拭作用,故适宜用在带有悬浮颗粒的介质中。


六、实例解说


1、200P型减压阀


该阀安装于管路中,主要稳定出口压在设定的范围,保证出口的压力不因进口压力的变化而变化,当出口压力低于设定值时,阀瓣在弹簧力的作用下打开,水流通过,当出口压达到设定值时,出口压直接传递与膜片下方,与弹簧形成对抗,使阀瓣关闭切断通水。


2、DHH44X微阻缓闭消声止回阀


在阀门用于止排水管道,安装在水泵出口处,用来防止介质倒流或消除破坏性水锤,当水泵开始工作或防止压力开始升高时。阀瓣在进口压力作用下打开,介质大量通过,同时介质进入管壁气缸内,使活塞运动到工作位置,当水泵停止或进口压力下降时,阀瓣在回水压力作用下在先快速关闭百分之九十,由于活塞处于工作位置,剩百分之十左右的关闭形成,由活塞组织缓慢关闭,从而消除了快速关闭所形成的水锤。


3、Y110型减压稳压阀


该阀安装于管路中,主要稳定出口压在设定范围,保证出口压力不因进口压力的变化而变化,当出口压力低于设定值时,阀瓣在弹簧力的作用打开,水流通过,当出口压力升至设定值时,出口压直接传递于膜片下方,与弹簧形成对抗使阀瓣关闭,切断通水。


4、YZ11X型直接作用减压阀


安装于管路中,主要稳定出口压在设定范围,保证出口压力不因进口压力的变化而变化,当出口压力低于设定值时,阀瓣在弹簧力的作用打开,水流通过,当出口压力升至设定值时,出口压直接传递于膜片下方,与弹簧形成对抗使阀瓣关闭,切断通水。


5、ZC500X泄压/持压阀

该阀在管路中控制阀前压力不超于或不低于理想设定值,保证上游正常用水,当上游压力高于事先在导阀上设定的压力值时,导阀在进口压力的作用下自动打开,主阀控制室内的压力水通过导阀流向下游,上控制室内压力降低,主阀瓣在进口压力作用下打开,开始泄压,直至进口压力与设定值相等或微低时,导阀自动关闭,控制室内压力升高,主阀关闭,维持上游压力正常。


6、ZFY46T组合式减压阀


该阀安装在管道中,主要靠介质本身的能量保持阀后的压力和流量在规定的范围内。当压力低于或高于在导阀设定的规定值时,导阀会自动打开或关闭,释放或切断主阀控制室内的水压,从而控制主阀瓣打开或关闭,保证下游用水在正常的压力范围内。


7、ZJ145X电动遥控阀


该阀主要用于工矿、企业、高层建筑、电站各类排水系统中,根据电信号或手动操作,使阀门打开或关闭。当进口电磁阀和出口电磁阀通电时,进口电磁阀由开启转为关闭,出口电磁阀由关闭转为开启,主阀上控制室内的水压流向出口,主阀瓣打开,水流大量通过。反之主阀关闭。


8、ZJ900X紧急关闭阀


该阀主要应用于工矿企业,生活用水,消防用水的并联供水系统中,在紧急消防用水时,切断生活用水,保证消防正常用水压力。当消防系统需要用水时,打开阀门进口处球阀,同时关闭出口处的球阀,进口压力直接进入导阀控制室,使导阀关闭,主阀室内的压力升高,使主阀关闭,切断下游的生活用水,当消防结束后,打开出口处的球阀,同时关闭进口处的球阀,生活用水恢复正常。


结束语:

无论在石油、化工,还是在别的行业的管道系统,阀门应用、操作频率和服务千变万化,要控制或杜绝那怕是低微的泄漏,最重要、最关键的设备还数阀门。管道的最终控制是阀门,阀门在各个领域的服务和可靠表现是独一无二的。


(资料整理:洪大春、左明军)


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