閥門的分類與選擇
發布時間：2010-10-26
作者：ccy
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概要：
閥門是介質流通或壓力系統中的一種設施，它用來調節介質的流量或壓力。其功能包括切斷或接通介質，控制流量，改變流量，改變介質流向，防止介質回流，控制壓力或泄放壓力。
閥門是介質流通或壓力系統中的一種設施，它用來調節介質的流量或壓力。其功能包括切斷或接通介質，控制流量，改變流量，改變介質流向，防止介質回流，控制壓力或泄放壓力。
依照閥門的用途和作用來分，可分為：切斷閥類（其作用是接通和截斷管路內的介質，如球閥、閘閥、截止閥、蝶閥和隔膜閥）；調節閥類（其作用是用來調節介質的流量、壓力的參數，如調節閥、節流閥和減壓閥等）；止回閥類（其作用是防止管路中介質倒流，如止回閥和底閥）；分流閥類（其作用是用來分配、分離或混合管路中的介質，如分配閥、疏水閥等）；安全閥類
依驅動形式來分，可分為：手動閥；動力驅動閥（如電動閥、氣動閥）；自動類（此類不手須外力驅動，而利用介質本身的能量來使閥門動作，如止回閥、安全閥、自力式減壓閥和疏水閥等）
依公稱壓力分類可分為：真空閥門（工作壓力低于標準大氣壓）；低壓閥門（公稱壓力小于或等于1.6Mp）;中壓閥門（公稱壓力為2.5MPA、4.0MPA、6.4MPA）；高壓閥門（公稱壓力10MPA—80MPA）；超高壓閥門（大于100MPA）
按溫度等級分類可分為：超低溫閥門（工作溫度低于—80℃）；低溫閥門（工作溫度介于—40℃~—80℃）；常溫閥門（工作溫度高于—40℃，而低于或等于120℃）；中溫閥門（工作溫度高于120℃，而低于450℃）；高溫閥門（工作溫度高于450℃）
通常分類法是按照既考慮工作原理和作用，又考慮閥門結構，此為國內通常分類法，可分為：閘閥；蝶閥；截止閥；止回閥；旋塞閥；球閥；夾管閥；隔膜閥；柱塞閥等。
下面介紹一下各種閥門的優缺點：
閘閥：閘閥是指關閉件（閘板）沿通道軸線的垂直方向移動的閥門，在管路上主要作為切斷介質用，即全開或全關使用。一般，閘閥不可作為調節流量使用。它可以適用低溫壓也可以適用于高溫高壓，并可根據閥門的不同材質。但閘閥一般不用于輸送泥漿等介質的管路中。
優點：①流體阻力小；②啟、閉所需力矩較小；③可以使用在介質向兩方向流動的環網管路上，也就是說介質的流向不受限制；④全開時，密封面受工作介質的沖蝕比截止閥小；⑤形體結構比較簡單，制造工藝性較好；⑥結構長度比較短。
缺點：①外形尺寸和開啟高度較大，所需安裝的空間亦較大；②在啟閉過程中，密封面人相對摩擦，摩損較大，甚至要在高溫時容易引起擦傷現象；③一般閘閥都有兩個密封面，給給加工、研磨和維修增加了一些困難；④啟閉時間長。
蝶閥：蝶閥是用圓盤式啟閉件往復回轉90°左右來開啟、關閉和調節流體通道的一種閥門。
優點：①結構簡單，體積小，重量輕，耗材省，別用于大口徑閥門中；②啟閉迅速，流阻小；③可用于帶懸浮固體顆粒的介質，依據密封面的強度也可用于粉狀和顆粒狀介質。可適用于通風除塵管路的雙向啟閉及調節，廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統的煤氣管道及水道等。
缺點：①流量調節范圍不大，當開啟達30%時，流量就將進95%以上。②由于蝶閥的結構和密封材料的限制，不宜用于高溫、高壓的管路系統中。一般工作溫度在300℃以下，PN40以下。③密封性能相對于球閥、截止閥較差，故用于密封要求不是很高的地方。
球閥：是由旋塞閥演變而來，它的啟閉件是一個球體，利用球體繞閥桿的軸線旋轉90°實現開啟和關閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向，設計成V形開口的球閥還具有良好的流量調節功能。
優點：①具有最低的流阻（實際為0）；②因在工作時不會卡住（在無潤滑劑時），故能可靠地應用于腐蝕性介質和低沸點液體中；③在較大的壓力和溫度范圍內，能實現完全密封；④可實現快速啟閉，某些結構的啟閉時間僅為0.05~0.1s，以保證能用于試驗臺的自動化系統中。快速啟閉閥門時，操作無沖擊。⑤球形關閉件能在邊界位置上自動定位；⑥工作介質在雙面上密封可靠；⑦在全開和全閉時，球體和閥座的密封面與介質隔離，因此高速通過閥門的介質不會引起密封面的侵蝕；⑧結構緊湊、重量輕，可以認為它是用于低溫介質系統的最合理的閥門結構；⑨閥體對稱，尤其是焊接閥體結構，能很好地承受來自管道的應力；⑩關閉件能承受關閉時的高壓差。⑾全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門內件不受浸蝕，最高使用壽命可達30年，是石油、天然氣管線最理想的閥門。
缺點：①因為球閥最主要的閥座密封圈材料是聚四氟乙烯，它對幾乎所有的化學物質都有是惰性的，且具有摩擦系數小、性能穩定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數，對冷流的敏感性和不良的熱傳導性，要求閥座密封的設計必須圍繞這些特性進行。所以，當密封材料變硬時，密封的可靠性就受到破壞。而且，聚四氟乙烯的耐溫等級較低，只能在小于180℃情況下使用。超過此溫度，密封材料就會老化。而考慮長期使用的情況下，一般只會在120℃不使用。②它的調節性能相對于截止閥要差一些，尤其是氣動閥（或電動閥）。
截止閥：是指關閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門。根據閥瓣的這種移動形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關系。由于該類閥門的閥桿開啟或關閉行程相對較短，而且具有非常可靠的切斷功能，又由于閥座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關系，非常適合于對流量的調節。因此，這種類型的閥門非常遷合作為切斷或調節以及節流用。
優點：①在開啟和關閉過程中，由于閥瓣與閥體密封面間的磨擦力比閘閥小，因而耐磨。②開啟高度一般僅為閥座通道的1/4，因此比閘閥小得多；③通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。④由于其填料一般為石棉與石墨的混合物，故耐溫等級較高。一般蒸汽閥門都用截止閥。
缺點：①由于介質通過閥門的流動方向發生了變化，因此截止閥的最小流阻也較高于大多數其他類型的閥門；②由于行程較長，開啟速度較球閥慢。
旋塞閥：是指關閉件成柱塞形的旋轉閥，通過90°的旋轉使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開，實現開啟或關閉的一種閥門。閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。其原理與球閥基本相似，球閥是在旋塞閥的基礎上發展起來的，其主要用于油田開采，同時也用于石油化工。
隔膜閥：是指在閥體和閥蓋內裝有一撓性膜或組合隔膜，其關閉件是與隔膜相連接的一種壓縮裝置。閥痤可以堰形，也可以是直通流道的管壁。
優點：①操縱機構與介質通路隔開，不但保證了工作介質的純凈，同時也防止管路中介質沖擊操縱機構工作部件的可能性,閥桿處不需要采用任何形式的單獨密封，除非在控制有害介質中作這安全設施使用；②由于工作介質接觸的僅僅是隔膜和閥體，二者均可以采用多種不同的材料，因此該閥能理想控制多種工作介質，尤其適合帶有化學腐蝕或懸浮顆粒的介質。③結構簡單，只由閥體、隔膜和閥蓋組合件三個部件構成。該閥易于快速拆卸和維修，更換隔膜可以在現場及短時間內完成。
缺點：①由于受閥體襯里工藝和隔膜制造工藝和限制，較大的閥體襯里和較大的隔膜制造工藝都很難，故隔膜不宜用于較大的管徑，一般應用在DN≤200mm以下的管路上。②由于受隔膜材料的限制，隔膜閥適用于低壓及溫度不高的場合。一般不超過180℃；③調節性能相對較差，只在小范圍內調節（一般在關閉至2/3開度時，可用于流量調節）。
安全閥：是指在受壓容器、設備或管路上，作為超壓保護裝置。當設備、容器或管路內的壓力升高超過允許值時，閥門自動開啟，繼而全量排放，以防止設備、容器或管路和壓力繼續升高；當壓力降低到規定值時，閥門應自動及時關閉，從而保護設備、容器或管路的安全運行。
蒸汽疏水閥：在輸送蒸汽、壓縮空氣等介質中，會有一些冷凝水形成，為了保證裝置的工作效率和安全運轉，就應及時排放這些無用且有害的介質，以保證裝置的消耗和使用。它有以下作用：①能迅速排除產生的凝結水；②防止蒸汽泄露；③排除空氣及其他不凝性氣體。
減壓閥：是通過調節，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓力自動保持穩定的閥門。
止回閥：又稱逆流閥、逆止閥、背壓閥和單向閥。這些閥門是靠管路中介質本身的流動產生的力自動開啟和關閉的，屬于一種自動閥門。止回閥用于管路系統，其主要作用是防止介質倒流、防止泵及驅動電動機反轉，以及容器介質的泄放。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過系統壓的輔助系統提供補給的管路上。主要可分為旋啟式（依重心旋轉）與升降式（沿軸線移動）。
流量系數的定義：
1、 C：在閥門全開情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為1kgf/cm2 時，每小時流經閥的體積（以m3表示）。C是流量系數的通用符號，我國過去長期使用。
2、 Kv：在閥門全開情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為100KPA時，每小時流經閥的體積（以m3表示）。Kv=1.01C，目前我國推薦使用。
3、 Cv：在閥門全開情況下，溫度為15℃（華氏60度）的水，閥兩端壓差為1lb/in2 時每小時流經閥的體積（以m3表示）。Cv=1.167C
