閥門是控制系統或過程中的流量和壓力的機械裝置。它們是輸送液體、氣體、蒸汽、漿液等的管道系統的重要組成部分。
提供不同類型的閥門:閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、隔膜閥、夾管閥、泄壓閥、控制閥等。每種類型都有多種型號,每種型號都有不同的特性和功能。一些閥門是自動操作的,而另一些閥門是手動操作或通過執行器或氣動或液壓操作的。
閥門的功能是:
停止和啟動流程
減少或增加流量
控制流動方向
調節流量或過程壓力
釋放一定壓力的管道系統
閥門的設計、類型和型號很多,工業應用范圍很廣。都滿足上述一項或多項功能。閥門是昂貴的物品,重要的是為功能指定正確的閥門,并且必須由適合工藝液體的正確材料制成。
無論何種類型,所有閥門都具有以下基本部件:閥體、閥蓋、閥內件(內部元件)、執行器和填料。閥門的基本部件如右圖所示。
閥體
閥體,有時也稱為外殼,是壓力閥的主要邊界。他是閥門組件的主要元件,因為它是將所有部件固定在一起的框架。
閥體是閥門的一個壓力邊界,它抵抗來自連接管道的流體壓力載荷。它通過螺紋、螺栓或焊接接頭接收入口和出口管道。
閥體端部設計用于通過不同類型的端部連接將閥門連接到管道或設備噴嘴,例如對接或承插焊接、螺紋或法蘭連接。
閥體以各種形式鑄造或鍛造,每個部件都有特定的功能,并由適合該功能的材料制成。
閥蓋
閥體開口的蓋子是閥蓋,它是壓力閥的*二重要邊界。與閥體一樣,閥蓋有多種設計和型號可供選擇。
閥蓋用作閥體上的蓋子,由與閥體相同的材料鑄造或鍛造而成。它通常通過螺紋、螺栓或焊接接頭連接到車身。在閥門的制造過程中,將閥桿、閥瓣等內部部件放入閥體中,然后連接閥蓋將所有部件固定在內部。
在所有情況下,發動機罩與車身的連接都被視為壓力邊界。這意味著連接閥蓋和閥體的焊接接頭或螺栓是承壓部件。閥帽雖然是大多數閥門的必需品,但也引起了人們的關注。閥蓋會使閥門的制造復雜化,增加閥門尺寸,在閥門成本中占很大比例,并且是潛在泄漏的來源。
閥內件
與流動介質接觸的可拆卸和可更換的閥門內部零件統稱為閥門內件。這些零件包括閥座、閥瓣、壓蓋、墊片、導向裝置、襯套和內部彈簧。也與流動介質接觸的閥體、閥蓋、填料等不被視為閥內件。
閥門的內件性能取決于閥瓣和閥座的界面以及閥瓣位置與閥座的關系。由于修剪,基本運動和流量控制是可能的。在旋轉運動閥內件設計中,圓盤緊密滑過閥座以產生流動開口的變化。在線性運動裝飾設計中,圓盤垂直抬離閥座,從而出現環形孔口。
由于承受不同力和條件所需的不同特性,閥內件部件可由各種材料制成。襯套和填料壓蓋不會受到與閥盤和閥座相同的力和條件。
流動介質特性、化學成分、壓力、溫度、流速、速度和粘度是選擇合適的內件材料的一些重要考慮因素。閥內件材料可能與閥體或閥蓋的材料相同,也可能不同。
API 600 閥門的內件號
閥盤和閥座
磁盤
圓盤是根據其位置允許、節流或停止流動的部分。在塞子或球閥的情況下,圓盤稱為塞子或球。圓盤是*三個重要的主要壓力邊界。閥門關閉時,整個系統壓力會施加在閥瓣上,因此,閥瓣是一個與壓力相關的組件。
磁盤通常是鍛造的,并且在某些設計中,經過硬質表面處理以提供良好的耐磨性能。大多數閥門都以其圓盤的設計命名。
座位
閥座或密封環為閥瓣提供了密封面。一個閥門可能有一個或多個閥座。在截止閥或旋啟式止回閥的情況下,通常有一個閥座,與閥瓣形成密封以阻止流動。在閘閥的情況下,有兩個閥座;一個在上游,另一個在下游。閘閥閥瓣有兩個閥座表面,它們與閥座接觸以形成用于阻止流動的密封。
為提高密封圈的耐磨性,常采用焊接方式對密封圈的接觸面進行表面硬化處理,然后進行機械加工。當閥門關閉時,閥座區域的精細表面光潔度是良好密封所必需的。密封環通常不被視為壓力邊界部件,因為主體具有足夠的壁厚來承受設計壓力而不依賴于密封環的厚度。
閥桿
閥桿為閥瓣、閥塞或球提供必要的運動以打開或關閉閥門,并負責閥瓣的正確定位。它的一端連接到閥門手輪、執行器或杠桿,另一側連接到閥盤。在閘閥或截止閥中,打開或關閉閥門需要蝶板的線性運動,而在旋塞閥、球閥和蝶閥中,旋轉蝶板來打開或關閉閥門。
莖通常是鍛造的,并通過螺紋或其他技術連接到圓盤上。為了防止泄漏,在密封區域,閥桿的表面光潔度是必要的。
有五種類型的閥桿:
帶有外螺紋和支架
的上升閥桿 閥桿的外部帶有螺紋,而閥桿中的閥桿部分是光滑的。閥桿螺紋通過閥桿填料與流動介質隔離。這些設計有兩種不同的風格可供選擇;一個手輪連接在閥桿上,因此它們可以一起上升,另一個帶有螺紋套筒,使閥桿通過手輪上升。這種類型的閥門用“O.S.和Y”表示。是 NPS 2 和更大閥門的常見設計。帶有內螺紋
的上升閥桿 閥桿的螺紋部分在閥體內,閥桿填料沿光滑部分暴露在外面的大氣中。在這種情況下,閥桿螺紋與流動介質接觸。旋轉時,閥桿和手輪一起上升打開閥門。帶內螺紋
的非上升閥桿 閥桿的螺紋部分在閥門內部,不會上升。閥盤沿著閥桿移動,如果閥桿旋轉,則就像螺母一樣。閥桿螺紋暴露在流動介質中,因此會受到沖擊。這就是為什么當空間有限以允許線性運動并且流動介質不會對閥桿材料造成侵蝕、腐蝕或磨損時使用該模型的原因。滑動閥桿
該閥桿不旋轉或轉動。它滑入和滑出閥門以打開或關閉閥門。這種設計用于手動杠桿快速開啟閥門。它還用于由液壓或氣壓缸操作的控制閥。旋轉閥桿
這是球閥、旋塞閥和蝶閥中常用的型號。閥桿的四分之一圈運動打開或關閉閥門。
在主菜單“閥門”中,您會找到一些指向上升和非上升閥桿閥門的詳細(大)圖像的鏈接。
閥桿填料
為了閥桿和閥蓋之間的可靠密封,需要一個墊圈。這稱為填料,它裝有例如以下組件:
壓蓋隨動件,一種通過壓蓋將填料壓縮到所謂填料函中的套筒。
壓蓋,一種將填料壓入填料函的襯套。
填料函,填料在其中被壓縮的腔室。
填料,有多種材料可供選擇,如 Teflon?、彈性材料、纖維材料等。
后座是發動機罩內的座位安排。它在閥桿和閥蓋之間提供密封,并在閥門完全打開時防止系統壓力對閥門填充物產生影響。后座常用于閘閥和截止閥。
閥門壽命的一個重要方面是密封組件。幾乎所有閥門,如標準球閥、截止閥、閘閥、旋塞閥和蝶閥,都有基于剪切力、摩擦和撕裂的密封組件。
因此閥門包裝必須妥善發生,以防止閥桿損壞和流體或氣體損失。當填料太松時,閥門會泄漏。如果填料太緊,會影響運動并可能損壞閥桿。
維護提示 1..如何安裝填料壓蓋 (v1)
維護技巧 2..如何安裝填料壓蓋 (v2)
閥軛和軛螺母
軛
軛將閥體或閥蓋與執行機構連接起來。支架頂部裝有支架螺母、閥桿螺母或支架襯套,閥桿穿過它。軛架通常有開口以允許接觸填料函、執行器連桿等。從結構上講,軛架必須足夠堅固以承受執行器產生的力、力矩和扭矩。
軛螺母
軛架螺母是一種內螺紋螺母,放置在閥桿通過的軛架頂部。例如,在閘閥中,軛螺母被轉動,閥桿向上或向下移動。對于截止閥,螺母是固定的,閥桿通過它旋轉。
閥門執行器
手動閥門通常配備一個手輪,該手輪連接到閥門的閥桿或軛螺母上,順時針或逆時針旋轉以關閉或打開閥門。截止閥和閘閥以這種方式打開和關閉。
手動操作的角行程閥,例如球閥、塞閥或蝶閥,具有用于啟動閥門的杠桿。
在某些應用中,通過手輪或杠桿手動驅動閥門是不可能或不可取的。這些應用包括:
必須在高靜水壓力下操作的大型閥門
必須從遠程位置操作的閥門
當打開、關閉、節流或手動控制閥門的時間比系統設計標準要求的時間長時
這些閥門通常配備有執行器。
*廣泛定義的致動器是在控制源的作用下產生動力源的線性和旋轉運動的裝置。
基本執行器用于完全打開或完全關閉閥門。用于控制或調節閥門的執行器收到定位信號以移動到任何中間位置。有許多不同類型的執行器,但以下是一些常用的閥門執行器:
齒輪執行器
電動機執行器
氣動執行器
液壓執行器
電磁執行器
有關執行器的更多信息,請參閱主菜單“閥門” -閥門執行器-
閥門的分類
以下是一些常用的閥門分類,基于機械運動:
線性運動閥。關閉件(如閘閥、截止閥、隔膜閥、夾管閥和提升止回閥)沿直線移動以允許、停止或節流流動的閥門。
旋轉運動閥。當閥門關閉件沿角形或圓形路徑移動時,如蝶式、球式、旋塞式、偏心式和擺動式止回閥,這些閥門稱為旋轉運動閥。
四分之一轉閥。一些旋轉運動閥需要大約四分之一圈,0 到 90°,閥桿運動才能從完全關閉位置完全打開,反之亦然。
基于運動的閥門分類
閥門類型 | 直線運動 | 旋轉運動 | 四分之一轉 |
門 | 是的 | 不 | 不 |
地球 | 是的 | 不 | 不 |
插頭 | 不 | 是的 | 是的 |
球 | 不 | 是的 | 是的 |
蝴蝶 | 不 | 是的 | 是的 |
擺動檢查 | 不 | 是的 | 不 |
隔膜 | 是的 | 不 | 不 |
捏 | 是的 | 不 | 不 |
安全 | 是的 | 不 | 不 |
寬慰 | 是的 | 不 | 不 |
閥門類型 | 直線運動 | 旋轉運動 | 四分之一轉 |
等級評定
閥門的壓力-溫度等級由等級編號指定。ASME B16.34,閥門-法蘭、螺紋和焊接端是使用*廣泛的閥門標準之一。它定義了三種類型的類:標準、特殊和受限。ASME B16.34 涵蓋 150、300、400、600、900、1500、2500 和 4500 級閥門。