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第一节概论
阀门是流体输送系统中的控控制部件,具有导流、截流、节流、调节、节流、防止倒流、分流或溢流和卸压的功能。
用于流体控制的阀门,从最简单的截断装置到极为复杂的自控系统,其品种和规格繁多。阀门的通径小至用于宇航的十分微小的仪表阀,大至通径10m,重达十几吨的工业管路用阀。阀门可用于控制空气、水、蒸气,各种腐蚀性化学介质、泥浆,液态金属和放射性物质等各种类型的流体流动。*10-3MPa到1000MPa的超高压,工作温度从-269℃超低温到1430℃的高温。阀门可采用多种传动方式,如手动、气动、电动、液动、电-液联动或电气联动和电磁驱动等;可以在压力、温度及其它形式传感信号的作用下,按预定的要求动作;或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭。阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动,从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。
一、阀门的用途和分类
阀门产品的种类繁多,说法也不完全统一,其分类方式主要有
1、按用途分:如化工、石油、电站等
2、按介质分:如水蒸汽、空气阀等
3、按材质分:如铸铁阀、铸钢阀、锻钢阀等
4、按连接形式分:如内螺纹、法兰、焊接等
5、按温度分:如低温阀、高温阀等。
6、按压力分:按公称压力分:≤、、、、≥10MPa为高压阀、超过100MPa为超高压阀。
7、通用分类法:这种分类法既按原理、作用又按结构分,是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为:闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、节流阀、安全阀、减压阀、疏水阀、调节阀等
二、阀门的基本性能参数
1、公称通径:是管道系统中为所有附件所通用的用数字表示的尺寸,以区别用用蝶纹或外径表示的那些零件,公称通径是供参考用的一个方便的圆整数,与加工尺寸呈不严格的关系;国家标准(GB1047)对其作有相应规定;
2、公称压力:是一个用数字表示的与压力有关的表示代号,是供参考用的一个方便的圆整数字;
3、工作压力:阀门在适用介质温度下的压力
4、阀门的结构长度及形式:结构长度指阀门的面与面或端与端之间的尺寸;形式是指阀门在几何形状上的主要特征;
5、连接方式:表示阀门与道路系统连接的一种形式。
第二节常用阀门
1、截止阀
截止阀是指用于作切断或连通管路的一种阀门,它的启闭件(阀瓣)由阀杆带动,沿阀座(密封面)轴线作升降运动的阀门。其主要零件包括:阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、填料装置。如161DL系列阀门、31L系列阀门。如图一
2、节流阀
通过启封件(阀瓣)改变通路截面积以调节流量、压力的阀门;其主要零件与截止阀相同,只是阀芯形式有所区别。如图二
3、蝶阀
启闭件(蝶板)绕固定轴线作旋转的阀门。其主要零件有:阀体、蝶板、阀痤、阀杆、执行机构等;它的工作原理为:角行程的执行机构(或直行程的执行机构转化为角行程)带动阀杆和蝶板转动,使蝶阀与阀座形成闭合或开启,从而实现阀门的开闭。如160D系列阀门。如图三
4、安全阀
一种自动阀门,它不借助任何外力,而是利用介质本身的能量来排出额定数量的流体,以阻止系统内压力超过预定的安全值,当压力恢复正常后,阀门再行自动关闭并阻止介质继续流出的阀门。
其主零件有阀体、阀座、阀顶、弹簧等。其工作原理为:通过调整加在阀顶上的弹簧的压缩量,改变加载在阀顶上的弹簧力,来平衡介质作用在阀顶上的力,当系统压力超过该压力值时,即介质力大于弹簧力,就推动阀顶脱离闪阀座密封面,从而开启阀门,排放多余的能量;当压力降下来后,自动回位,关闭阀门。如7K系列等。如图四
止回阀
该阀也是一种自动阀门,启闭件(阀瓣)借助介质作用力,自动阻止介质逆流的阀门。其主要零件有阀体、阀瓣等。
它主要有两种形式:1阀瓣沿流道轴线方向动动,称为升降式如326DH2阀瓣沿某一轴线作沿转动,
6、调节阀
调节阀门是用来对管路压力、流量、温度作调节控制或切断的一种阀门。其调节方式为:从控制系统送出开度控制信号(4~20mA的电信号)至阀门定位器,定位器将该信号转变为气信号加载到气动执行机构,执行机构的输出机构带动阀芯动作,从而改变阀门的流通面积,达到压力、流量等参数的调节;
主要由阀本体、执行器、定位器和附件等部件构成。按动作方式分有直行程和角行程调节阀;按调节方式分为调节型和切断阀;按作用方式分为气开式或开关式;按执行机构分为气动薄膜式或气动活塞式。如图六
其它相关参数有:流量特性、可调比、控制信号、气源压力等
第三节阀门的使用及维修
一、阀门的保管、安装和操作
1、阀门的保管
阀门不能露天存放,应放在干燥、通风的环境中,阀门的进出口均应加盖封板,以阻止油污、杂质、灰尘及其它异物进入阀门内腔污染阀门。
阀门的安装
在安装阀门前应仔细阅读使用说明书,注意安装过程中的一些细节。
阀门的损坏大多产生于安装中的一些错误:如安装时管线没有对中会引起过大的内应力或连接法兰损坏等;螺纹连接的切削螺纹长度过长,与阀瓣发生干涉导
图一图二
图三图四
图五图六
致阀门关不到位;阀门内部存留的焊渣使阀座或阀瓣的密封面损坏,这是一个非常普遍的现象。
(1)注意阀门的流动方向:大部分阀门是有方向性的,安装时应保证介质流向与阀门阀体上的标示流向一致。若反向安装,一则影响阀门的使用寿命,或出现异常的振动、噪声等,二则损坏阀门或阀门根本不起作用,三则直接影响流程的使用或使流程出现安全问题,造成重大事故;
(2)阀门在出厂前均作了脱脂处理,在有脱脂要求的阀门安装前应检查阀门内腔的污染状况,污染了的阀门应重新脱脂清洗;
(3)焊接式阀门在焊接前应使阀瓣脱离密封面,以避免在焊接过程中产生的高温损伤阀顶密封面,尤其是软密封面;
(4)法兰连接的阀门在拧紧连接螺栓时应对称拧紧,不可一个接一个地依次拧紧,这样会造成密封面压不平,产生泄漏。
(5)冷箱内阀门:该阀门有一与冷箱壁相连的法兰或浮动套,其作用是用来弥补安装阀门时的开孔对冷箱壁的密封性产生的破坏;该类阀门安装时均有一个冷箱贴面法兰,用来与阀门上的法兰对接或固定浮动套。该处的密封一定要可靠。阀门套入冷箱壁孔可根据阀门的大小和与冷箱的连接方式来确定,通常法兰连接的是阀门从外向里套,而浮动套的则是从里往外套。
(6)阀门安装好后,一定要对管道进行彻底地吹扫,将管道内的焊渣杂物清除干净,因为这类异物会对阀门的密封造成损伤,若其卡在阀瓣与阀座之间,则阀门关不严,或者它将阀瓣和阀座的密封面划伤,最终体现出来的后果均是泄漏。
(7)阀门是一种坚固而又长期使用的机械,但决不意味着能承受重载或者允许使用榔头或杠杆来操作。
3、阀门的操作
在开车前应对所有阀门的填料压套部位压紧螺栓进行检查,应确保该处螺栓处于预紧状态,过松则会造成该处有外漏;但又不可过分压紧,否则会成开关阀门时很紧、不灵活;各连接部位的螺栓也应作相应的检查。
在空分装置上用的截止阀基本上是手动阀,通过旋转手轮或手动装置来操作阀门。在阀门处于全开或全关位置时要特别注意动作的方向,扳不动手轮时应清楚判断其方向,切不可加F扳手盲目操作,否则会造成对阀门的损坏。
若阀门关好后,仍有渗漏现象,可稍加力再关阀门,通常均可关严;但也不可用F扳手加力操作,这样会对阀门密封面造成永久性损伤;
该阀门是用来作切断或接通用的,阀门只应处于开或关两位状态,不可将该阀用来作调节用。
切换系统的蝶阀是气动阀门,通过分别向气缸不同进气口加压的方式来实现阀门的开关动作。
二、阀门的维护及修理
1、截止阀
一般用于经常开关的场合,在管道系统中,不操作截止阀的时间是很少的,因此要定期维护。
少量的填料渗漏可用简单地拧紧填料压紧螺栓的方式来解决,但当填料损坏时,必须进行更换;检查传动螺纹处是否有异物、积灰等现象,若有则首先将其清除,以避免在开关阀门时将传动部份损坏;密封面有渗漏则表明阀痤或阀瓣被损坏,通常可对阀座或阀瓣重新研磨就可解决,软密封的阀门可更换阀瓣密封圈。
2、蝶阀
与截止阀一样,填料处的维护及修理方式相同。
当阀门使用一定时间后,出现开关迟缓等现象时,就有必要对执行机构进行维修了,执行机构是一个曲柄连杆机构,其动力来自气缸活塞。其故障源主要是活塞上的活塞环发生磨损,更换活塞环后,增加足够的润滑脂即可;并注意检查供气系统的油雾器是否正常工作。
阀门发生泄漏,关不严等现象,多是由于密封圈被磨损、破坏所造成,这时,就必须更换密封圈。
阀门关闭后打不开,这种情况就得先检查阀门两端的压差是否超过了规定值,只要将压差降下来就可解决问题。
3、安全阀
安全阀是设备、管道是安全保护装置,应随时处于正常工作状态,检查其有无人为破坏情况,出口有无泄漏、是否被其它物体堵住。安全阀按规定在使用一定的时间后就得重新校验,校验内容包括:密封、动作、及整定压力的校准。
4、调节阀
调节阀应随时保持手动机构处于空档位置,这样才能在正常动作时阀杆不至于被卡住而无法调节;
阀门密封面渗漏和填料渗料其主要原因与截止阀类似,解决方法相同。