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阀门的种类很多,使用范围也很广。在管路中有时它是主要设备,起控制作用;有时它是次要设备,起辅助作用。如果使用不当,便会出现"跑、冒、滴、漏"现象,轻者影响生产,重者引发事故。所以了解并正确使用阀门是一个很重要的问题。$ K8 p: a B; Q; J8 \0 a. g' W! V
1.阀门分类
( Z) X' T+ Y9 x G# C3 q8 _' q9 x 在供热系统中,使用的阀门有很多种。比如闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、止回阀、安全阀、调节阀、平衡阀、自力式平衡阀等等。下面逐一介绍。* W' Q, d* E1 Q+ T" C5 Z
1.1闸阀
" G2 }" i7 d/ t' A& R 也叫闸板阀、闸门阀,是广泛使用的一种阀门。 f. |- Y6 z; V8 n( y
工作原理:闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整、一致,加工成一个非常贴合、严密的密封副。闸板通过阀杆的上提、下压,对介质形成导通和关断。它在管路中起关断作用。0 w& R" J5 [6 x2 Z
优点:流体阻力小;全开时密封面不受冲蚀;可以在介质双向流动的情况下使用,没有方向性;结实耐用;不仅适合做小阀门,而且可以做大阀门。
0 Y, _, ~' {( l 缺点:高度大;启闭时间长;笨重;修理难度大;如果是大口径闸阀,手动操作比较费力。( K- _2 L6 Q9 z! W
闸阀按阀杆的不同分明杆式和暗杆式;按闸板构造不同分平行式和楔式;还有单闸板、双闸板之分。供热工程中,常用的是明杆楔式单闸板闸阀(Z41H-16C)和暗杆楔式单闸板闸阀(Z45T-10),前者装在热力站内一次侧,后者装在热力站内二次侧。它一般起两个作用:作为主设备起开关作用;作为辅设备安在主设备前后作检修用。! y3 o* L: S4 n' K; }1 N( a0 d
闸阀安装时,不要使手轮处在水平线以下(倒装),否则会使介质长期留存在阀盖中,容易腐蚀阀杆。在供热工程中,闸阀曾经是阀门中的主力军。现在随着蝶阀的广泛采用,闸阀已被蝶阀取而代之。
) K9 x" Y$ {, i [( @1 \, z* c 1.2截止阀7 F& |/ U' c Z, o7 X4 w+ C' n
也是广泛使用的一种阀门。一般口径在100mm以下。它的工作原理与闸阀相近,只是关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动。它在管路中起关断作用,亦可粗略调节流量。
7 H* i8 E5 |$ }0 A 优点:制造容易,维修方便,结实耐用。' |# Y2 K2 t( `" Z/ x# Y$ n; |
缺点:只允许介质单向流动,安装时有方向性。流阻大,密封性差。耐磨焊条
( J' _9 G9 A! g6 l: X0 M- y+ X8 e 按结构不同分直通式、直角式、直流式、平衡式。工程中一般使用法兰直通式(J41H)和内螺纹直通式(J11H)。截止阀有方向性,不可按反。也不宜倒安。
, n' F3 H+ a! | 在我们的生产、生活中,过去常用直通式、小口径截止阀,现在已渐渐被球阀所取代。
6 d [4 Q% d; n% k& W- f8 Z 1.3球阀
1 F' [0 A0 M' W 相比闸阀、截止阀,球阀是一种新型的、逐渐被广泛采用的阀门。它的工作原理是:阀芯为一个有通腔的球体,通过阀杆控制阀芯作90°旋转,使阀门畅通或闭塞。它在管路中起关断作用。
' `0 R3 ?* j% n. u 优点:除具有闸阀、截止阀的优点外,还有体积小、密封好(零泄漏)、易操作的优点。目前在石化、电力、核能、航空、航天等部门广泛使用。4 C! W- W2 ]/ \; \6 t8 P1 r. T
缺点:维修困难。' h' V( d9 G6 \6 @
球阀有两种形式:浮动球式和固定球式。在供热工程中,一些关键位置,如重要的分支、热力站的接人口,DN250以下,常采用进口球阀。它与国产球阀的结构不同:国产球阀的阀体一般是二块式、三块式,法兰连接;而进口球阀的阀体是一体式,焊接连接,故障点要少。它的原产地是北欧如芬兰、丹麦等供热技术比较发达的国家。如芬兰的NAVAL,VEXVE,丹麦的DAFOSS等。由于其极佳的密封性,操作的可靠性,长期以来颇受用户的青睐。球阀无方向性,可以任意角度安装。焊接球阀水平安装时,阀门必须打开,避免焊接时的电火花伤及球体表面;当在垂直管道上安装时,如果焊接上接口,阀门必须打开,如果焊接下接口,阀门必须关闭,以免阀门内部被高热灼伤。* B( N1 e7 K3 o: p* _, j4 h% Y
1.4蝶阀; ~% Q) C M r
在供热系统中,目前是使用最广泛,种类也最多的一种阀门。
1 o6 \- T7 X4 l5 C- \4 l. w, q 工作原理:阀瓣是一个圆盘,通过阀杆旋转,阀瓣在阀座范围内作90℃转动,实现阀门的开关。它在管路中起关断作用。
& s8 D7 g& F5 `4 I( d/ R) q 亦可调节流量。+ N1 Y5 h: E. w) b
优点:结构简单,体积轻巧,操作方便,密封性好。
: d; m0 u. J" R. u$ u1 [ 缺点:全开时,阀板(密封圈)受介质冲蚀。 S9 @& x# x# M
在供热工程中,用到的蝶阀有三偏心金属密封蝶阀,橡胶软密封蝶阀。
B9 S! Q0 B% X$ d# O5 O8 U 1.4.1三偏心金属密封蝶阀( l* R3 \" B' G2 ]1 Y2 S8 a+ R
所谓"三偏心"是指阀轴、阀板在阀门内相对位置的偏移。普通的蝶阀都是一个偏心,即阀轴中心线与密封面中心线(阀板中心线)偏离;高性能的再加一个偏心,即阀轴中心线与阀门中心线(管道中心线)偏离;双偏心的目的在于使阀板开至20°之后,密封副之间相互脱离,从而减少摩擦(凸轮效应)。三偏心蝶阀在上述双偏心的基础上再增加一个独特的偏心-斜锥,即阀板的偏移(密封面与管道垂直面倾斜一个角度)。这样使得阀门在90°行程范围内,密封副之间完全脱离,既加强了凸轮效应,又完全消除了摩擦;同时关闭阀门时,当密封副逐渐闭合,产生"楔块效应",以最小的扭矩实现最严密的关断。
$ m' x4 t$ B) [- I6 r( C8 y& ` 所谓"金属密封"是指阀座、密封圈采用耐磨、耐腐、耐高温的优质合金制成;同时为了避免密封圈与阀座硬碰硬,密封副之间设计成柔性接触,即形成"弹性金属密封",以保证关得严密,开无摩擦。有了"三偏心"的结构,再辅以"弹性金属密封",这样的阀门操作轻便、经久耐用且密封良好。
1 H1 U* `" e% N2 |. U, Y& }/ i 三偏心金属密封蝶阀一般用在供热系统的主干线以及主分支上。口径为DN300以上。: h* F3 k9 u2 _
进口三偏心金属密封蝶阀无方向性,但一般有建议安装方向,不宜反装;国产的有方向性,一般反向比正向差一个泄漏等级或差一至二个压力等级,不可反装。如在水平管道上焊接,应将阀门关闭,以保护密封圈;如在垂直管道上焊接,应将阀门关闭,且在焊接上口时要在阀板上注水,以熄灭焊渣。在水平管道上安装时,建议方位为阀杆水平或与垂直方向有一定倾斜,以保证底部轴承处的清洁。
# c; A1 K. f8 e _$ F 1.4.2橡胶软密封蝶阀
# @5 }0 [& P, m3 i 蝶板一般为电镀球墨铸铁,密封圈为橡胶材料。所用密封材料不同,性能有所不同。常用的有:
! e6 }. v" b1 G- n u 丁青橡胶,适用温度一12℃一+82℃;乙丙橡胶,适用温度一45℃一+135℃;耐热乙丙橡胶,适用温度一20℃一+150℃。
$ F1 B+ \7 f4 Q' S6 y 供热工程中常用的有对夹式(D371X),法兰式(D341X)。DN125以下可用手柄驱动(D71,D41X)。对夹式蝶阀小巧轻便,启闭迅速,操作方便,又好安装,又容易维修,密封和调节性能俱佳,性价比高,所以应大力采用。软密封蝶阀无方向性,可任意安装。5 l" q( v" b0 L! M1 c) p
蝶阀在仓储时,阀板应开启4°一5°。以免密封圈长期受压而变形,影响密封。
6 ~, D5 c1 l" ] 1.5止回阀5 u! @: P7 K+ o6 r. X' @9 ^8 e
也叫逆止阀、单流门。一种常用的起辅助作用的阀门。
7 @; G5 ^. s6 @7 {/ h% e3 w 工作原理:依靠流体自身的力量以及阀瓣的自重,自动启闭的阀门。顾名思义,它的作用是阻止介质倒流。一般装在水泵出口,防止水锤对水泵造成损坏。% p4 f* v2 e2 r9 K8 L
供热工程中常用的有水平升降式(H41H),单瓣旋启式(H44H),双瓣蝶式(H77H)。
1 s7 B+ U& h) `, k7 W, A2 ~2 n) r 止回阀有方向性,绝对不能装反。不同形式止回阀,按其结构,都有固定的安装方式,切不可装错。水平升降式只能安装在水平管路上,且保证阀瓣处于垂直状态;单瓣旋启式也只能安装在水平管路上,且保证阀瓣转轴处于水平状态;双瓣蝶式可以任意安装。
7 } f$ r8 v# [6 W) u0 a- { t 1.6调节阀
3 _2 x9 y* V2 h/ Y- n 也叫节流阀。是供热系统二次网的常用阀门。1 f* K4 Y4 R* i" Z
工作原理:外形、结构与截止阀相似。只是密封副不同,调节阀的阀瓣和阀座类似暖水瓶的瓶塞和瓶口,通过阀瓣的移动改变过流面积来调节流量。在阀轴上有标尺表示相应流量。1 u* N8 f' h* T5 m8 g: B
作用:调节管路间介质流量分配以达到热力平衡。
( P6 v7 o W5 s" d; B 供热工程中曾使用的是直通式(T41H),但它有一些缺点:流阻大,不宜垂直安装。于是随着技术的进步,平衡阀(PH45F)代替了调节阀。
& Q% Y* B0 r; i' q6 ?6 F 1.7平衡阀
& m1 m" n" `: g 改进型调节阀。流道采用直流式,阀座改为聚四氟乙烯;
: z& l; q7 u9 E+ I8 ] 克服了流阻大的缺点,同时增加了两个优点:密封更合理、兼有截止功能。9 ^" P: o% v3 F8 W. G
供热工程中在热力站二次网上使用,具有优异的流量调节特性,特别适用于变流量系统。
' F8 n1 I0 l6 w 有方向性,可以水平装,也可以垂直装。
0 h7 x0 w& n0 G1 h& w3 n 1.8自力式平衡阀) v) r- x9 N/ d
也叫流量控制阀。它的工作原理是:在阀门内有一个由弹簧与橡胶膜组成的机构,它与阀杆连接。如果流量增大,会在其上产生一个不平衡力,使得阀瓣向关闭方向移动,以减少过流面积,降低流量,使流量回归设定值。反之亦然。由此始终保持阀后流量不变,达到控制流量的目的。5 L5 j6 h2 t1 f. G
安装在供热系统的热人口,分支点。自动消除水力失调,提高系统效能,实现经济运行。自力式平衡阀有方向性,切勿装反。+ M) D6 ~" L% f9 u" ^, j
1.9安全阀
. A4 E% L' d, F' e9 b& o 当介质压力超过规定数值时,阀门能自动开启并泄压,当压力正常后,又能自动闭合,以保证系统正常运行,起这种作用的阀门叫安全阀。# E( g% l5 V- }# S N w6 L5 [
按结构分有:弹簧式、杠杆式、脉冲式。* [5 A5 B. _9 {; f* n
按动作量分:阀瓣开启高度与阀座通径之比10%以下叫微启式,20%一30%叫全启式。8 `2 }* G& U9 |0 [
按排泄方式分:介质通过管道排走叫封闭式,直接排向空中叫敞开式。
2 m+ s8 l4 }0 c+ s; J 现以弹簧式为例作一简述:弹簧力与介质作用于阀瓣的正常压力相平衡,使密封面闭合;当介质压力过高时,弹簧受到压缩,阀板开启,介质从中泄出;当压力回降到正常值时,弹簧力又将阀门关闭。6 \1 }' y/ Y. Z2 \; A, Y2 o
安全阀大量应用于压力容器。. J e* x1 l+ s/ J
2.阀门使用中的共性问题+ v( f3 S: N" [- ~7 W# U9 d9 p
a)要保持阀门内的清洁。
" u9 v/ k2 q2 Q- c' x. r b)起吊时,绳子不要系在手轮或阀杆上。
% k* M( {& w, N7 q/ G c)安装前要确认阀门工作正常。
) `( i3 n- ]" U$ v! z2 W d)焊接时,焊机地线必须搭在同侧焊口的钢管上,防止电流击伤阀门。
( V1 O+ Q( P6 w) E9 O e)中、小口径阀门焊接过程中宜对阀门采取冷却措施。' `+ l1 v! o) F# m/ t
f)管路中不经常启闭的阀门要定期转动。$ N' \: w3 R4 S: ~, A4 Y
另外,使用中还有环境对阀门的腐蚀及防护问题、介质对阀门内部的腐蚀及防护问题、温度压力问题以及密封与泄漏问题等等。总之,阀门虽小,学问很大,有待我们去不断的学习总结。+ y+ C( R) g) K/ N2 H) x& T6 T
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