球阀的关闭件是一个带孔的球体(或部分球体),球体随阀杆转动,实现阀门的开启或关闭。
在各种阀门中,球阀的流动阻力最小,全径球阀打开时,球体通道、阀体通道和连接管径相等并成一条直线,介质几乎可以毫无损失的流过。球阀旋转90º即可全开全闭,启闭迅速。
二、碟阀
碟阀的关闭件是圆形蝶板(或其它形状),碟板随阀杆旋转,实现阀门的启闭。
碟阀主要作截断阀使用。
碟阀的优点:结构简单、体积小、重量轻;流体阻力较小;启闭方便迅速而且比较省力;低压下可实现良好的密封;调节性较好。应用于工艺简单,操作量较少的管段。
三、截止阀
截止阀的启闭件是塞形的阀瓣,密封面为平面或锥面,阀瓣沿流体的中心线作直线运动。
阀杆的运动形式,有升降杆式(阀杆升降,手轮不升降),也有升降旋转杆式(手轮与阀杆一起旋转升降,螺母设在阀体上)。
截止阀只适用于全开和全关,不允许作调节和节流。
截止阀属于强制密封式阀门,所以在阀门关闭时,必须向阀瓣施加压力,以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀门时,操作力所需克服的阻力,是阀杆和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力,关阀门的力比开阀门的力大,所以阀杆的直径要大,否则会发生阀杆顶弯的故障。当介质由阀瓣上方进入阀门,在介质压力的作用下,关阀门的力小,而开阀门的力大,阀杆的直径可以相对应的减小。同时,在介质作用下,这种形式的阀门也较严密。
截止阀开启时,阀瓣的开启高度,为公称直径的25%~30%时,流量已达到{zd0},表示阀门已达到全开位置。
- 优点:结构简单,制造和维修比较方便;工作行程小,启闭时间短;密封性好,密封面间摩擦力小,寿命较长。
- 缺点:流体阻力大,开启和关闭时所需力较大;不适用于带颗粒、粘度较大、易结胶的介质;调节性能较差。
四、节流阀
节流阀的外形结构与截止阀并无区别,只是它们启闭件的形状不同。节流阀的启闭件大多为圆锥流线型,通过它改变通道截面积而达到调节流量和压力。
节流阀供在压力降极大的情况下作降低介质压力之用。
介质在阀瓣和阀座之间流速很大,以致使这些零件表面很快损坏——即所谓的汽蚀现象。为了尽量减少汽蚀影响,阀瓣采用耐汽蚀材料(合金钢制造)并制成{dj1}角为14º~18º的流线型圆锥体,这还能使阀瓣能有较大的开启高度,一般不推荐小缝隙下节流。
特点:构造较简单,便于制造和维修,成本低;调节精度不高,不能作调节使用;密封面易冲蚀,不能作切断介质用;密封性较差。介质的流向应与阀体所示箭头方向一致。
五、闸阀
闸阀的启闭件是闸板,闸板的运动方向与流体方向垂直,闸阀只能作全开全关,不能作调节和节流。
闸板有两个密封面,最常用的楔式闸板阀的两个密封面形成楔形,角度随阀门参数而异,通常为5º,介质温度不高时为2º52′。
闸阀关闭时,密封面可以只依靠介质压力来密封,即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封,这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的,即阀门关闭时,要依靠外力强行将闸板压向阀座,以保证密封面的密封性。
开启阀门时,当闸板提升高度等于阀门通径的1:1倍时,流体的通道xx畅通,但在运行时,此位置是无法监视的。实际使用时,是以阀杆的顶点作为标志,即开不动的位置,作为它的全开位置。为考虑温度变化出现锁死现象,通常在开到顶点位置上,再倒回1/2~1圈,作为全开阀门的位置。因此阀门的全开位置,按闸板的位置(即行程)来确定。
- 优点:流体阻力小,密封面受介质的冲刷和侵蚀小;开闭较省力;介质不受流向限制,不扰流、不降低压力;形体简单,结构长度短,制造工艺性好,适用范围广。
- 缺点:密封面之间易引起冲蚀和擦伤,维修比较困难;外形尺寸较大,开启需要一定的空间,开闭时间长;结构较复杂。
六、疏水阀
从液体介质里排除气体,从气体介质里排除液体,或从气体介质里排除其他无用气体,并防止主要介质逸漏。这种尽力防止有用介质逸出而排除异质、异相流体的操作称为疏水工程。
蒸汽疏水阀的功能:使用和利用蒸汽的设备上,设备肯定要产生凝结水,凝结水则成为有害的流体,同时还混入了空气和其他不可凝气体,成为引起设备产生故障和降低性能的原因。
- 最重要的功能有:
- 能迅速排除产生的凝结水;
- 防止蒸汽泄漏;
- 排除空气及其他不可凝结气体。
排除凝结水的重要性:
- 防止水击;如果蒸汽管路中有凝结水,高速流动的蒸汽推动积结在一起的凝结水,使凝结水在管壁和阀门及蒸汽使用的设备上进行强烈的撞击,而且,往往带来很大的冲击力,这种现象称为水击。当水击很强时,会造成管道转弯处和阀门损伤或破坏。
- 防止降低蒸汽使用设备的效率;用蒸汽作功的蒸汽设备(特别是热交换器等间接加热的装置),都是为了有效的利用蒸汽(饱和蒸汽)的潜热。在这些装置内滞留过多的凝结水与加热面进行接触,使热交换器等蒸汽使用设备的生产效率显著降低。另外,设备上、下加热不均匀也会影响产品质量,使蒸汽使用设备的运转效率显著降低,设备性能也会降低。
- 止腐蚀蒸汽使用设备内部;水和空气中的氧与设备接触,会发生化学反应,使铁锈蚀。防止蒸汽使用设备的损伤;由于蒸汽和凝结水的湿度不同,设备内的凝结水使设备局部产生温差,往往损伤设备。
排除空气的重要性:
- 防止腐蚀蒸汽使用在设备内部;
- 防止降低蒸汽使用设备的运转效率;设备内蒸汽的潜热使被加热物加热,蒸汽则冷却,凝结成水,在管壁周围形成凝结水层。但是若设备内部一旦混入空气,由于空气是不可凝气体,也不能液化,所以设备内管壁上凝结水层内侧又形成空气层,且空气的热导率极小,比保温材料还小,而且,使蒸汽和被加热物之间的热交换能力显著降低。
七、止回阀
启闭件靠介质流动的力量自行开启或关闭,以防止介质倒流的阀门叫止回阀。
主要用于介质单向流动的管路上,只允许介质向一个方向流动,以防止事故发生。
八、安全阀
安全阀用在受压设备、容器或管路上,作为超压保护装置。
当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时,阀门自动开启,继而全量排放,以防止设备、容器或管路内的压力继续升高;当压力降低到规定值时,阀门应自动及时关闭,从而保护设备、容器或管路的安全运行。
安全阀可以由阀门进口的系统压力直接驱动,在这种情况下是由弹簧或重锤提供的机械载荷来克服作用在阀瓣下方的介质压力。还可以由一个机构来先导驱动,该机构通过释放或施加一个关闭力来使安全阀开启或关闭。因此,按照驱动模式可将安全阀分为直接作用式和先导式。
安全阀可以在整个开启高度范围或在相当大的开启高度范围内比例开启,也可能仅在一个微小的开启高度范围内比例开启,然后突然开启到全开位置。因此,可以将安全阀分为比例式和全启式。