【管道阀门的重要性】 在流体管道系统中,阀门是控制元件,其主要作用是隔离设备和管道系统、调节流量、防止回流、调节和排泄压力。由于管道系统选择最适合的阀门显得非常重要,所以,了解阀门的特性及选择阀门的步骤和依据也变得至关重要起来。 1.阀门的特性一般有两种,使用特性和结构特性。 使用特性:它确定了阀门的主要使用性能和使用范围,属于阀门使用特性的有:阀门的类别(闭路阀门、调节阀门、安全阀门等);产品类型(闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等);阀门主要零件(阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面)的材料;阀门传动方式等。
在流体管道系统中,阀门是控制元件,其主要作用是隔离设备和管道系统、调节流量、防止回流、调节和排泄压力。由于管道系统选择最适合的阀门显得非常重要,所以,了解阀门的特性及选择阀门的步骤和依据也变得至关重要起来。
1.阀门的特性一般有两种,使用特性和结构特性。
使用特性:它确定了阀门的主要使用性能和使用范围,属于阀门使用特性的有:阀门的类别(闭路阀门、调节阀门、安全阀门等);产品类型(闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等);阀门主要零件(阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面)的材料;阀门传动方式等。
结构特性:它确定了阀门的安装、维修、保养等方法的一些结构特性,属于结构特性的有:阀门的结构长度和总体高度、与管道的连接形式(法兰连接、螺纹连接、夹箍连接、外螺纹连接、焊接端连接等);密封面的形式(镶圈、螺纹圈、堆焊、喷焊、阀体本体);阀杆结构形式(旋转杆、升降杆)等。
2.选择阀门的步骤和依据大体如下:
⑴ 选择步骤
⑵ 选择阀门的依据
根据上述选择阀门的依据和步骤,合理、正确地选择阀门时还必须对各种类型阀门的内部结构进行详细了解,以便能对优先选用的阀门做出正确的抉择。
管道的最终控制是阀门。阀门启闭件控制着介质在管道内的流束方式,阀门流道的形状使阀门具备一定的流量特性,在选择管道系统最适合安装的阀门时必须考虑到这一点。
如下为选择阀门应遵循的原则:
⑴ 截止和开放介质用的阀门
流道为直通式的阀门,其流阻较小,通常选择作为截止和开放介质用的阀门。向下闭合式阀门(截止阀、柱塞阀)由于其流道曲折,流阻比其他阀门高,故较少选用。在允许有较高流阻的场合,可选用闭合式阀门。
⑵ 控制流量用的阀门
通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。向下闭合式阀门(如截止阀)适于这一用途,因为它的阀座尺寸与关闭件的行程之间成正比关系。旋转式阀门(旋塞阀、蝶阀、球阀)和挠曲阀体式阀门(夹紧阀、隔膜阀)也可用于节流控制,但通常只能在有限的阀门口径范围内适用。闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座口做横切运动,它只有在接近关闭位置时,才能较好地控制流量,故通常不用于流量控制。
⑶ 换向分流用的阀门
根据换向分流的需要,这种阀门可有三个或更多的通道。旋塞阀和球阀较适用于这一目的,因此,大部分用于换向分流的阀门都选取这类阀门中的一种。但是在有些情况下,其他类型的阀门,只要把两个或更多个阀门适当地相互连接起来,也可作换向分流用。
⑷ 带有悬浮颗粒的介质用阀门
当介质中带有悬浮颗粒时,最适于采用其关闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门。如果关闭件对阀座的来回运动是竖直的,那末就可能夹持颗粒,因此这种阀门除非密封面材料可以允许嵌入颗粒,否则只适用于基本清洁的介质。球阀和旋塞阀在启闭过程中对密封面均有擦拭作用,故适宜用在带有悬浮颗粒的介质中。
目前,无论在石油、化工,还是在别的行业的管道系统,阀门应用、操作频率和服务千变万化,要控制或杜绝哪怕是低微的泄漏,最重要、最关键的设备还数阀门。管道的最终控制是阀门,阀门在各个领域的服务和可靠表现是独一无二的。
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球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门,只有它的关闭件是个球体,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门,它具有以下优点:
一、浮动球球阀
球阀的球体是浮动的,在介质压力作用下,球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上,保证出口端密封。
浮动球球阀的结构简单,密封性好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构,广泛用于中低压球阀。
二、固定球球阀
球阀的球体是固定的,受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压和大口径的阀门。
为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年来又出现了油封球阀,既在密封面间压注特制的润滑油,以形成一层油膜,即增强了密封性,又减少了操作扭矩,更适用高压大口径的球阀。
三、弹性球球阀
球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造,密封比压很大,依靠介质本身的压力已达不到密封的要求,必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。
弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽,而获得弹性。当关闭通道时,用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头,球体随之恢复原原形,使球体与阀座之间出现很小的间隙,可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。
球阀按其通道位置可分为直通式,三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的。
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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。它们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,按照上述驱动模式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。安全阀的结构、应用和公称通经的确定应受到规范的约束,或者应得到法定机关的同意。在不同的规范之间,其约束条款以及有关定义可能不同。在应用安全阀时,必须遵循其适用规范的要求。由于安全阀是一种自动阀门,在结构和性能参数方面与通用阀门有许多不同之处。有些专用的名词术语易于混淆,为了使广大网友更清楚地了解安全阀,并能正确选用,以下将一些主要名词术语予以说明。
1、安全阀名词术语
术语
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解释
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安全阀
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一种自动阀门。它不借助任何外力,而是利用介质本身地力来排出一额定数量的流体以防止系统内压力超过预定的安全值;当压力恢复正常后,阀门再行关闭并阻止介质继续流出。
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直接载荷式安全阀
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一种由直接作用的机械载荷,如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。
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带动力辅助装置的安全阀
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该安全阀借助一个动力辅助装置,可以在低于正常开启压力下开启。即使该辅助装置失灵,此类安全阀仍能满足标准要求。
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带补充载荷的安全阀
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这种安全阀在其进口处压力达到开启压力前始终保持有一增强密封的压力。该附加力(补充载荷)可由外来能源提供,而在安全阀达到开启压力时应可靠地释放。其大小应这样设定,即假定该附加力未释放时,安全阀仍能在进口压力不超过国家法规规定开启压力百分数地前提下达到额定排量。
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先导式安全阀
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一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀。该导阀本身应是符合标准要求的直接载荷安全阀。
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比例式安全阀
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一种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或关闭的安全阀。
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全启式安全阀
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一种仅在微小开启高度范围内比例开启,随后就突然开启到全开位置的安全阀。开启高度不小于1/4 流道直径。
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微启式安全阀
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是一种仅用于液体介质的直接作用式安全阀。开启高度在1/40~1/20 流道直径范围内。
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开启压力(额定压力)
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安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力,在该压力下,开始有可测量的开启高度,介质呈可由视觉或听觉干支的连续排放状态。
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排放压力
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阀瓣达到规定开启高度时的进口压力。排放压力的上限需服从国家有关标准或规范的要求。
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超过压力
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排放压力与开启压力之差,通常用开启压力的百分数来表示。
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回座压力
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排放后阀瓣重新与阀座接触,即开启高度变为零时的进口压力。
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启闭压差
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开启压力与回座压力之差,通常用回座压力与开启压力的百分比表示,只有当开启压力很低时采用二者压力差来表示。
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背压力
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安全阀出口处的压力。
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额定排放压力
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标准规定排放压力的上限值。
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密封试验压力
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进行密封试验的进口压力,在该压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率。
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开启高度
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阀瓣离开关闭位置的实际升程。
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流道面积
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指阀瓣进口端到关闭件密封面间流道的最小截面积,用来计算无任何阻力影响时的理论排量。
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流道直径
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对应用于流道面积的直径。
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帘面积
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当阀瓣在阀座上方时,在其密封面之间形成的圆柱面形或圆锥面形通道面积。
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排放面积
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阀门排放时流体通道的最小截面积。对于全启示安全阀,排放面积等于流道面积;对于微启式安全阀,排放面积等于帘面积。
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理论排量
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是流道截面积与安全阀流道面积相等的理想喷管的计算排量。
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排量系数
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实际排量与理论排量的比值。
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额定排量系数
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排量系数与减低系数(取0.9)的乘积。
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额定排量
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指实际排量中允许作为安全阀适用基准的那一部分。
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当量计算排量
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指压力、温度、介质性质等条件与额定排量的适用条件相同时,安全阀的计算排量。
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频跳
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安全阀阀瓣迅速异常地来回运动,在运动中阀瓣接触阀座。
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颤振
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安全阀阀瓣迅速异常地来回运动,在运动中阀瓣不接触阀座。
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2.选用原则