阀们基础理论

1、第一章 阀门的分类、型号与标识 阀门品类很多。有大有小，大的可以走进人去，小的伸不进一个手指头；有简单的；有贵重的，有普通的；有金属的，有非金属的；。它的使用范围涉及到石油、化工、化肥、农药、合成塑料、合成纤维、合成橡胶、食品、医药、水电等工业部门以及国防、科研、交通、农业乃至生活设施。 阀门在数量上比主体多得多，但在生产设备中，往往处于次要地位，不象主体设备那样受人重视。由于在数量上的优势和在重视程度上的劣势，所以，工厂中的“跑、冒、滴、漏”现象，以及由此而引起的燃烧、爆炸、中毒、烫伤等事故，往往发生在阀门。 由于阀门数量很多，损失累计起来是十分惊人的！因此，正确安装和使用阀门十分重要，它能

2、够避免或减少泄漏损失、停产损失、恶性损失和投资损失。 那种只管主体设备，忽视阀门的做法是不对的。事物总是辩证统一的，虽然在一般情况下，主体设备与阀门之间是主次关系，但万一失去了“次”，“主”也就没有意义。例如连续生产的设备中，管路阀门损坏，堆、炉、塔、机、泵等主体设备也只好闲着。由于阀门事故而使整个设备无法发挥效能的事例，屡见不鲜。我们应该从中得到教训，按照抓住重点兼顾一般的原则，在管好用好主体设备的同时，认真研究阀门的使用。要想正确使用阀门，必须充分认识阀门、阀门品类繁多。如何全面了解它呢？这就用得着分类的方法，解剖的方法。这里先介绍阀门的分类、型号与标识。1.1 分类 阀门可从不同的角度进

3、行分类。1.1.1 按动力分1） 自动阀门 依靠介质自身的力量进行动作的阀门。如止回阀、减压阀、疏水阀、安全阀等。2） 驱动阀门 依靠人力、电力、液力、气力等外力进行操纵的阀门。如截止阀、节流阀、闸阀、碟阀、球阀、旋塞阀等。1.1.2 按结构特性分1） 截门形 关闭件沿着阀座中心线移动。如图11所示。2） 闸门形 关闭件沿着垂直于阀座的中心线移动。如图12所示。3） 旋塞形 关闭件是柱塞或球，围绕本身的中心线旋转。如图13所示。4） 旋启形 关闭件围绕阀座外的一个轴旋转。如图14所示。5） 碟形 关闭件是圆盘，围绕阀座内的轴旋转。如图15所示。 图11 截门形结构 图12 闸门形结构 图13

4、旋塞形结构 图14 旋启形结构图15 碟形结构1.1.3 按用途分1） 开断用 用来切断或接通管路介质。如截至阀、闸阀、球阀、旋塞阀等。2） 调节用 用来调节介质的压力或流量。如减压阀、调节阀。3） 分配用 用来改变介质的流向，起分配作用。如三通旋塞、三通截止阀等。4） 止回用 用来防止介质倒流。如止回阀。5） 安全用 在介质压力超过规定数值时，排放多余介质，以保证设备安全。如安全阀、事故阀。6） 阻气排水用 留存气体，排除凝结水。如疏水阀。1.1.4 按操纵方法分1） 手动阀门 借助手轮、手柄、杠杆、链轮、齿轮、蜗轮等，由人力来操纵的阀门。2） 电动阀门 借助电力来操纵的阀门。3） 气动阀门

5、 借助压缩空气来操纵的阀门。4） 液动阀门 借助水、油等液体，传递外力来操纵的阀门。1.1.5 按压力分1） 真空阀 绝对压力小于1公斤/厘米2的阀门。2） 低压阀 公称压力小于16公斤/厘米2的阀门。3） 中压阀 公称压力2564公斤/厘米2的阀门。4） 高压阀 公称压力100800公斤/厘米2的阀门。5） 超高压 公称压力达到或大于1000公斤/厘米2的阀门。1.1.6 按介质温度分1） 普通阀门 适用于介质工作温度40至450的阀门。2） 高温阀门 适用于介质工作温度450至600的阀门。3） 耐热阀门 适用于介质工作温度600以上的阀门。4） 低温阀门 适用于介质工作温度40至70的阀

6、门。5） 深冷阀门 适用于介质工作温度70至196的阀门。6） 超低温阀门 适用于介质工作温度196以下的阀门。1.1.7 按公称通径分1） 小口径阀门 公称通径小于40毫米的阀门。2） 中口径阀门 公称通径50至300毫米的阀门。3） 大口径阀门 公称通径350至1200毫米的阀门。4） 特大口径阀门 公称通径大于1400毫米的阀门。以上分类不是绝对的，还可以从其他角度进行分类，但掌握了这些基本分类，对我们了解品类繁多的阀门有很大好处。1.2 型号 从上一节分类中可以看出，阀门的品种是繁多的；如此繁多的品类，必须有一个统一的型号编制方法，才能让使用者一看铭牌便知道某一种阀门的结构、材料和特性

7、。 我国第一机械工业部，曾于1962年颁布过阀门型号编制方法，那就是JB30862部标准；由于阀门品类的发展，到1975年又以JB30875部标准代替原标准，这就是现在遵循的新的阀门型号编制方法。这个标准适用于工业管道的闸阀、截止阀、节流阀、球阀、碟阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀，包括了各种基本的类型。 按照阀门型号编制方法规定，阀门型号分七个单元： 在五、六单元之间，用一横杠连接。 第一单元是类型代号，用汉语拼音字母表示：类型代号类型代号闸阀Z旋塞阀X截止阀J止回阀和底阀H节流阀L安全阀A球阀Q减压阀Y碟阀D疏水阀S隔膜阀G 对于低于零下40的低温阀、带加热夹套的保温阀和

8、带波纹管（代替填料函）的阀门，在类型代号前，分别加上汉语拼音字母“D”、“B”和“W”。第二单元是传动方式代号，用阿拉伯数字表示：传动方式代号传动方式代号电磁阀0伞齿轮5电磁液动1气动6电液动2液动7蜗轮3气液动8正齿轮4电动9 对于手轮、手柄或扳手传动的阀门以及所有安全阀、减压阀、疏水阀，此代号省略之。 某些气动或液动阀门，分常开式和常闭式两种，常开式用6K、7K表示，常闭式用6B、7B表示。 气动又带手动的阀门，用6S表示。 防爆电动，用9B表示。 第三单元是连接形式代号，用阿拉伯数字表示：连接形式代号连接形式代号内螺纹1对夹7外螺纹2卡箍8法兰4卡套9焊接6 第四单元是结构型号代号，用阿

9、拉伯数字表示：闸 阀 结 构 型 式代号明杆楔式弹性闸板0刚性单闸板1双闸板2平行式单闸板3双闸板4暗杆楔式单闸板5双闸板6截止阀和节流阀结构型式代号直通式1角式4直流式5平衡直通式6角式7球阀结构型式代号浮动直通式1L形三通式4T形5固定直通式7碟阀结构型式代号杠杆式0垂直板式1斜板式3隔膜阀结构型式代号屋脊式1截止式3闸板式7旋塞阀结构型式代号填料直通式3T形三通式4四通式5油封直通式7T形三通式8止回阀和底阀结构型式代号升降直通式1立式2旋启单瓣式4多瓣式5双瓣式6安全阀结构型式代号弹簧封闭带散热片全启式012带扳手全启式3双弹簧微启式4微启式5不封闭全启式6微启式7带控制机构全启式8脉

10、冲式9 杠杆式安全阀，在类型代号前加G字（汉语拼音字母），数字代号，新标准未作规定。旧标准以1代表单杆微启式，2代表单杆全启式，3代表双杆微启式，4代表双杆全启式，6代表脉冲式。减压阀结构型式代号薄膜式1弹簧薄膜式2活塞式3波纹管式4杠杆式5疏水阀结构型式代号浮球式1钟形浮子式5脉动式8热动力式9 第五单元是阀座密封面或衬里材料代号，用汉语拼音字母表示：阀座密封面或衬里材料代号铜合金T橡胶X尼龙N氟塑料F锡基轴承合金（巴氏合金）B合金钢H渗氮钢D硬质合金Y衬胶J衬铅Q搪瓷C渗硼钢P 当密封面是在阀体上直接加工出来时，则用W表示。 横杆之后，是表示公称压力数值的第六单元。所谓公称压力是指阀门名义

11、上能够承受的压力。实际上它的承压能力总要大些，而使用时为安全起见，控制在公称压力之内。压力单位是kg/cm2，但表示型号时，只写压力数值。按JB7459标准，公称压力数值有以下几个：1、1.5、4、6、10、16、25、40、64、100、200、250、320、400、500、640、800、1000。1000以上未作规定。 最后，第七单元，用汉语拼音字母表示阀体材料：阀体材料代号灰铸铁Z可锻铸铁K球墨铸铁Q碳钢CCr5Mo钢I1Cr18Ni9Ti钢PCr18Ni12Mo2Ti钢R12Cr1MoV钢V 但公称压力kg/cm2的灰铸铁阀体和kg/cm2的碳钢阀体，本代号可省略。 下面举例说明。

12、 假如某阀门铭牌上写着“Z942W1”，那么它就是电动机传动、法兰连接、明杆楔式双闸板、阀座密封面材料由阀体直接加工、公称压力为1 kg/cm2、阀体材料为灰铸铁的闸阀。 又如“Q21F40P”表示手动、外螺纹连接、浮动直通式、阀座密封面为氟塑料、公称压力40 kg/cm2、阀体材料为1Cr18Ni9Ti钢的球阀。 反过来说，“液动、法兰连接、垂直板式、阀瓣密封面材料为橡胶、公称压力2.5 kg/cm2、阀体材料为灰铸铁的碟阀”，应如何表示呢？它就是：D741X2.5。 同样，“电动机传动、焊接、直通式、阀座密封面材料为堆焊硬质合金、公称压力为160 kg/cm2、阀体材料为12Cr1MoV钢

13、的截止阀”，应表示为：J961Y160V。 显然，现在的阀门型号编制方法还是不够完备的，它未能包括新发展的结构型式和新材料，因此编制方法必将不断补充和改进。但新的方法产生时，阀门的结构和材料又有了新的发展；它们之间的差距将永远存在。对于上述方法未能包括的阀门，可以参照这个方法，自行编制型号。1.3 标识 为了从阀门的外观看出它的结构、材质和基本特性，要求在阀体上铸造、打印或安上铭牌，表明阀门型号、公称直径、介质流向及厂名，并在阀体、手轮及法兰外缘上按规定刷不同颜色的漆。 按照JB10659一机部标准规定，表示阀体材料的油漆应刷在阀体不加工外表面上，其颜色与阀体材料的关系如下：阀 体 材 料刷

14、漆 颜 色灰铸铁、可锻铸铁黑色球墨铸铁银色碳素钢灰色耐酸钢或不锈钢浅蓝色合金钢蓝色 但耐酸钢或不锈钢阀体，也可以不涂漆。有色金属阀体，不必涂漆。 表示密封面材料的油漆，刷在手轮、手柄或自动阀件的盖上，其颜色与密封面材料的关系如下：密 封 面 材 料刷 漆 颜 色青铜或黄铜红色巴氏合金黄色铝铝白色耐酸钢或不锈钢浅蓝色渗氮钢浅紫色硬质合金灰色周边带红色条塑料灰色周边带蓝色条皮革或橡胶棕色硬橡皮绿色直接在阀体上制作密封面同阀体颜色 带有衬里的阀门，应在连接法兰的外圆表面上刷以补充的识别油漆，颜色如下：衬 里 材 料刷 漆 颜 色搪瓷红色橡胶及硬橡胶绿色塑料蓝色铝锑合金黄色铝铝白色第二章 常用阀门的结

15、构、原理及用途 本章我们用解剖的方法，来介绍常用阀门的结构、原理及用途。2.1 闸阀图2-1 明杆式闸阀 闸阀，也叫闸板阀、闸门阀，是广泛使用的一种阀门。它的闭合原理是，闸板密封面与闸座密封面高度光洁、平整与一致，互相贴合，可阻止介质流过，并依靠顶楔、弹簧或闸板的楔形，来增强密封效果。 它的优点是：流体阻力小；启闭较省劲（不包括密封面咬住等特殊情况）；可以在介质双向流动的情况下使用，没有方向性；全开时密封面不易冲蚀；结构长度短，不仅适合做小阀门，而且适合做大阀门。 它在管路中主要起切断作用。 它的动作特点是，关闭件（闸板）沿闸座中心线的垂直方向移动。 闸阀可按闸杆上螺纹位置分为两类。 （一）

16、明杆式 阀杆螺纹露在上部，与之配合的阀杆螺母装在手轮中心，旋转手轮就是旋转螺母，从而使阀杆升降。如图2-1所示。 图2-2 暗杆式闸阀 图2-3 平行式闸阀这种阀门，启闭程度可以从螺纹中看出，便于操作；对于阀杆螺纹的润滑和检查很方便；特别是螺纹与介质不接触，可避免腐蚀性介质的腐蚀，所以石油化工管道中采用较多。但螺纹外露，容易粘上空气中的尘埃，加速磨损，故应尽量安装于室内。 （二） 暗杆式阀杆螺纹在下部，与闸板中心螺母配合，升降闸板依靠旋转阀杆来实现，而阀杆本身看不出移动。如图2-2所示。这种阀门的唯一优点是，开启时阀杆不升高，适合于安装在操作位置受到限制的地方。它的缺点很明显，启闭程度难以掌握

17、，阀杆螺纹与介质接触，容易腐蚀损坏。 从闸板构造来分，也有两类。 （一） 平行式密封面与垂直中心线平行，一般做成双闸板。见图2-3。 撑开两个闸板，使其与阀座密封面可靠密合，一般是用顶楔来实现的，除上图所示上顶式之外，还有下顶式，如图2-4所示。有的阀门也用弹簧，如图2-5那样。 图2-4 下顶式双闸板 图2-5 弹簧式双闸板图2-6 楔式双闸板阀门 （二） 楔式 密封面与垂直中心线成一角度，即两个密封面成楔形。楔形倾角的大小，要看介质的温度；一般来说，温度越高，倾角越大，以防温度变化时卡住。 楔形闸阀有双闸板（图2-6）和单闸板（图2-1、图2-2）两种。 单闸楔式阀门中，有一种弹性闸阀，它

18、能依靠闸阀的弹性变形，来弥补制造中密封面的微量误差。如图2-7所示。注意闸板形状，它的周围留有孔隙，因此许可产生一定变形。 闸阀可以做得很大，例如两米口径。但大口径闸阀，往往需要外力来开动。图2-8是一个电动闸阀。 纵观各种闸阀，可以发现，在楔式闸阀中，双闸板式比较容易制作，对温度的敏感性不突出，所以在蒸汽和水中常用。平行式双闸板也有类似优点，制造修理更简便，对温度的适应性稍差。各种双闸板，都不适应于腐蚀性介质和粘性介质，所以在石油、化工管路中经常使用楔式单闸板阀门。楔式单闸板阀门，结构简单，使用牢靠，但修理比较困难，主要是密封面的加工研磨，很不容易达到要求。 图2-7 弹性闸阀 图2-8 电

19、动闸阀 闸阀的共同缺点是：高度大；启闭时间长；在启闭过程中，密封面容易被冲蚀；修理比截止阀困难；不适用于含悬浮物和析出结晶的介质；也难于用非金属耐腐蚀材料来制造。2.2 截止阀截止阀，也叫截门、球心阀、停止阀、切断阀，是使用最为广泛的一种阀门。它所以广受欢迎，是由于开闭过程中，密封面之间摩擦力小，比较耐用；开启高度不大；制造容易，维修方便；不仅适用于中低压，而且适用于高压、超高压。 它的闭合原理是，依靠阀杆压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。截止阀只许介质单向流动，安装时有方向性。 它的结构长度大于闸阀，同时流体阻力较大，长期运行时，它的密封可靠性也不强。一般截止阀，公称通经

20、不超过200毫米。 图2-9 直通式截止阀 图2-10 直角式截止阀 图2-11 直流式截止阀 截止阀的动作特性是，关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动。它的作用主要是切断，也可粗略调节流量，但不能当节流阀使用。 截止阀可按通道方向分三类： 1)、直通式：进出口通道成一直线，但经过阀座时要拐90°的湾。如图2-9所示。 2)、直角式：进出口通道成一直角。如图2-10所示。 3)、直流式：进出口通道成一直线，与阀座中心线相交。这种截止阀，阀杆是倾斜的。如图2-11所示。 直通式截止阀安装于直线管路，由于操作方便，用得最多。但它的流体阻力大，对于阻力损失要求严的管路，使用直流式为好。但直流式阀

21、杆倾斜，开启高度大，操作不便。直角式截止阀安装于垂直相交的管路，常用于高压。2.3 旋塞阀 旋塞阀是最古老的阀门之一，它依靠旋塞体绕阀体中心线旋转，以达到开启与关闭的目的。 旋塞阀由阀体、旋塞和阀盖三个基本组成部分组成。旋塞一般是锥形或柱形，并开有让流体通过的孔。它的作用是切断、分配和改变介质流向。如图2-12所示。操作时只须旋转90°，让流体通过，再旋转90°关闭阀门； 它的优点是结构简单；操作快；外形尺寸小；流体阻力也不大。它的应用比较广泛，特别是低压、小口径和介质温度不高的场合。 它的缺点是开关费力，密封面容易磨损，高温高压时容易卡住，不适宜于调节流量。 旋塞阀有两个

22、基本形式，一种是非润滑型的旋塞阀，它采用摩擦系数小的材料来减低旋塞面和阀座之间的摩擦。另一种是润滑型的旋塞阀，它在润滑面上开有能压进润滑油的槽或沟，在操作时需提升旋塞。图2-12 旋塞阀2.4 球阀 球阀出现很早，推广使用较晚。球阀的推广使用，是加工技术的发展和新材料不断出现的结果。 球阀的动作原理与旋塞阀一样，都是靠旋转阀芯来使阀门畅通或闭塞；球阀的阀芯是一个带孔的球，当该孔的中心轴线与阀门进出口的中心轴线重合时, 阀门畅通; 当旋转该球90度，使该孔的中心轴线与阀门进出口的中心轴线垂直时，阀门闭塞。 球阀与旋塞阀相比，开关轻便，相对体积小，所以可以做成很大通经的阀门。球阀密封可靠，结构简单

23、，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀。目前，球阀已在石油、化工、发电、食品、原子能、航空、火箭等部门广泛使用。图2-13 浮动球阀 球阀可分两类：（一）浮动球式，（二）固定球式。 （一） 浮动球阀 它的球体有一定浮动量，在介质压力下，可向出口端位移，并压紧密封圈。这种球阀结构简单，密封性好。但由于球体浮动，将介质压力全部传递给密封圈，使密封圈负担很重；考虑到密封圈承载能力的限制，又考虑到大型球阀如采用这种结构形式，势必操作费劲，所以只作为中低压小口径阀门。结构如图2-13。 （二） 固定球阀 它的球体是固定的，不能移动。通常上下支承处装有滚动轴承或滑动轴承，开闭较轻便。这种结构

24、适合于制作高压大口径阀门。如图2-14所示。图2-14 固定球阀1、阀体 2、球体 3、滚动轴承 4、阀盖 5、密封圈 6、支架 7、变速箱 8、阀杆 9、垫片 10、弹性密封套筒 11、过渡套筒 12、弹簧 13、螺栓 14、阀座密封圈 阀座密封圈，常用聚四氟乙烯做成，因为它摩擦系数小，耐腐蚀性能优异，耐温范围宽阔（-180到+200）。也用聚三氟氯乙烯，它比前者耐腐蚀性能稍差，但机械强度高。橡胶密封性能很好，但耐压、耐温性能较差，只用于温度不高的低压管路。此外，尼龙等朔料，也可在一定条件下使用。 大型球阀，可以做成机械传动，如图2-14所示。还可以由电力、液力、气力来操作。 球阀与旋塞阀一

25、样，可以做成直角、三通、四通等形式。2.5 蝶阀 蝶阀，也叫蝴蝶阀，顾名思义，它的关键性部件好似蝴蝶逆风，自由回旋。如图2-15所示。实际上，它的阀瓣是圆盘，围绕阀座内的一个轴旋转。旋角的大小，便是阀门的开闭度。这种阀门具有轻巧的特点，比其他阀门要节省许多材料；结构简单；开闭迅速（只需旋转90°）；切断和节流都能用；流体阻力小；操作省劲。在工业生产中，蝶阀日益得到广泛的使用。但它用料单薄，经不起高压高温，通常只用于风路、水路和某些气路。 蝶阀，可以做成很大口径。大口径蝶阀，往往用蜗轮蜗杆或电力、液压来传动。 能够使用蝶阀的地方，最好不要使用闸阀，因为蝶阀比闸阀要经济，而且调节流量的性

26、能也要好。图2-15 蝶阀2.6 节流阀 节流阀，也叫针形阀，外形跟截止阀并无区别，但阀瓣形状不同，用途也不同。它以改变通道面积的形式来调节流量和压力。有直角式和直通式两种，都是手动的。通常用于压力降较大的场合。但它的密封性能不好，作为截止阀是不合适的。同样，截止阀虽能短时间粗略调节流量，但作为节流阀也不行，当形成狭缝时，高速流体会使密封面冲蚀磨损，失去效用。 最常见的节流阀阀瓣为圆锥形的。如图2-16所示。用这种阀瓣做成的节流阀也是最常见的节流阀。见图2-17。 图2-16 圆锥形阀瓣 图2-17 节流阀2.7 逆止阀 逆止阀是依靠流体本身的力量自动启闭的阀门。它的作用是阻止介质的倒流。它的

27、名称很多，如止回阀、单向阀、单流门等。 按结构可以分为两类： （一） 升降式(Lift) 阀瓣沿着阀体垂直中心线移动。这类逆止阀又有两种：一种是卧式，装于水平管道，阀体外形与截止阀相同，见图2-18；另一种是立式，装于垂直管道，图2-19便是。对于夹式逆止阀，是立式逆止阀的一种。 图2-18 卧式升降式逆止阀 图2-19 立式升降式逆止阀 （二） 旋启式(Swing) 阀瓣围绕座外的销轴旋转。这类阀门又有单瓣、双瓣和多瓣之分，但原理是一样的。这类阀门可以适合于水平管道和垂直管道,其优点是由该类阀门引起的压降小。图2-20是单瓣旋启式逆止阀。 图2-20 单瓣旋启式逆止阀 图2-21 吸水底阀常

28、见的吸水底阀（图2-21），就是逆止阀的变形，它的内部结构与上述两类逆止阀相同，只是它的下端是开畅的，以便让水进入。2.8 安全阀图2-22 弹簧式安全阀图2-23 带扳手的双弹簧微启式安全阀 安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力而是利用介质本身的能力来排出一额定数量的介质，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外流。 安全阀，也叫安全门或保险阀；是一种自动机构，它在介质压力超过工作压力时自动开启，而在压力回降到工作压力或略低于工作压力时又自动关闭。 安全阀可以分成三个基本类型（如果把很久以前就不用的弹簧平衡式包括进去，就是四类）。三类型分别是：a. 弹簧

29、式（图2-22和图2-23）b. 脉冲式c. 杠杆式（图2-24） 尽管人们熟悉杠杆式，并加以提倡，有的还优先选用它们，但弹簧式仍然是最通用的一种。 图2-22是弹簧式安全阀的一种。它的作用原理是，弹簧力与介质作用于阀瓣的正常压力相平衡，使密封面密合；当介质压力过高时，弹簧受到压缩，使阀瓣离开阀座，介质从中泄出；当压力回降到正常值时，弹簧力又将阀瓣推向阀座，密封面重新密合。 在一些重要部位往往使用带扳手的双弹簧微启式安全阀。这种结构形状如图2-23所示。 脉冲式安全阀，就是一个大的安全阀（主阀）和一个小的安全阀（辅阀）配合动作，通过辅阀的脉冲作用带动主阀启闭。大的安全阀比较迟钝，小的安全阀则比

30、较灵敏。将通向主阀的介质与辅阀相连通，压力过高时，辅阀开启，介质从旁路进入主阀下面的一个活塞，推动活塞将主阀打开。压力回降时，辅阀关闭，主阀活塞下的介质压力降低，主阀瓣也跟着下降密合。这种安全阀结构复杂，只有在通经很大的情况下才采用。 杠杆式安全阀（重锤式）安全阀，是一种古老的阀门。它依靠杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力。通过重锤在杠杆上的移动，调整压力的大小。它与弹簧式安全阀比较，显得笨重而迟钝。好处是因为没有弹簧，不怕介质的热影响，所以至今还在某些锅炉上使用。结构形状如图2-24。图2-24 杠杆式安全阀 安全阀，按阀瓣开启高度与阀座通经之比分两种：比数为1/201/10的叫微启式，比数为1/4

31、1/3的叫全启式。 又根据阀体的构造分两种：一种叫封闭式安全阀，它的排泄介质全部通过排泄管引到一定地方放掉（如图2-22）；另一种，排泄介质出密封口后立即散失于空间，叫不封闭式安全阀（如图2-24）。 安全阀，大量使用于锅炉、受压容器和管路中。2.9 减压阀 减压阀按作用原理可分为自动式或他动式。自动式减压阀是通过启闭件（阀瓣）的节流作用，将阀门进口端的压力降至某一个需要的出口压力，并在阀门进口端压力及流量发生变化时，能利用自身介质的能量，自动的调节流量保持出口端压力基本稳定的阀门。它动式减压阀，是将压力变化转化为电信号，再通过电信号去控制执行机构使阀门动作，保持出口压力基本稳定在调定值的阀门

32、。 活塞式减压阀：利用活塞作灵敏元件来带动启闭件（阀瓣）运动的阀门。它的作用原理，可参看2-25。由图可知，活塞式减压阀由阀体、阀盖、活塞、弹簧、主阀、脉冲阀、膜片等组成。阀体下部，装有主阀弹簧，支承主阀，使主阀与阀座处于密封状态。阀体上部的活塞，又与主阀阀杆相配合，在活塞受到介质压力后，便推动主阀，使其开启。阀盖内装有脉冲阀弹簧和阀座，阀座上附有膜片。最顶端，装有调节弹簧和螺钉，可旋动此螺钉，调整需要的工作压力。阀门出厂时，主阀和脉冲阀都是关闭的，使用时，通过顺时针方向旋转调节螺钉，顶开脉冲阀。介质压力经“”通道进入脉冲阀，然后进入“S”通道（虚线），推动活塞，使主阀开启，介质由A处流向B处

33、。进入B处的介质，它的压力通过“” 通道，到达膜片下的空间，膜片所承受的力，足以抵制调节弹簧的力时，膜片即向上移动，脉冲阀渐趋闭合，使流入B处的介质减少，压力减低；反之，B处压力过低，调节弹簧又压开脉冲阀，使介质流量增加，B处压力提高。这种正反两方面的作用，使B处压力恒定于一定误差范围之内。B处压力是可以通过调节螺钉加以调节的。但一般减压阀，进、出口压力之差必须不小于1.5 kg/cm2。 同一种减压阀，又有不同减压压力段。如公称压力Pg=16kg/cm2的减压阀，就有2-3 kg/cm2、28 kg/cm2、711 kg/cm2三种减压压力段，使用时应根据不同要求加以选择。压力段的区别是用不

34、同的弹簧来实现的。 这种减压阀，体积小，开启行程大，耐温性能好，虽然制造难度高，比较娇气等缺点，仍然广泛地用于蒸汽管路，也用于空气和清净液体管路。图2-25 活塞式减压阀1、阀体 2、阀盖 3、活塞 4、汽缸 5、活塞环 6、主阀 7、主阀弹簧 8、主阀座 9、脉冲阀 10、脉冲阀阀座 11、脉冲阀弹簧 12、膜片 13、调节弹簧 14、调节螺钉 15、帽盖 16、螺塞 17、端盖 18和19、垫片 2.10 隔膜阀图2-26 隔膜阀工作原理隔膜阀的结构形式，与一般阀门很不相同，它是依靠柔软的橡胶膜或塑料膜来控制流体运动的。工作原理如图2-26所示。隔膜阀的优点是：1)，流体阻力小；2)，能使

35、用于含硬质悬浮物的介质；3)，由于介质只跟阀体和隔膜接触，所以无须填料函，不存在填料函泄漏问题，对阀杆部分无腐蚀的可能；图2-27 屋脊式隔膜阀4)，容易对阀体衬里，只要对衬里材料和隔膜进行恰当的选择，便可适应广泛的腐蚀介质。隔膜阀可按结构形式分三类。1) 屋脊式，叫突缘式，是最基本的一类。它的结构形状如图2-27所示。从图中可以看出，阀体是衬里的；隔腊阀阀体衬里，就是为了发挥它的耐腐蚀特性。这类结构，除直通式之外，还可做成直角式。如图2-28所示。2) 截止式，结构形状与截止阀相似。见图2-29。这种形式的阀门，流体阻力比屋脊式大，但密封面积大，密封性能好，可用于真空度高的管路。 图2-28

36、 直角式隔膜阀 图2-29 截止式隔膜阀3) 闸板式，结构形式与闸阀相似。见图2-30。 闸板式隔膜阀，流体阻力最小，适合于输送粘性物料。 隔膜材料，常用天然橡胶、 氯丁橡胶、丁腈橡胶、异丁橡胶、氟化橡胶和聚全氟乙丙烯塑料（F46）等。 隔膜阀的缺点是耐压不高，一般在6公斤/厘米2 之内；耐温性能也受隔膜的限制，一般只能耐60、80，最高（氟化橡胶）也不超过180。图2-30 闸板式隔膜阀1，开度标尺，手轮，轴承，阀杆螺母，阀杆，阀盖，压闭圆板，隔膜，阀体第三章 阀门的部件与材料 普通阀门分阀体与阀盖、关闭件、阀杆及其他三部分组成，本章就这几个部分介绍阀门的部件和材料。3.1 阀体与阀盖 阀体

37、与阀盖是阀门的大件，它要承受介质的压力，适应一定的温度范围，具有一定的耐腐蚀性能，因而它决定着阀门的重量和经济性，在选择材料时往往重点考虑。 普通阀门的阀体、阀盖，多用金属材料铸造或锻造而成。一般来说，铸件可以形状复杂而结构合理，锻件形状较简单，但强度高。 常用的金属材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铜合金、碳钢、Cr5Mo钢、1Cr18Ni9Ti钢、Cr18Ni12Mo2Ti钢、12Cr1MoV钢等。3.2 关闭件 关闭件，也叫密封件，狭义地说，是指跟随阀杆动作的阀瓣、闸板之类；广义地说，包括阀体上的阀座。这里所说的是后者。 关闭件是直接影响阀门可靠性的重要部件，体积很小，在结构和材料选择上

38、，对于经济性的考虑较少，而力求关闭密合严实，使用长久。 3.2.1 关闭件的密合形式 1）、平面密合，如图3-1所示。 这种密合形式，制作容易，但阀杆所受轴向力大，不容易关严。 2）、锥面密合，如图3-2、3-3所示。 图3-1 平面密合 图3-2 锥面密合（一） 图3-3 锥面密合（二） 这种密合形式，密合性强，关闭牢靠，在高压和小口径阀门中广泛使用；但关闭瞬间接触面磨损较大。 针形阀属于这一类型。 3）、球面密合，如图3-4、3-5所示。 这种密合有的是线接触，有的是面接触（例如球阀），密合效果都不差，但是制作修理较复杂。 4）、刀形密合，如图3-6所示。 这种密合形式，接近于线接触，关闭

39、省劲，可用于真空阀及其他类似阀门，制造容易，但经不住高压，损坏较快。 这些密合形式，跟前述常用阀门相对照，那么闸阀是平面密封，关闭件的运动是平移；碟阀和旋启式止回阀也是平面密封，但关闭件是旋转的；旋塞件是锥面密封，但锥体（旋塞体）是旋转的。截止阀采用的密合形式多样。 图3-4 球面密合（一） 图3-5 球面密合（二） 图3-6 刀形密合 3.2.2 阀瓣与阀座的密封圈结构 为了密合可靠，在截止阀、闸阀等的阀瓣、和阀板阀座中，往往用另外合适材料做成密封圈装入，而利用钢铁材料本身做密合面的，只是用于油类等不易腐蚀、生锈的一部分阀门。 下面介绍几种常见的密封圈结构形式。 1、软质材料，用螺栓固定于阀

40、瓣。如图3-7所示。图3-7 软质材料密封圈结构 这种结构型式便于维修，如使用条件许可，有些其他材料的平面密合截止阀也可以采用。 2、金属压入。如图3-8、3-9、3-10所示。 图3-8 金属压入式（一） 图3-9 金属压入式（二）图3-10 金属压入式（三） 压入材料，以不锈钢、铜合金为多。 3、螺纹拧入。如图3-11、3-12所示。 基体一般是钢的，密封圈也是强度较高的金属。 4、堆焊。如图3-13、3-14所示。 堆焊材料一般为不锈钢、硬质合金。其中，图3-14，堆焊后压入的复合形式。 图3-11 螺纹拧入式（一） 图3-12 螺纹拧入（二） 图3-13 堆焊结构（一） 图3-14 堆

41、焊结构（二）3.2.3 密封圈材料 密封圈对于阀门工作的可靠性和使用寿命，往往起关键性作用。选用密封圈，必须注意密合性能好，耐腐蚀，耐摩擦，耐冲刷，与阀门工作的温度、压力相适应，便于加工和修理。 软质材料，密合性能好，便于修理和更换，在使用条件不苛刻的地方，可优先采用。常用的软质材料，有皮革、天然橡胶、合成橡胶、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、氟朔料等。其中聚四氟乙烯（氟朔料的一种），耐腐蚀性能优异，温度适应范围广（从-180到+200），摩擦系数小，做密封圈比较理想。 但软质材料总不如硬质材料（金属）坚固，所以普通工业阀门的密封圈，还是以硬质材料为多。 常用硬质材料，有铜合金、巴氏合金、不锈钢、硬质合

42、金、渗透氮。 铜合金：适用于水或蒸汽，耐磨性好，低压阀门（）用得较多，工作温度不超过250。 不锈钢：适用于高温、高压和腐蚀性的介质。例如铬不锈钢（常用牌号有2Cr13、3Cr13）,适用于450以下的水、蒸汽和石油；铬镍钛不锈钢（常用牌号有1Cr18Ni9Ti），能耐硝酸等腐蚀性介质，耐温可达600，做密封圈使用很广。 硬质合金：如钴基合金，耐腐蚀性、耐摩擦性和耐冲刷性都好，使用寿命长，是比较理想的密封圈材料，一般采用堆焊后再加工的方法制造。 渗氮钢：铬钼铝合金钢（常用牌号为38CrMoA1A）经渗氮处理后，可在540以下的蒸汽介质中耐久使用，目前电站阀门广泛采用。 硬质材料密封圈性能，主要

43、取决于两个密封圈的加工，研磨越精细，密合性能越好。 3.3 阀杆及其他 阀杆是上下运动和承受轴向的重要零件，下部与关闭件相连接，上部受手轮等操纵件控制，上下联动实现阀门的启闭。 3.3.1 阀杆材料 阀杆是运动件和受力件，且常与密封填料摩擦，处于介质的浸泡之中，因此所选材料要有足够的强度和良好的韧性、抗擦伤性、耐温性和耐蚀性。加工光洁度力求高等级。 普通阀门的阀杆，常用以下材料：碳素钢、合金钢、不锈钢、耐热钢。 3.3.2 阀杆与关闭件的连接 阀杆与关闭件（阀瓣、闸板）的连接，要求是：连接可靠；转动阀杆时，阀瓣不与阀体密封面相互摩擦；阀瓣与阀体密封面之间能调整；便于维修。 1）、下螺母连接，如

44、图3-15所示。 这种形式，结构简单，易做易换，多用于小口径高压截止阀，但不适用于大口径，因为对阀座密封面的对中调整性较差。 2）、T形槽连接，如图3-16所示。 这种形式，常用于公称通经100毫米以下的截止阀。密合调整性强，但连接不很可靠。 图3-15 下螺母连接 图3-16 T形槽连接 图3-17 上螺母连接 图3-18 对开环连接 3）、上螺母连接，如图3-17所示。 这种形式，连接可靠，有一定调整性，便于修换。 4）、对开环连接，如图3-18所示。 这种形式，连接可靠，用于压力、温度较高和腐蚀性介质的截止阀。 5）、钢丝圈连接，如图3-19所示。 这种形式，用于无腐蚀性介质和不重要阀门

45、，维修很方便。 6）、辗合连接，如图3-20所示。 这种连接，阀瓣用阀杆端部周圈辗牢，不致脱落。但阀瓣损坏时，不好单独更换。仅用于小口径截止阀。 图3-19 钢丝圈连接 图3-20 辗合连接 以上是截止阀阀瓣与阀杆连接的几种基本形式，其他连接形式还很多。 针形阀，阀瓣与阀杆为一体。 图3-21 闸板螺纹连接 图3-22 闸板T形槽连接下面接着介绍的是闸阀闸板与阀杆连接的常见形式。 7）、闸板螺纹连接，如图3-21所示。这种连接形式，用于暗杆式闸阀。8）、闸板T形槽连接，如图3-22所示。这种连接形式，用于明杆单闸板阀门。 9）、螺纹闸板架连接，图3-23便是这一连接的闸阀。这种形式，在明杆双闸

46、板阀门中广泛采用。 闸阀中，闸板与阀杆的连接形式还有很多，这里不一一列举。图3-23 螺纹闸板架连接3.3.3 阀杆与操纵件的连接 阀杆上部，连接着手轮、手柄等操纵件。连接的形式有： 1）、直接固定连接，如图3-21。这种连接，阀杆随着操纵杆旋转，使用较广泛。 2）、螺母活动连接，见图3-23。螺母与手轮固定，作一体旋转，阀杆并不旋转，只作升降运动。用于明杆阀门。 图3-24 撞击式连接 图3-25 滚珠螺母连接 3）、撞击式连接，见图3-24所示。这种连接用于某些高压阀门；为了增大开启力和关闭力，在手轮与阀杆螺母的连接处，留有适当空间，可让手轮游动很大角度，在开闭阀门的瞬间，猛烈旋转手轮，使

47、它对阀杆螺母产生一个撞击力，这个力量大大超过单纯旋转手轮的力量。 4）、滚珠螺母连接，如图3-25所示。这种连接，是阀杆与螺母之间放置滚珠，螺母转动时，滚珠跟着前进，使阀杆升降。滚珠又有上下孔相连通，可周而复始地使用。它的优点是以滚动摩擦代替滑动摩擦，使操作力矩大大减小；缺点是结构复杂，不易加工制作。3.3.4 阀杆螺母材料阀杆螺母，是指与阀杆配合并作相对运动的螺母。如上所述，它是阀杆与操纵件的中间连接件。由于经常处于摩擦和受力状态，要求螺母材料摩擦系数小，有一定强度，不生锈，不容易与阀杆咬死。常用的阀杆螺母材料，有铜合金、塑料和钢等。第四章 阀门的连接与密封在了解阀门的部件与材料之后，就应该

48、想一想部件之间以及整个阀门与管路或设备之间是怎样连接的；密封问题如何解决。这个问题不可忽视，因为阀门的跑、冒、滴、漏现象，绝大部分发生在这里。这一章，我们将讨论连接形式、动密封、静密封三个问题。4.1 连接形式4.1.1 法兰连接这是阀门中用得最多的连接形式。按结合面形状又可分为以下几种：(1) 光滑式：用于压力不高的阀门。加工比较方便。如图4-1所示。(2) 凹凸式：工作压力较高，可使用中硬垫圈。见图4-2。 图4-1 光滑式法兰连接 图4-2 凹凸式法兰连接(3) 榫槽式：可用塑性变形较大的垫圈，在腐蚀性介质中使用较广泛，密封效果较好。见图4-3。(4) 梯形槽式：如图4-4所示。用椭圆形

49、金属环作垫圈，使用于工作压力64公斤/厘米2的阀门，或高温阀门。 图4-3 榫槽式法兰连接 图4-4 梯形槽式法兰连接 图4-5 透镜式法兰连接 图4-6 O形圈式法兰连接(5) 透镜式：见图4-5。垫圈是透镜形状，用金属制作。用于工作压力100公斤/厘米2的高压阀门，或高温阀门。(6) O形圈式：这是一种较新的法兰连接形式，它是随着各种橡胶O形圈的出现，而发展起来的，它在密封效果上比一般平垫圈可靠。见图4-6。4.1.2 螺纹连接这是一种简便的连接方法，常用于小阀门。又分两种情况：(1) 直接密封：如图4-7A处，内外螺纹直接起密封作用。为了确保连接处不漏，往往用铅油、线麻和聚四氟乙烯生料带

50、填充；其中聚四氟乙烯生料带，使用日见广泛；这种材料耐腐蚀性能很好，密封效果极佳，使用和保存方便，拆卸时，可以完整地将其取下，因为它是一层无粘性的薄膜，比铅油、线麻优越得多。(2) 间接密封：如图4-7B处，螺纹旋紧的力量，传递给两平面间的垫圈，让垫圈起密封作用。图4-7 螺纹连接4.1.3 卡套连接图4-8 卡套连接卡套连接，在我国近年才发展起来，它的连接和密封原理是，当旋紧螺母时，卡套受到压力，使其刃部咬入管子外壁，卡套外锥面又在压力下与接头体内锥面密合，因而能够可靠地防止泄漏。见图4-8。这种连接形式的优点是：1、体积小，重量轻，结构简单，拆装容易；2、连接力强，使用范围广，可耐高压（1000公斤/厘米2）、高温（650）和冲击振动；3、可以选用多种材料，适合防腐蚀；4、加工精度要求不高；5、便于高空安装。目前，卡套连接形式，已在我国某些小口径阀门产品中采用。图4-9是一个双头卡套的小口径球阀。图4-9 采用卡套连接的阀门4.1.4 卡箍连接这是一种快速连接方法，它只需两个螺栓，适用于经常拆卸的低压阀门。如图4-10所示。图4-10 卡箍连接4.1.5 内自紧连接以上各种连接形