阀门培训教材

1、 第一章 阀门的基础知识11概述阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流卸压等功能。输送介质离不开管路，而控制介质流动则离不开阀门。阀门可用于控制空气，水，蒸汽，各种腐蚀性介质，泥浆，油品，液态金属和放射性介质等各种流动型流体。阀门的用途极为广泛。无论是工业，农业，国防，航天，交通运输，城市建设和人民生活等部门。在核电厂中，阀门更是很重要的设备，不仅数量大，而且种类繁多。阀门的安全运行与核电厂的安全运行关系密切。在核电厂的运行的事故事件中，因阀门故障引发的核安全事故的比例是很大的。如1976年美国的三里岛核电厂事故，就是一起典型的因为安全阀门故障，造成堆

2、芯失水而使堆芯烧毁的严重事故。近年来，我国制造的各类阀门，其技术和质量在不断地改进和提高，其出口量也很大，几乎世界各国都有使用我国制造的阀门。我国的苏州阀门厂，就是专门为核设施生产阀门的。但是我国目前核电站关键部位使用的阀门还几乎是靠进口。12阀门的用途 阀门的公称直径、压力范围和适用温度范围非常广：a.从阀门的公称直径来看从几mm的仪表到10m的工业管路用阀。b.阀门的工作压力可从1.3×10-3 MPa 1000MPa 的超高压。c.工作温度从-269的超低温到1430的高温。e.阀门的控制方式也有很多种，如手动，电动，气动，液动，电气或电液联动及电磁驱动等。我们可根据具体的用途

3、选用合适的公称通径，工作压力，工作温度和不同的驱动方式。具体来讲，阀门具有以下几种用途：（1） 接通或截断管路中的介质。如闸阀，截止阀，球阀，旋塞阀，隔膜阀，蝶阀等。（2） 调节或控制管路中介质的流动和压力。如节流阀，调节阀，减压阀，安全阀等。（3） 改变管路中介质流动的方向。如分配阀，三通旋塞，三通或四通球阀等。（4） 阻止管路中介质的倒流。如止回阀，底阀等。（5） 分离介质。如不同结构的蒸汽疏水阀，空气疏水阀等。（6） 指示和调节液面高度。如液面指示器，液面调节器等。（7） 其他用途（特殊）。如温度调节阀，过流保护紧急切断阀等。上述各种阀门的结构和适用范围在第三章中将详细介绍。13阀门的分

4、类阀门的种类繁多，随着各类成套设备工艺流程的不断改进，阀门的种类还在不断的增加。可以按阀门的作用，驱动方式，公称压力，工作温度，介质等形式进行分类。还可以按阀体的材料，使用部门，阀门启闭件运动方式进行分类。但总的来说通用阀可分为两大类：（1） 驱动阀：借助手动，电力，液力或气力来操纵启闭的阀门。（2） 自动阀：依靠介质（液体，空气，蒸汽等）本身的动力而自行动作的阀门。通用阀： 闸阀截止阀截断阀类隔膜阀旋塞阀驱动阀球阀蝶阀通用阀门调节阀类节流阀止回阀类止回阀自动阀安全阀类安全阀分流阀类疏水阀调节阀类减压阀下面介绍阀门的其他几种分类的方法：1.按结构特征，即根据关闭件相对于阀座的移动方向分类：a

5、截门形：关闭件沿着阀座中心线移动。图1-1b 闸门形：关闭件沿着垂直于阀座中心线方向移动。图1-2 图1-1 截门形 图1-2闸门形c 旋塞和球形：关闭件是栓塞或球体，饶本身的轴线旋转。图1-3d 旋启形：关闭件绕阀座外的轴线旋转。图1-4 图1-3旋塞和球形 图1-4旋启形e 蝶形：关闭件为一园盘，绕阀座内的轴线旋转或阀座外轴线旋转。图1-5f 滑阀形：关闭件在垂直于通道的方向滑动。图1-6图1-5蝶形图 1-6滑阀形2 按阀门的用途分类：a切断用：用来切断（或接通）管路中的介质。如闸阀，截止阀，球阀，旋塞阀，蝶阀等。b止回用：用来防止介质倒流。如止回阀。c调节用：用来调节管路中介质的压力和

6、流量。如调节阀，减压阀，节流阀，蝶阀，V型开口球阀等。d分配用：用来改变管路中介质的流动方向，起分配介质的作用。如分配阀，三通或四通旋塞阀，三通球阀等。e安全用：用于压力安全的保护，排放多余的介质，防止压力超过规定的数值。如安全阀，溢流阀等。f其他特殊用途：如蒸汽疏水阀，空气疏水阀，排污阀，放汽阀，呼吸阀，排渣阀，温度调节阀等。3按操纵方式分：a手动：借助手轮，手柄，杠杆或链轮等，由人力操纵的阀门，当传递较大的力矩时，可装有园柱直齿轮，圆锥直齿轮，涡轮蜗杆等减速装置。b电动：用电动机，电磁或其他电气装置操纵的阀门。c液压或气压传动：借助液体（水油等液体介质）或空气操纵的阀门。4按公称压力分：a

7、真空阀：公称压力低于大气压的阀。绝对压力0.1MPa，习惯上用mmH2O或mmHg表示阀门的公称压力。b低压阀：PN 0.16 MPac中压阀：PN 2.56.4 MPad高压阀：PN 10.080.0 MPae超高压阀：PN 100 MPa5按介质工作温度分：a.超低温阀：t-100b. 低温阀：-100t-40c.常温阀：-40t120d.中温阀：120t450e.高温阀：t4506按公称通径分：a小口径阀 DN40mmb中口径阀 DN50300mmc大口径阀 DN3501200mmd特大口径阀 DN1400mm7按阀体材料分：a非金属材料阀：如陶瓷，玻璃钢，塑料阀门等；b金属材料阀：如铜

8、合金，铝合金，钛合金，铸铁，碳钢，不锈钢等；c金属阀体衬里阀：衬塑料阀门，衬橡胶，衬陶瓷等阀门。1.4阀门的基本参数：1.4.1阀门的压力通常所说的阀门的压力有：公称压力PN，试验压力PS，工作压力p。a.公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标准代号，是仅供参考用的一个方便的圆整数。单位是MPa。b阀门壳体的实验压力PS是检验阀门启闭件和阀体密封副（是指由阀座、阀瓣和密封件构成的密封结构）密封性能和阀杆与阀盖密封副密封性能的实验压力。单位是MPa。根据我国国标GB/T13927-1992阀门的试验压力一般是在20温度下允许最大工作压力的1.1倍。欧美各国惯用Class表示公称压力。Cla

9、ss和PN的对照：Class15030040060080090015002500PN/MPa1.62.02.54.06.310.013.015.025.042.0日本标准压力用“K”表示。“K”与Class对照:Class 150 300 600“K”级 10 20 40c.阀门的工作压力p一是指阀门在工作状态下的压力。它与阀门材质和介质温度有关。并在p的右下角加角注。角注为介质温度除以10得的整数表示。如介质最高温度420的工作压力表示为p42，单位为MPa。142阀门的公称通径：DN公称通径用字母“DN”后面紧跟数字标志。如公称通径200mm应标志为DN200。它是供参考用的一个方便的圆整

10、数，与加工尺寸不是严格对应关系。例如与54 mm×3mm的钢管用阀的公称通径为DN50，但实际内径D为48mm。143阀门的结构长度及阀兰尺寸a阀门的结构长度是指阀门与管道连接的两个端面之间的距离，用字母“L”表示。阀门的结构长度对用户的维修与安装有直接的影响。特别是在已经固定的管线上，要使用同类型、同公称压力、同规格的阀门要能够互换。所以国家技术监督局在1989年颁布了阀门结构长度的国家标准。如图1-7图1-7 阀门的结构长度欧美等国家采用美国机械工程师学会的结构标准。b法兰尺寸阀门法兰尺寸同结构长度一样，是保证能在管路上安装与互换的重要的条件。已颁布了国家标准。但在目前全国范围来

11、看，其结构尺寸与阀兰尺寸仍然还没有完全的统一。各厂家或进口阀门的连接尺寸所采用的标准并非一致。所以在今后的实际的工作中要特别的注意。若要设计，更换检修时一定要查清楚原阀的结构尺寸。15阀门型号编制方法和阀门标识阀门型号编制通常应表示出阀门的类型，驱动方式，连接形式，结构特点，公称压力，密封面材料，阀体材料等要素。阀门的型号标准化对阀门的设计，选用，经销提供了方便。当今阀门的类型和种类越来越多，阀门的型号的编制也愈来愈复杂。虽然有统一的标准，但愈来愈不适应阀门工业的发展需要。目前各阀门制造厂一般能采用标准的编号都采用了，但还有一些标准未含盖的，各厂家都有自己的编制的方法。1.5.1型号编制方法：

12、目前对一些通用阀，如闸阀，截止阀，截流阀，球阀，蝶阀，隔膜阀，旋塞阀，止回阀，安全阀，减压阀，蒸汽疏水阀等，型号编制方法基本由7个单元组成，其含义如下：阀门材料公称压力数值或衬里材料阀座密封面结构型式连接形式驱动方式阀门类型a 类型代号：用汉语拼音字母表示；如“A”安全阀；“Q”球阀；见表11b 传动方式代号：用阿拉伯数字表示；如“o”电磁动；“9”电动；见表1.52c 连接形式代号：用阿拉伯数字表示；如“1”内蜗纹连接；“2”外蜗纹连接；见表1.53d 结构形式代号：用阿拉伯数字表示；但对不同类型的阀其代号也不同。见表1.54到表1.514e 阀座密封面或衬里材料代号：用汉语拼音字母表示；见

13、表1.515f 公称压力代号：用阿拉伯数值表示；其数值是以MPa为单位的公称压力值的10倍。用于电站的阀门，当介质最高温度超过530时，其数值是以兆帕（MPa）为单位的工作力值的10倍。g 阀体材料代号：用汉语拼音字母表示；见表1.116h 对于PN1.6MPa的铸铁阀体和PN2.5MPa碳素钢阀体省略该项代号。表1.5-1类 型代 号类 型代 号闸 阀Z旋塞阀X截止阀J柱塞阀U节流阀L止回阀和底阀H球 阀Q安全阀A蝶 阀D减压阀Y隔膜阀G疏水阀S 注：低温(低于40 C)、保温(带加热套)和带波纹管的阀门，在类型代号前分别加“D”、“B”和“W”汉语拼音字母。 驱动方式代号用阿拉伯数字表示，

14、按表1.5-2的规定。表1.5-2 驱动方式代 号传动方式代 号电磁动0锥齿轮5电磁-液动1气 动6电-液动3液 动7涡 轮3气-液动8正齿轮4 电 动9注:1.手轮.手柄和扳手传动以及安全阀减压阀疏水阀省略本代号。 2对于气动或液动：常开式用6k、7 k表示；常闭式用6a、7a表示；气动带手动用6s表示；防爆电动用9b表示。连接形式代号用阿拉伯数字表示，按表1.5-3的规定。表1.5-3 连接形式代 号连接形式代 号内螺纹1焊 接5外螺纹2对 夹6两种不同连接3卡 箍7法 兰4卡 套8 注：焊接包括对焊和承插焊 结构形式代号用阿拉伯数字表示，按表1.5-41.5-14的规定。表1.5-4闸

15、阀 结 构 形 式代 号楔 式弹 性 闸 板0单 闸 板1明 杆刚双 闸 板2平行式单 闸 板3性双 闸 板4单 闸 板5暗 杆 楔 式双 闸 板6表1.5-5截止阀和节流阀结 构 形 式代 号直 通 式1三 通 式3 角 式4直 流 式5平 衡直 通 式6角 式8压 力 计 用 截 止 阀9表1.5-6球阀 结 构 形式代 号直通式1浮 动Y型2L型三 通 式4T型5四 通 式6固 定直 通 式7T型三 通 式8L型9表1.5-7蝶 阀 的 结 构 形 式代 号杠 杆 式0垂 直 板 式1斜 板 式3表1.5-8隔膜阀结构形式代 号隔膜阀结构形式代 号屋 脊 式1直 通式 6截 止 式2闸

16、板 式7直 流 板 式3角 式 T 型9表1.5-9 旋 塞 阀 结 构 形 式代 号L 形2填 料直 通 形3T形三通4四 通5L 形6油 封直 通 形7T芯三通8表1.5-10止 回 阀 结 构 形 式代 号升 降直 通 式1立 式2截 止 止 回 式3单 瓣 式4旋 启多 瓣 式5双 瓣 式6蝶 形 止 回 阀7表1.5-11 安 全 阀 结 构 形 式代 号弹 簧封 闭带散热片全 启 式0微 启 式1全 启 式2带 扳 手全 启 式4不封闭双弹簧微启式3微 启 式7全 启 式8微 启 式5带控制机构全 启 式 6脉 冲 式9注:杠杆式安全阀在类型代号前加“G”汉语拼音字母。表1.5-1

17、2减压阀结构形式代 号薄 膜 式1弹簧薄膜式2活 塞 式3波 纹 管 式4杠 杆 式5表1.5-13疏水阀结构形式代 号疏水阀结构形式代 号浮 球 式1蒸汽压力式6迷宫式或孔板式2双金属片式7浮 桶 式3脉 冲 式8液体或固体膨胀式4圆 盘 式9钟形浮子式5表1.5-14柱塞阀结构形式代 号整体柱塞1 阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音表示,按表1.1-15的规定。表1.5-15阀座密封面或衬里材料代 号阀座密封面或衬里材料代 号锡基轴承合金(巴氏合金)B渗硼钢P搪 瓷C衬 铅Q渗氮钢D塑 料S氟塑料F铜合金T合金钢H橡 胶X衬 胶L硬质合金Y尼龙塑料N注: 1. 由阀体直接加工的阀座密封面材

18、料代号用“W”表示. 2. 当阀座和阀瓣(闸板)密封面材料不同时,用低硬度材料代号表示(隔膜阀除外).公称压力数值用阿拉伯数字表示,取以MPa为单位数值的10倍,用于电站工业的阀门,当工作温度超过530时,按GB1048第5条的规定标注工作压力。阀体材料代号用汉语拼音字母表示，按表1.5-16的规定。表1.5-16阀体材料代 号阀体材料代 号钛或钛合金A铬钼钒钢V碳钢C灰铸铁Z可锻铸铁KCr5MoI铝合金L1Cr18Ni9TiP球墨铸铁QCr18Ni12Mo2TiR塑料SCF3、CF8P铜及铜合金TCF3M、CF8MR注：Pg1.6MPa的灰铸铁阀体和Pg2.5Mpa的碳钢阀体省略本代号。1.

19、5.2阀门的命名阀门的名称按传动方式，连接形式，结构形式，衬里材料和类型命名。但下述内容在命名中均予省略。1 连接形式中：“法兰”。2 结构形式中：a 闸阀的“明杆”，“弹性”，“刚性”和“单闸板”。b 截止阀和截流阀的“直通式”。c 球阀的“浮动”和“直通式”。d 蝶阀的“垂直板式”。e 隔膜阀的“屋脊式”。f 旋塞阀的“填料”和“直通式”。g 止回阀的“直通式”和“单瓣式”。h 安全阀的“不封闭”。3 阀座密封面材料中的材料名称。1.5.3阀门型号和名称编制方法示例：1国内几个具有代表性的阀门厂家的型号编制方法介绍A 苏州阀门厂采用6位代码表示：是填补国标对阀门结构表达不全的缺点，同时为了

20、保护本厂的利益。 0 1 2 3 4 5 连接方式 密封件材料 阀体材料 压力级别阀门类型尺寸（1）阀门类型表示符号：J：截止阀； Z：闸阀； H：旋启式止回阀；P：升降式止回阀； Q：全通道球阀； VQ：缩颈球阀。（2）压力级别：（API602）1：CL150 9：CL900 8：CL8003：CL300 15：CL15006：CL600 25：CL2500（3）阀体材料：1：WCB；A105 2：WC6；F11 3：CF8；3044：CF8M；316 5：CF3；304L 6：CF3M；316L（4）密封内件材料：用16的阿拉伯数字表示。（5）连接方式 不标注：凸台平阀兰连接R：梯形槽环接

21、 S：插接焊W：对焊 C：螺纹B武汉锅炉厂阀门产品代码：采用5位代码表示：1阀门产品代号； 2，3产品设计顺序号； 4压力代号；5类型代号。C大丰阀门厂产品代码：采用6位代码表示：2国外部分厂家阀门产品代码A日本B日本 C美国16阀门的常用材料正确合理地选用阀门的材质，可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。1.6.1壳体常用的材质：a灰铸铁：适用于工作温度-15200，PN1.6MPa的低压阀；b里心可锻铸铁：适用于工作温度-15300，PN2.5MPa的中低压阀；c球墨铸铁：适用于工作温度-30350，PN4.0MPa的中低压阀；d碳素钢（WCA，WCB，WCC）：-29t425；适用于

22、饱和蒸汽和过热蒸汽的中高压阀。e低温碳钢（LCB）：-46t345之间的低温阀。f合金钢：WC6，WC9适用于工作温度在-29595之间的非腐蚀性介质的高温高压阀。g奥氏体不锈钢：适用于工作温度在-196600之间的腐蚀性介质阀门。h蒙乃尔合金；主要适用于氢氟酸介质阀门。i哈氏合金；适用于稀酸等强腐蚀性介质。j钛合金；适用于各种强腐蚀性介质。k铸造铜合金：适用于温度在-273200之间氧气管路和海水管路。l塑料陶瓷：适用于PN1.6MPa，温度60的腐蚀性介质。1.6.2阀门内件常用材料： 不锈钢；合金；橡胶；尼龙；聚四氟乙烯等。1.6.3阀门密封面常用材料：青铜；司太立合金；蒙乃尔合金；哈氏

23、合金；20号合金等。17选用阀门的基本原则选用阀门的基本原则也就是我们在设计和使用中要考虑的强度、密封性、动作灵活性和使用寿命等基本性能。171阀门的密封性能：阀门的密封性能是考核阀门质量优劣的主要指标之一。阀门密封性能主要包括两个方面：内漏和外漏。内漏：是指阀座与关闭件之间对介质达到的密封程度。考核阀门内漏有相应的国家标准。即GB/T13927-1992通用阀门压力试验，另一个标准是JB/T9092-1999阀门的试验与检验。外漏：是阀杆填料部件的泄漏。垫片部件的泄漏和阀体因铸造缺陷造成的渗漏，外漏是不允许的。阀门的密封部位有三处：启闭件与阀座两密封面间的接触处；填料与阀杆和填料函配合处；阀

24、体与阀盖的连接外。其中前一处的泄漏叫内漏，也就是通常所说的关不严，它将影响阀门截断介质的能力。对于截断阀类来说，内漏是不允许的。后两处的泄漏叫外漏，即“跑、冒、滴、漏”，它影响装置的正常运行，严重时还会造成事故。对核电站一回路系统用阀，外漏更是不能允许的，否则，相当于小破口失水事故，因而阀门必须具有可靠的密封性能。如果阀门没有泄漏或者泄漏在允许值范围内，则该阀被认为是对介质达到了密封。阀门的密封性能应考虑以下因素：（1）阀门密封面材质选用：具有耐腐蚀性，耐冲刷和抗磨蚀。包括：金属密封面；用密封剂密封（向密封注射密封脂来达到密封）；软密封。如塑料、橡胶等。（2）垫片垫片是阀门产生外漏的关键原因之

25、一。因此，要对不同的介质，不同的工作温度，不同的工作压力来选择不同的垫片。主要有：a.金属平垫片：以其弹性和塑性变形来适应法兰面的不平整度。b.压缩石棉纤维垫片：综合了石棉和相交的特性。适用于PN64介质温度在450以下。为了增加强度，有时还在其中加入钢丝。 c.缠绕式垫片：是由旋绕在外层的“V”形金属带和叠层之间镶嵌的软质材料组成。金属带具有一定的弹性，以补偿法兰的微小变形，而镶嵌的软质材料进入法兰密封面不平整度空隙中为密封介质用。（3）阀杆密封阀杆是可动件，是最易产生外漏的部件。因此，阀杆密封对于阀门是非常重要的。阀杆的密封主要是压缩填料结构。主要用石墨，石棉，云母石棉，聚四氟乙烯，柔性石

26、墨等。填料形式有：唇形填料；挤压式填料；止推填料。1.7.2强度性能是指阀门承受介质压力的能力。阀门是承受内压的机械产品，因而必须具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。对一回路系统用阀在运行工况下强度性能的评价，应依据适当的强度理论、按照有关规范中的规定进行。 1.7.3 流动阻力（流阻）介质流过阀门后会产生压力损失，即阀门对介质的流动阻力。介质为克服阀门的阻力就要消耗一定的能量，阀门的局部流动损失用介质流过阀门的压力损失来表示。阀门流动阻力的大小用局部阻力系数来表示，它与阀门类型、结构形式、阀内通道的尺寸、通道内表面加工状况等因素有关，要通过试验来确定它的数值。1.7.

27、4 动作性能（1）启闭力和启闭力矩开启或关闭阀门所必须施加的作用力或力矩。它用于克服阀杆与填料间、启闭件与阀体间等处的摩擦力；及保证密封面形成一定的密封比压等。在启闭过程中，启闭力和启闭力矩是变化的，其峰值在启、闭的瞬时出现，因此要注意阀门的启闭操作方式，避免损伤密封结构，拉断阀杆。（2）启闭速度启闭速度用阀门完成一次开启或关闭动作所需要的时间来表示。一般对阀门的启闭速度无严格要求，但有些工况对启闭速度有特殊要求，如有的要求迅速开启或关闭，以防发生事故；有的要求缓慢关闭，以防产生水击。（3）动作灵敏度和可靠性指阀门对于介质参数变化做出反应的敏感程度。对于节流阀、减压阀、调节阀等用来调节介质参数

28、的以及安全阀、疏水阀等具有特定功能的阀门来说，其动作的灵敏度与可靠性是十分重要的性能指标。1.7.5使用寿命它表示阀门的耐用程度，是阀门的重要性能指标，并有很大的经济意义。通常以能保证密封要求的启闭次数来表示，也可用使用时间来表示。1.7.6其它如耐久性，耐蚀性，可操作性，工艺性能等。1.8阀门的类型选择1.8.1阀门的类型选择阀门的类型选择，是对整个生产工艺流程需要的综合估计为先决条件的。在选择阀门的类型的同时，应首先了解每个类型阀门的结构特点和性能。阀门的启闭件有四种运动方式：闭合式；滑动式；旋转式；夹紧式。每种运动方式都有自己的优缺点，下面是各种运动方式的优缺点：（1）截止和开放介质用的

29、阀门截止和开发介质用的阀门通常应选用截止后密封性能好，开启后流阻较小的阀门。流道为直通式的作为截止和开放介质用最适宜。（2）控制流量用的阀门控制流量用的阀门通常选择易于调节流量的阀门。调节阀，节流阀适于这一用途。旋转式和夹紧式阀门也可用于节流控制，但只能在有限的阀门口径内才适用。V形开口球阀和蝶阀有较好的控制流量特性，一般在粗调时可选用。（3）换向分流用阀可根据换向分流需要，这种阀可能有三个或更多的通道。一般选用旋塞式和球阀具有这仪特性。（4）带有悬浮颗粒介质用的阀门适用于这种介质的是关闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门。如刀形平板闸阀，直流式泥浆用截止阀，球阀等。（5）气体管路排除凝结水用

30、阀门 气体管路分蒸汽管路和压缩空气管路。一般选用蒸汽疏水阀和空气疏水阀。（6）超压保护用的阀门各种压力容器和压力管路。对气体管路；选用全启式安全阀。若是液体管路，选用微启式安全阀。若液体介质工作温度80，可选用先导式安全阀。（7）稳压容器和管道的压力用阀为了稳定容器和管道的压力，在容器和管道前应安装各种类型的减压阀。1.8.2阀门端部的连接最主要的连接方式有：螺纹连接；法兰连接；焊接连接。（1）螺纹连接：分为外螺纹连接和内螺纹连接两种。内螺纹连接便于拆卸和安装。（2）法兰连接：拆卸和安装方便，适用的公称通径和公称压力范围广。但是当温度超过350时，由于螺栓、垫片和法兰蠕变松弛，明显降低螺栓负载

31、，这时应选用耐高温的螺栓材料。（3）焊接连接：适用于各种温度和压力。在较高温度下使用比法兰可靠，但拆卸和重新更换较困难。1.8.3阀门材质要求（阀门的强度和使用寿命要考虑的因素）选择阀门主要零件的材质，首先应考虑到工作介质的物理性能（温度，压力）和化学性能（腐蚀性）等。同时，还应考虑介质的清洁程度（有无固体颗粒）。除此之外，还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。对主要部件选用，我们在前面1.6节阀门常用材料中已经作过介绍。1.9阀门在图纸上的符号表示根据GB1194389，阀门在图纸上的表示符号列于表1.9-1和表1.9-2。表1.9-1阀门在图纸上的表示符号 GB1194389表1.9-2

32、阀门在图纸上的表示符号 GB1194389第二章 阀门的结构特点和用途2.1阀门的基本结构尽管各种阀门结构形式千差万别，但其基本形式和结构是相同的，都是由驱动和执行两大部件组成。驱动部件包括驱动装置、传动部件、阀杆等，其作用是输入和传递启闭阀门所需力矩。执行机构包括阀体、阀盖和启闭件等，其作用是完成阀门的启闭或调节。2.1.1阀体和阀盖阀体和阀盖是阀门的主要承压部件。阀体和阀盖连在一起，其内部构成一个空间，容纳阀杆，启闭件等，并形成介质的流动通道。1 阀体按介质通道形式分为三种：a.直通式：阀体的进出口通道成一直线，介质在阀的前后流动方向不变。b.角式：进出口通道形成直角，当介质流过阀门后，流

33、动方向改变90。c.多通式：介质通道有三个或更多。介质出口方向，通道数及布置视具体要求而定。2.阀盖阀盖固定在阀体上方，并且阀盖上加工了填料函，以便在内部填充密封材料，对阀杆起密封作用。2.1.2启闭件与阀座密封结构启闭件与阀座是阀门的关键零件。阀门对流动介质的控制是通过改变启闭件与阀座校对位置来实现的。1.启闭件及其连接方式启闭件主要有五种结构形式：截止型、闸门型、旋塞型、旋启型、蝶型。启闭件与阀杆的连接方式有三种：a. T形连接槽：阀杆下端的T形头与启闭件上端的T形槽配合连接。b. 连接圈连接：用金属连接圈嵌入启闭件与阀杆的连接槽将两者连接在一起。c. 阀瓣盖连接：用带螺纹的阀瓣盖把两者连

34、接在一起。2.密封面形式阀门密封面主要结构形式有四种：a.平面密封：启闭件密封面与阀座密封面均为平面。平面密封的优点：两密封面之间在启闭时无擦伤，且维修方便。平面密封的缺点：关闭时用力大，密封面上易积存杂物而影响密封的性能。b.锥面密封：启闭件密封面与阀体密封面均为锥面。关闭时用力小，密封面上不易积存杂物密封性能好。缺点是：关闭时两密封面易产生擦伤，且维修不方便，阀瓣与阀座对中也较困难。c.球面密封：阀瓣与阀体密封面有一个是球面。密封性能好，但维修难。d.刀形密封：相接触的两个密封面有一个呈刀口形。密封性能好，易损坏。2.1.3阀杆与阀杆密封结构1.阀杆是传递驱动装置输入的力矩，使启闭件动作。

35、其上端与驱动装置连接，下端与启闭件相连。阀杆上均有传动螺纹，有上螺纹和下螺纹之分。上螺纹位于阀杆上半部，在阀体外，不受介质腐蚀；而下螺纹位于阀杆的下半部，在阀体内，受介质的腐蚀。阀杆的运动的方式有三种：a.旋转升降式：阀杆作旋转和升降复合运动；b.升降式：阀杆仅作升、降运动；c.旋转式：阀杆仅作旋转运动。2.阀杆密封结构通过阀盖与阀杆之间间隙的介质泄漏为外漏。外漏一般是不允许的。特别是有放射性和腐蚀性的介质更是不允许的，它会造成环境污染和人身伤害。防止外漏最常用的方法是填料密封结构，即在阀盖填料函内填充填料，再用填料压盖压紧，这样填料就与填料函之间形成一定的密封比压，即使阀内介质压力较高，也不

36、会在阀盖与阀杆配合处产生间隙，从而防止介质外漏。填料函有下列几种结构形式：a. 压套螺母式：用压套螺母通过填料压盖压紧填料。b. 带孔式填料压盖填料函：用T形螺栓和带有两个螺纹孔的压盖来压紧填料。c. 开口式填料压盖填料函：用铰链螺纹和开口式填料压盖来压紧填料。d. 螺纹填料压盖式填料函：在阀盖填料函的内侧和填料压盖的外侧的配合螺纹，将压盖拧入填料函来压紧填料。2.1.4阀门驱动装置阀门的驱动包括手动和传动机构进行驱动两种方式。当阀门启闭力矩较小时，采用手动驱动。当阀门启闭力矩较大，或人无法接近的场所，采用转动机构进行驱动。在核电厂，其阀门的介质具有放射性、高温、高压，需要采用远距离的操纵方式

37、。因此，主要采用电力驱动、电磁驱动、液压驱动或电动。1.电磁驱动：是通过电磁线圈产生磁力吸合或释放阀杆来启闭阀门。其特点是：启闭迅速，阀杆行程短，驱动力小。在核设施上主要用于急开急关的小管道阀，及作为控制器件使用。2.电力驱动：由专用电机、减速器、转矩限制机构、行程控制机构、手电切换、开度指示器和控制箱组成。 22核电厂常用核阀的结构和特点 GNPS常用阀门根据其不同的功能分为四类：1截断阀类1）闸阀 双闸板式平座闸阀 自由膨胀式止动装置式单闸板式斜座闸阀 双闸板式双盘件式直杆式 直通式2）截止阀 角式斜杆式 直流式 3）旋塞阀 4）球阀 5）蝶阀2自调阀类：止回阀、断流阀；3调节阀类：减压阀

38、、调节阀；4安全阀类：弹簧式安全阀、先导式安全阀及助动式安全阀；下面我们将对上述不同类型阀门的特点和结构作一一介绍。2.2.1闸阀闸阀是一种常见的截断阀，用来接通或截断管路中的介质，但不适用于调节流量。它的启闭件（我们称之为闸板）在垂直于阀内通道中心线的平面内作升降运动，像闸门一样截断介质，故称为闸阀。它即适用于低温低压，也适用于高温高压。但不适宜输送带泥浆的介质。1. 闸阀的结构：（见图2-1）图2-2.1手动弹簧撑开式双闸板平板闸阀 图2-2.2 明杆楔式单闸板法兰连接闸阀图2-2.3手动暗杆法兰连接平板闸阀闸板是闸阀的启闭件，其结构有斜座和平行座式两类。(1)斜座式闸阀斜座式闸板的密封面

39、与闸板垂直中心线成一定倾角，称为锲半角。锲半角的大小主要取决于介质的温度和通径的大小，一般介质温度越高，通径越大，所取锲角越大，以防止温度变化时闸板被卡死而无法开启。对于压力PN10 MPa的闸板一般选用扁平或椭圆型，而对高压的闸板为园柱球型。对于斜座单闸板应防止下列情形下被卡死：a. 流体温度导致阀体涨、缩变形。b. 流体或管道引起的外力导致阀体机械变形。对于双闸板式闸阀可适应上述变形，但只能适用于低压饱和蒸气管路或有较大过冷度的压力管道。(2)平行座式闸阀平行座式闸阀的闸板是平行板。闸板可以是单闸板，也可以是中间带撑开机构的双闸板。闸板向阀座的压紧力是由作用于浮动闸板或浮动阀座的介质压力来

40、控制的，如果是双闸板，则两闸板之间的撑开机构可以补充这一压紧力。两闸板间的撑开机构有锲型块式和弹簧式等。平行板式闸阀的优点是流阻小，其缺点是介质压力低时，金属密封面的密封力达不到满意的密封的要求。如果介质压力高，则其密封面就需要润滑，否则会损伤密封面。另外就是在切断高速和高密度介质时会产生剧烈振动。(3)双闸板阀的旁路平衡对用于蒸汽管道的双闸板阀，出于安全的考虑需采用旁路平衡装置（即在进出口之间加一小管作为旁路），使阀体内的容量与进出口相通。 旁路平衡管的作用：在闭合和冷却的阀体内两闸板间有积水，由于闸阀进口侧的加热作用使积水足以形成饱和的蒸汽，在闸阀内产生过压，以致闸阀不能打开，而金属内的应

41、力也会超过弹性极限。其旁路的作用就是释放阀体内的积水及蒸汽。(4)闸阀的密封原理a.平行座双闸板的密封：是靠两闸板间的弹簧力或锲式机构的锲力来保持进出口两密封面滑动接触并产生密封比压，属于双面强制密封。b.单闸板平行座的密封：单闸板平行闸板有浮动阀座与固定阀座两种。浮动阀座是靠介质的压力将其推向闸板来保证密封。有的浮动阀，平板闸阀的密封是靠每次操作向出口的阀座添加密封剂来达到密封的。固定阀座是靠介质压力把闸板推向出口密封面达到密封，介质压力越高，密封越好，但密封副表面粗糙度要小。属单面强制密封。c.斜座闸阀的密封原理：是靠锲形闸板上的两密封面和阀体上的密封面锲入时的紧密结合来达到密封的。2.闸

42、阀的特点(1)优点：a.流动阻力小。因介质通道是直通，不改变流动的方向。b.结构长度较小，需要的安装空间较小。c.启闭省力。闸板的运动方向和介质的流动方向垂直。d.介质流动方向不受限。便于安装和适用于有可能改变流动方向的管路中。(2)缺点：a.高度大，启闭时间长。闸板行程很大，相应高度大，启闭时间就长。b.密封面易产生擦伤。闸板与阀座相接触的两密封面间有相对滑动，在介质力作用下产生擦伤，而影响密封的性能。 c.不适宜用于调节介质流量和压力。如长期用于调节，密封面会被介质冲蚀，影响其密封的性能。222 截止阀截止阀是指启闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。阀座通道口的变化是与阀瓣行程成正比关系，

43、非常适用于对流量的调节。另外该类阀阀杆的行程相对较短，并且具有可靠的截断功能。1.截止阀有多种的分类的方法，这里介绍几种主要的分类方法。(1)按密封形式可分为三类：a.平面密封：阀体密封面与阀瓣密封面均由平面构成，便于加工制造。b.锥面密封：阀体密封面与阀瓣密封面均成圆锥形。这种密封副省力，也可靠，介质中杂物不易影响其密封。c.球面密封：阀体密封面呈很小的锥面，而阀瓣是可以转动灵活、硬度较高的球体。这种密封副适用于高温、高压场合。密封省力可靠，寿命长，结构见下图所示。a.平面密封 b.锥面密封 c.球面密封(2)按阀的结构形式分类，可分为：a.上螺纹阀杆截止阀；b.下螺纹阀杆截止阀；c.直通式

44、截止阀；d.角式截止阀；e.三通截止阀；f.直流式截止阀；g.针型截止阀；h.内压自封式阀盖截止阀；i.柱塞式截止阀；j.螺纹焊接式阀盖截止阀。无论哪种截止阀其工作的流体都是从阀瓣的下部进入。而在GNPS的汽机系统有一个例外：其入口阀为反向流动。这样开启此阀十分的困难，故在主阀瓣上设置了导向阀。开启时，先开导向阀让小股流体进入出口侧，以平衡进出口的压力，在开启阀瓣。下面是几种常见的截止阀，见图2-2 。图2-2.4上螺纹截止阀和下螺纹截止阀图2-2.5角式和直通式截止阀图2-2.6直流式截止阀图2-2.7波纹管式截止阀2.截止阀的密封原理（1） 平面密封：阀杆向下推动阀瓣，使阀底与阀瓣密封面紧

45、密结合。当介质从阀瓣下方流入时，在阀瓣上施加的力必须等于或大于密封面上所产生的必须比压力和介质向上的作用力之和。即 QMFQMZ+QMJ式中QMF施加于密封面的总压力；QMZ密封面上的密封力；QMJ密封面的介质作用力。当介质从阀瓣上方流入时，所施加的密封力就等于或大于密封面上所产生的必须比压力和介质作用之差。即 QMF=QMZ-QMJ（2） 锥面密封：和平面密封相比，在保证密封的前提下，所施加似的密封力较小。由于锥面密封比压较大，所以容易达到密封。仍然满足即 QMFQMZ+QMJQMF=QMZ-QMJ（3） 球面密封：如右图所示：其密封原理是当介质从阀瓣下方流入时，在阀瓣上施加的力必须等于或略

46、大于密封面上所产生的必须比压力和介质向上的作用力之和。即 QMFQMF+QMJ当介质从阀瓣上方流入时，所施加的密封力就等于或大于密封面上所产生的必须比压力和介质作用之差。即 QMF=QMZ-QMJ其阀瓣为球形，阀座为锥形，两密封面接触几乎成一直线，即线密封。故密封应力很高，容易密封。缺点是密封线易受冲蚀而损坏。 2.2.3旋塞阀旋塞阀的关闭件成柱塞形的旋转阀，通过旋转阀塞上的通道口与阀体上的通道口相通或分开，实现开启或关闭。阀塞形状有柱状和圆锥形两种。旋塞阀最适于作为切断或接通介质以及分流使用，有时也可用作节流。由于旋塞阀密封面之间运动带有擦拭的作用，而在全开时可以完全防止介质的接触，故它通常

47、可用于带悬浮颗粒的介质。旋塞阀另一个重要特性是适应多通道的结构，可以是2个、3个甚至4个通道，这样可以简化通道系统和阀门的用量，使系统简化。下图是几种旋塞的结构。a.直通道旋塞 b.L形通道 c.三通旋塞1.旋塞阀的结构：（见图2-2.8、2-2.9） 图2-2.8圆锥形旋塞阀（1） 紧定式：旋塞阀不带填料，阀塞与阀体的密封是依靠拧紧螺栓下面的螺母来实现。一般用于PN0.6MPa场合。（2） 填料式：阀体内带有填料，通过压紧填料来实现阀塞和阀体的密封。通常由阀体、塞子、填料和填料压盖组成。适用于PN=1.01.6MPa场合。（3） 油封式：结构与填料式基本相同，油封式旋塞阀没有注油装置，用油枪

48、向阀塞和阀体的油槽内注油，强制润滑，并在阀体和阀塞的密封面形成很薄的油膜来密封介质。同时使开、关省力和防止密封面受损。（4） 压力平衡式（也叫自封式）：它与一般的旋塞阀区别较大，它的栓塞是倒置的，即塞子的大端朝下，用压盖压住。塞子与压盖之间有一空腔，介质可通过塞子内的小孔进入下部空腔，依靠介质的压力将塞子压紧在阀体的密封面上。介质压力越大，则密封性能越可靠。适用于PN=1.65.0MPa场合。图2-2.9圆锥旋塞阀构件图2.旋塞阀的优缺点：（1） 结构简单，零件少，体积小，重量轻；（2） 流动阻力小；（3） 启闭迅速，介质流动方向不受限；（4） 启闭力大，主要来自于密封面之间的摩擦力；（5） 使用中易磨损，难以保证密封性，且不易维修。2.2.4 球阀球阀是由旋塞阀演变而来的。它的启闭件为一球体，利用球体绕轴旋转90°实现开启和关闭。球阀主要用于切断、分配和改变介质流动方向，V形开口球阀还具有良好的流量调节性能。球阀不仅结构简单、密封性能良好，而且在一定的公称范围内体积小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小，操作轻便，易实现快速启闭，是近些年来发展最快的阀门品种之一。特别是欧、美等发达国家使用非常广泛，并且在向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、