2阀门结构和工作原理(上)

1、2021/8/61tiemuyu6662021/8/62主要内容:u 常见阀门结构及应用常见阀门结构及应用u 阀门的选用阀门的选用2021/8/63球阀球阀旋塞阀旋塞阀截止阀截止阀闸阀闸阀蝶阀蝶阀2021/8/64闸阀 （一）闸阀（一）闸阀 闸阀是指启闭体闸阀是指启闭体( (阀板阀板) )由阀杆由阀杆带动阀座密封面作升降运动的阀门，带动阀座密封面作升降运动的阀门，可接通或截断流体的通道。当阀门部可接通或截断流体的通道。当阀门部分开启时，在闸板背面产生涡流，易分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的侵蚀和震动，也易损坏阀引起闸板的侵蚀和震动，也易损坏阀座密封面，修理困难。座密封面，修理困难。闸

2、阀通常适用闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。或节流使用。 2021/8/65撑开式撑开式闸阀的分类闸阀的分类闸闸 阀阀楔式楔式平行式平行式单闸板单闸板双闸板双闸板旋转式旋转式(暗杆暗杆)升降式升降式(明杆明杆)直齿圆直齿圆柱齿轮柱齿轮法兰法兰连接连接焊接焊接连接连接螺纹螺纹连接连接锥齿轮锥齿轮气气 动动自动密自动密封式封式单闸板单闸板双闸板双闸板液液 动动电电 动动手手 动动2021/8/66闸阀的结构闸阀的结构1. 手轮手轮2. 阀杆螺母阀杆螺母3. 填料压盖填料压盖4. 填

3、料填料5. 阀盖阀盖6. 双头螺栓双头螺栓7. 螺母螺母8. 垫片垫片9. 阀杆阀杆10.闸板闸板11.阀体阀体2021/8/67闸阀的结构闸阀的结构（1）阀体与阀盖）阀体与阀盖 阀体与阀盖多采用法兰阀体与阀盖多采用法兰连接。阀体截面形状主要取决连接。阀体截面形状主要取决于公称压力。低压阀：扁平状；于公称压力。低压阀：扁平状；高中压阀：椭圆形或圆形。高中压阀：椭圆形或圆形。2021/8/68闸阀的结构闸阀的结构 （2）闸板与阀座密封圈）闸板与阀座密封圈 楔式闸板楔式闸板 闸板密封面与闸板垂直中心线有一定倾角，闸板密封面与闸板垂直中心线有一定倾角，称为楔半角。防止温度变化时闸板卡死，一般角度为称

4、为楔半角。防止温度变化时闸板卡死，一般角度为 252、5 介质温度越高，通径越大，楔半角就越大。介质温度越高，通径越大，楔半角就越大。 2021/8/69闸阀的结构闸阀的结构(a) 楔式刚性单闸板楔式刚性单闸板特点：特点： 结构简单，尺寸小，使用较为结构简单，尺寸小，使用较为可靠。可靠。缺点：缺点： 楔角加工精度高，加工维修较为楔角加工精度高，加工维修较为困难；启闭过程中密封面易发生擦伤，困难；启闭过程中密封面易发生擦伤，温度变化时闸板易卡住。温度变化时闸板易卡住。应用：应用： 常温、中温、各种压力常温、中温、各种压力2021/8/610闸阀的结构闸阀的结构(b) 楔式弹性单闸板楔式弹性单闸板

5、 结构：结构： 在闸板中部开环状槽或在闸板中部开环状槽或由二块闸板组焊而成，中间由二块闸板组焊而成，中间为空。为空。特点：特点： 结构简单，密封面可靠，能自行补偿由于结构简单，密封面可靠，能自行补偿由于异常负荷引起的阀体变形，防止闸板卡住。异常负荷引起的阀体变形，防止闸板卡住。应用：应用： 各种压力、温各种压力、温度的中、小口径及度的中、小口径及启闭频繁场所。启闭频繁场所。缺点：缺点： 关闭力矩不宜太大，防止超关闭力矩不宜太大，防止超过弹性范围；介质中含固体杂质过弹性范围；介质中含固体杂质少，不适用于易结焦的介质。少，不适用于易结焦的介质。2021/8/611闸阀的结构闸阀的结构(c) 楔式弹

6、性双闸板楔式弹性双闸板特点：特点： 温度变化时不易卡住，温度变化时不易卡住，也不易产生擦伤现象。也不易产生擦伤现象。结构：结构： 由两块圆板组成，用球面顶心铰接成楔由两块圆板组成，用球面顶心铰接成楔形闸板。楔角可以靠顶心自动调整。形闸板。楔角可以靠顶心自动调整。缺点：缺点： 结构复杂、零件较多、闸结构复杂、零件较多、闸板易脱落。板易脱落。应用：应用： 水和蒸气介质，不适用于水和蒸气介质，不适用于粘性介质。粘性介质。2021/8/612闸阀的结构闸阀的结构平行式闸板平行式闸板闸板的两个密封面平行，阀座密封面垂直于管道中心线。闸板的两个密封面平行，阀座密封面垂直于管道中心线。不能依靠其身达到强制密

7、封，不能依靠其身达到强制密封，必须采用固定或浮动的软质阀座。必须采用固定或浮动的软质阀座。适用于中低压大中口径，介质为油适用于中低压大中口径，介质为油类、天然气。类、天然气。自动密封式：自动密封式：依靠介质的压力依靠介质的压力把闸板推向出口侧阀座密封面，达把闸板推向出口侧阀座密封面，达到单面密封的目的。闸板间加弹簧到单面密封的目的。闸板间加弹簧实现在关闭时的密封。密封面易被实现在关闭时的密封。密封面易被擦伤和磨损。较少采用。擦伤和磨损。较少采用。撑开式：撑开式：用顶楔把两块闸板撑用顶楔把两块闸板撑开，压紧在阀座密封面上而达到强开，压紧在阀座密封面上而达到强制密封。制密封。普通型闸板调节型闸板

8、带导流孔型闸板2021/8/613闸阀的特点闸阀的特点 闸阀在管路中主要作切断用，一般口径闸阀在管路中主要作切断用，一般口径DN50mm的切断装置多选的切断装置多选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸阀有以下优点：闸阀有以下优点：n流体阻力小。流体阻力小。n开闭所需外力较小。开闭所需外力较小。n介质的流向不受限制。介质的流向不受限制。n全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。n体形比较简单，铸造工艺性较好。体形比较简单，铸造工艺性较好。闸阀也有不足之处：闸阀也有不足之处：n外形尺寸和开启高度都较大。安装所

9、需空间较大。外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。n开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。n闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难。闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难。2021/8/614 （二）截止阀、节流阀（二）截止阀、节流阀 截止阀和节流阀都是向下闭合式截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆带动，阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。截止阀与节流阀的结构基本相同，截止阀与节流阀的结构基本相同，只是阀瓣的形状不同：

10、截止阀的阀瓣只是阀瓣的形状不同：截止阀的阀瓣为盘形，节流阀的阀瓣多为圆锥流线为盘形，节流阀的阀瓣多为圆锥流线型，特别适用于节流，可以改变通道型，特别适用于节流，可以改变通道的截面积，用以调节介质的流量与压的截面积，用以调节介质的流量与压力。力。 截止阀和节流阀 2021/8/615截止阀的种类截止阀的种类截止阀截止阀直杆式直杆式斜杆式斜杆式直通式直通式角式角式上螺纹阀杆上螺纹阀杆下螺纹阀杆下螺纹阀杆螺纹连接螺纹连接法兰连接法兰连接焊接连接焊接连接螺纹连接螺纹连接法兰连接法兰连接法兰连接法兰连接下螺纹阀杆下螺纹阀杆上螺纹阀杆上螺纹阀杆直通式直通式2021/8/616节流阀的种类节流阀的种类节流阀

11、节流阀截止型截止型旋塞型旋塞型蝶型蝶型直通式直通式角式角式直通式直通式直通式直通式螺纹连接螺纹连接法兰连接法兰连接卡套连接卡套连接螺纹连接螺纹连接法兰连接法兰连接法兰连接法兰连接2021/8/6171、手轮、手轮2、阀杆螺母、阀杆螺母3、阀杆、阀杆4、填料压盖、填料压盖5、T形螺栓形螺栓6、填料、填料7、阀盖、阀盖8、垫片、垫片9、阀瓣、阀瓣10、阀体、阀体截止阀和节流阀的结构截止阀和节流阀的结构2021/8/618（）直通形阀：流动（）直通形阀：流动阻力大，压力降大；阻力大，压力降大；（）角形阀：弯头处，（）角形阀：弯头处，流动阻力小。流动阻力小。截止阀和节流阀阀体截止阀和节流阀阀体2021

12、/8/619（）直流阀：阀体与阀（）直流阀：阀体与阀杆成杆成45,流动阻力小，压降流动阻力小，压降也小，便于检修和更换。也小，便于检修和更换。（）针形阀：阀瓣为锥（）针形阀：阀瓣为锥形针形，阀杆通常用细螺纹形针形，阀杆通常用细螺纹以取得微量调节。以取得微量调节。截止阀和节流阀阀体截止阀和节流阀阀体2021/8/620（）截止阀阀瓣（平面阀瓣）（）截止阀阀瓣（平面阀瓣）为截止阀主要形式的启闭件，为截止阀主要形式的启闭件，接触面密合，没有摩擦，密封性能接触面密合，没有摩擦，密封性能好，便于维修，不适合用于含有固好，便于维修，不适合用于含有固体颗粒的介质。体颗粒的介质。截止阀和节流阀阀瓣截止阀和节流

13、阀阀瓣2021/8/621（）节流阀阀瓣（）节流阀阀瓣有针形、沟形和窗形三种形式。当阀瓣在不同高度时，有针形、沟形和窗形三种形式。当阀瓣在不同高度时，阀瓣与阀座的环形道路面积相应变化，从而得到确定数值的阀瓣与阀座的环形道路面积相应变化，从而得到确定数值的压力或流量。压力或流量。截止阀和节流阀阀瓣截止阀和节流阀阀瓣2021/8/622截止阀在管路中主要作切断用。截止阀在管路中主要作切断用。节流阀在管路中主要作节流使用。节流阀在管路中主要作节流使用。截止阀有以下优点：截止阀有以下优点：n1 在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。n2 开启高度小。开启高

14、度小。n3 通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。 截止阀使用较为普遍，但由于开闭力矩较大，结构长度较截止阀使用较为普遍，但由于开闭力矩较大，结构长度较长，一般公称通径都限制在长，一般公称通径都限制在DN200mm以下。截止阀的以下。截止阀的流体阻力损失较大。因而限制了截止阀更广泛的使用。流体阻力损失较大。因而限制了截止阀更广泛的使用。截止阀节流阀的特点截止阀节流阀的特点2021/8/623球阀 球阀是由旋塞阀球阀是由旋塞阀演变而来。它具有演变而来。它具有相同的启闭动作，相同的启闭动作，不同的是阀芯旋转不同的是阀芯旋转体不是塞子而是球体不是塞子而是

15、球体。当球旋转体。当球旋转90度时，在进、出口度时，在进、出口处应全部呈现球面，处应全部呈现球面，从而截断流动从而截断流动。 2021/8/624球阀的种类球阀的种类球阀球阀手动手动气动气动电动电动电动电动气动气动电电-液动液动气气-液动液动蜗轮传动蜗轮传动浮动球浮动球固定球固定球直通式直通式三通式三通式型三通式型三通式型三通式型三通式直通式直通式螺纹连接螺纹连接法兰连接法兰连接法兰连接法兰连接焊接连接焊接连接2021/8/625（一）通用球阀的结构（一）通用球阀的结构对开式固定球阀（大口径）对开式固定球阀（大口径）1. 阀杆阀杆2. 上轴承上轴承3. 球体球体4. 下轴承下轴承 浮动式球阀浮

16、动式球阀2021/8/626n典型特征：典型特征： （1）简单的轴向对称设）简单的轴向对称设计计 （2）双流向）双流向 （3）DBB功能功能 （4）便于拆卸维修）便于拆卸维修 （5）设计灵活）设计灵活 （6）可选材料广）可选材料广 （7）制造周期短）制造周期短 （8）不能在线维修）不能在线维修 （9）某些情况下受温度）某些情况下受温度限制限制 （10）不便埋地安装）不便埋地安装2021/8/627n典型特征：典型特征：（1）双流向）双流向（2）DBB功能功能（3）可在线维修）可在线维修（4）设计复杂）设计复杂（5）制造周期长）制造周期长（6）Class 150&300Lb面间距不符合面

17、间距不符合API6D（7）某些情况下受温度限）某些情况下受温度限制制（8）不便埋地安装）不便埋地安装2021/8/628n典型特征：典型特征：（1）双流向）双流向（2）DBB功能功能（3）无外漏点）无外漏点（4）重量轻）重量轻（5）设计灵活性差）设计灵活性差（6）不能现场维修）不能现场维修（7）某些情况受温度）某些情况受温度限制限制（8）适于埋地安装）适于埋地安装2021/8/629筒体型和球型阀体的比较筒体型和球型阀体的比较 从设计计算和承受同等压力的角度来看，球形阀体的设计厚度小于从设计计算和承受同等压力的角度来看，球形阀体的设计厚度小于圆柱形阀体的厚度。因此，球形阀体的重量小于圆柱形阀体

18、的重量。但圆柱形阀体的厚度。因此，球形阀体的重量小于圆柱形阀体的重量。但是，在阀门安装在管线上以后，阀体承受极大的管道应力和管线载荷，是，在阀门安装在管线上以后，阀体承受极大的管道应力和管线载荷，同时，由于安装误差、地层运动和热变应力等因素的影响，产生的外力同时，由于安装误差、地层运动和热变应力等因素的影响，产生的外力和扭矩是相当大的，厚度较大的圆柱形阀体能够更可靠的承受管线应力和扭矩是相当大的，厚度较大的圆柱形阀体能够更可靠的承受管线应力，不易产生变形而引发泄漏。，不易产生变形而引发泄漏。 圆柱形锻造阀体以锻造成形方法获得，金属经过锻造加工后大大改圆柱形锻造阀体以锻造成形方法获得，金属经过锻

19、造加工后大大改善其组织结构和力学性能。锻件晶粒较细且均匀，机械性能明显优于同善其组织结构和力学性能。锻件晶粒较细且均匀，机械性能明显优于同样材料的板材，且可靠性高，不易存在内部缺陷。圆柱形锻造阀体为全样材料的板材，且可靠性高，不易存在内部缺陷。圆柱形锻造阀体为全机加工面，因此精度好，比不能加工内腔外壳的球形阀体能更好的转移机加工面，因此精度好，比不能加工内腔外壳的球形阀体能更好的转移、承受来自管线的外力和扭矩。、承受来自管线的外力和扭矩。1.1.阀体阀体全焊式：可分为筒体型全焊式：可分为筒体型 和和 球型结构。球型结构。筒体型筒体型球型球型2021/8/6302 2 阀座及密封阀座及密封 阀座

20、是阀门设计最重要的环节，对于阀门的密封可靠性，长久的使用寿命及阀座是阀门设计最重要的环节，对于阀门的密封可靠性，长久的使用寿命及操作的灵活性起着十分重要的作用。操作的灵活性起着十分重要的作用。 1.1.阀座的材料阀座的材料 为使阀门更有效地密封，阀座采用金属为使阀门更有效地密封，阀座采用金属+VITON AED+VITON AED（抗爆氟橡胶）双重密（抗爆氟橡胶）双重密封混合设计。金属阀座采用不低于阀门球体的材质，但应考虑其与球体密封封混合设计。金属阀座采用不低于阀门球体的材质，但应考虑其与球体密封面间的硬度差。软阀座采用面间的硬度差。软阀座采用VITON AEDVITON AED抗爆氟橡胶，

21、硬度抗爆氟橡胶，硬度9598 Shore A9598 Shore A。 2.2.阀座结构及阀座结构及DIB-1DIB-1、DIB-2DIB-2管线球阀典型阀座结构管线球阀典型阀座结构2021/8/631 (4).(4).根据阀门工作介质和实际工作情况，可合理选择阀根据阀门工作介质和实际工作情况，可合理选择阀座的双活塞效应（座的双活塞效应（DPEDPE），实现），实现DIB-1DIB-1或或DIB-2DIB-2的功能。的功能。DIB-1 DIB-1 双阀座双向双阀座双向DIB-2 DIB-2 单座单向和单座双向单座单向和单座双向2021/8/6323.3.球阀球阀DB&BDB&B

22、功能功能 关于关于DB&BDB&B阀门，阀门，API 6DAPI 6D的定义是：的定义是：“带有两个座合表面（即两个带有两个座合表面（即两个密封副）的阀门，在其关闭位置可通过在两个座合表面之间的阀体腔密封副）的阀门，在其关闭位置可通过在两个座合表面之间的阀体腔的排放的排放/ /排气方法，提供其阀门两端的压力（承压）密封排气方法，提供其阀门两端的压力（承压）密封”。意即阀。意即阀门处于关闭位置时可对阀中腔进行排放门处于关闭位置时可对阀中腔进行排放/ /排气的操作，但对于长输管排气的操作，但对于长输管线阀门，阀门通常是长期处于全开启的状态，因此要求阀门在全关和线阀门，阀门通常是长期

23、处于全开启的状态，因此要求阀门在全关和全开位置均能够实现全开位置均能够实现DB&BDB&B功能。功能。2021/8/6334 4、球体与轴承、球体与轴承 关键要素关键要素 （1 1）球体的关断尺寸，密封带宽度；）球体的关断尺寸，密封带宽度； （2 2）球体的刚性，是影响阀门在高压条件下密封性能的重要因素）球体的刚性，是影响阀门在高压条件下密封性能的重要因素； （3 3）轴承的比压和防咬死。）轴承的比压和防咬死。 所有的球体、阀座支承、阀杆等有转动的内件表面采用表面处理，通常要所有的球体、阀座支承、阀杆等有转动的内件表面采用表面处理，通常要求进行化学镀镍处理，使转动部位表面具有足

24、够的镀层厚度和硬度。旋转接求进行化学镀镍处理，使转动部位表面具有足够的镀层厚度和硬度。旋转接触面均采用触面均采用PTFEPTFE（聚四氟乙烯）复合轴承，操作扭矩小，使用寿命长，操作（聚四氟乙烯）复合轴承，操作扭矩小，使用寿命长，操作轻便可靠。轻便可靠。球体强度分析球体强度分析球体与轴承座的正向接触应力分析球体与轴承座的正向接触应力分析2021/8/6345 5、阀杆与填料、阀杆与填料 1.1.结构特征结构特征: : (1). (1).阀杆纯扭剪结构设计阀杆纯扭剪结构设计, ,阀杆只承受纯扭剪作用，这样可以使得阀阀杆只承受纯扭剪作用，这样可以使得阀杆密封不会因偏心而产生集中区域的过度磨损杆密封不

25、会因偏心而产生集中区域的过度磨损, ,提高阀门使用寿命提高阀门使用寿命. . (2). (2).多重密封多重密封, ,具备防火、防静电、防阀杆喷出结构设计。第一重密具备防火、防静电、防阀杆喷出结构设计。第一重密封为封为“O”O”型密封圈组合密封（型密封圈组合密封（VITON AEDVITON AED），第二重密封为防火），第二重密封为防火密封环（膨胀石墨），第三重密封为密封环（膨胀石墨），第三重密封为“O”O”型密封圈密封，阀门为防型密封圈密封，阀门为防阀杆喷出结构设计，可以在带压情况下更换阀杆第三重密封。阀杆喷出结构设计，可以在带压情况下更换阀杆第三重密封。全焊球阀的阀杆多重密封结构全焊球阀

26、的阀杆多重密封结构2021/8/6356 6、 紧急密封紧急密封注脂系统注脂系统 （1 1）该系统由注脂阀和止回阀组成，分别安装于阀体外侧之阀座部位和阀）该系统由注脂阀和止回阀组成，分别安装于阀体外侧之阀座部位和阀杆填料函外径上。杆填料函外径上。 （2 2）该系统可以用来阻止或减少管线阀门密封座的泄漏。）该系统可以用来阻止或减少管线阀门密封座的泄漏。 （3 3）该系统是一种补救措施，可以将阀门的彻底维护延迟到下一个预定的）该系统是一种补救措施，可以将阀门的彻底维护延迟到下一个预定的管线关闭期。管线关闭期。 （4 4）注脂之前，需要对阀座密封部位进行冲洗）注脂之前，需要对阀座密封部位进行冲洗 ，

27、且在此过程中阀门须开关，且在此过程中阀门须开关1515度左右三至四次，以此彻底清洁球体与阀座的接触面。度左右三至四次，以此彻底清洁球体与阀座的接触面。 （5 5）注脂后，要测试密封效果。）注脂后，要测试密封效果。 （6）注脂的条件：当阀座与球体的接触表面由于磨损，老化和异物损害时，）注脂的条件：当阀座与球体的接触表面由于磨损，老化和异物损害时，注入合适的密封脂可以暂时阻止或极大的减少泄露。注入合适的密封脂可以暂时阻止或极大的减少泄露。2021/8/636阀座部位注脂结构阀座部位注脂结构阀杆部位注脂结构阀杆部位注脂结构2021/8/6377 7、火灾安全与防静电、火灾安全与防静电球阀要具火灾安全

28、功能，则其结构必须为防火型，而其防火结构球阀要具火灾安全功能，则其结构必须为防火型，而其防火结构的设计应主要考虑：阀座的防火结构设计，阀杆防火结构，阀体与左的设计应主要考虑：阀座的防火结构设计，阀杆防火结构，阀体与左右体结合面的防火结构设计。其中，阀座防火结构的设计是关键，阀右体结合面的防火结构设计。其中，阀座防火结构的设计是关键，阀座的防火性能良好，在火灾事故状态下，可减轻阀杆防火结构，阀体座的防火性能良好，在火灾事故状态下，可减轻阀杆防火结构，阀体与左右体之间防火结构设计的难度。与左右体之间防火结构设计的难度。（1 1）阀门的防火结构设计）阀门的防火结构设计对于球阀，阀门的防火结构设计包含

29、三个方面：即阀座防火结构对于球阀，阀门的防火结构设计包含三个方面：即阀座防火结构设计、阀杆防火结构设计和阀体防火结构设计。设计、阀杆防火结构设计和阀体防火结构设计。不具有防火结构设计的阀座，在火灾情况下，有三条泄漏途径。不具有防火结构设计的阀座，在火灾情况下，有三条泄漏途径。无防火结构设计阀座的三条泄漏途径无防火结构设计阀座的三条泄漏途径2021/8/638针对不同结构的球阀，其防火结构设计略有不同：针对不同结构的球阀，其防火结构设计略有不同： (a).(a).分体式球阀分体式球阀2021/8/639 (b)(b)全焊式球阀全焊式球阀2021/8/640（2 2）防静电设计）防静电设计 由于球

30、体及阀杆与非金属材料接触和摩擦，产生静电。由于球体及阀杆与非金属材料接触和摩擦，产生静电。因此，在阀杆上因此，在阀杆上/ /下位置设置导静电弹簧，将静电导通至下位置设置导静电弹簧，将静电导通至阀体。并通过标准的检测，标准规定球体与阀体及阀杆与阀体。并通过标准的检测，标准规定球体与阀体及阀杆与阀体之间在阀体之间在12VDC12VDC下，电阻值下，电阻值1010欧姆。欧姆。2021/8/6418 8、自动腔压泄放、自动腔压泄放 （1 1）具自泄式阀座结构的阀门，阀腔无介质截留；）具自泄式阀座结构的阀门，阀腔无介质截留； （2 2）具）具DIB-1DIB-1双隔离和排放功能的阀门，由于阀腔截双隔离和

31、排放功能的阀门，由于阀腔截留介质，当用于液体或冷凝工况时，阀门应另加装泄压阀；留介质，当用于液体或冷凝工况时，阀门应另加装泄压阀；9 9、放空和排污、放空和排污用于排除阀腔内的污物以及对阀门进行在线密封检测；通用于排除阀腔内的污物以及对阀门进行在线密封检测；通过放空装置可向阀腔注入清洗剂，软化阀腔结垢，并排出过放空装置可向阀腔注入清洗剂，软化阀腔结垢，并排出腔外。腔外。1010、驱动链、驱动链对于驱动链的各部件，其设计承载扭矩至少应为阀门开启对于驱动链的各部件，其设计承载扭矩至少应为阀门开启扭矩的二倍，通常取三至五倍；驱动链应设计过力矩保护，扭矩的二倍，通常取三至五倍；驱动链应设计过力矩保护，

32、且驱动链的最薄弱处应为阀门与驱动装置的连接处。且驱动链的最薄弱处应为阀门与驱动装置的连接处。2021/8/6421111、阀杆的防喷设计、阀杆的防喷设计 阀门必须为防阀杆喷出结构设计，阀门在带压情况下可阀门必须为防阀杆喷出结构设计，阀门在带压情况下可以更换最上部密封。以更换最上部密封。栓接阀颈栓接阀颈焊接阀颈焊接阀颈2021/8/6431212、埋地设计、埋地设计 直埋式阀门应为全焊接管线球阀，盖帽栓接分体式球阀直埋式阀门应为全焊接管线球阀，盖帽栓接分体式球阀由于安全，可靠性差应不予接受。阀门阀杆按用户要求加由于安全，可靠性差应不予接受。阀门阀杆按用户要求加长引至地面，阀杆外保护罩的强度和刚性

33、除满足驱动链的长引至地面，阀杆外保护罩的强度和刚性除满足驱动链的设计要求外，还应考虑地面承载因素。阀体上所有的排污设计要求外，还应考虑地面承载因素。阀体上所有的排污/ /放空，注脂，引压，取气管均应引至地面，与阀体连接放空，注脂，引压，取气管均应引至地面，与阀体连接根部为焊接，且应加装根部阀以备急需；加长驱动链接的根部为焊接，且应加装根部阀以备急需；加长驱动链接的传动偏差不应影响阀门的全开，全关位置。表面的防护应传动偏差不应影响阀门的全开，全关位置。表面的防护应与管道一致。与管道一致。带加长阀杆的带加长阀杆的全焊球阀全焊球阀2021/8/644（五）球阀的密封原理（五）球阀的密封原理n渗漏的因

34、素渗漏的因素 （1）密封副间存在着间隙；）密封副间存在着间隙； （2）密封副两侧存在着压力差（或浓度差），）密封副两侧存在着压力差（或浓度差）， 前者是影响密封性能的最主要因素。密封的基本原理是通前者是影响密封性能的最主要因素。密封的基本原理是通过不同途径阻止物质渗漏。过不同途径阻止物质渗漏。n渗漏量渗漏量 密封副周边单位长度上的渗漏量与毛细孔直径密封副周边单位长度上的渗漏量与毛细孔直径d的四次方、的四次方、流体的密度、密封副两侧间的压差的乘积成正比，与密流体的密度、密封副两侧间的压差的乘积成正比，与密封面宽度成反比。封面宽度成反比。 2021/8/645n密封原理密封原理 当压差达到一定程度

35、，即当压差达到一定程度，即在密封副表面造成一定的在密封副表面造成一定的压紧比压时，此比压将引压紧比压时，此比压将引起阀座弹塑性变形，填塞起阀座弹塑性变形，填塞密封面上的微观不平度以密封面上的微观不平度以阻止流体从密封副间通过。阻止流体从密封副间通过。 n密封型式密封型式 阀前密封时，压差（阀前密封时，压差（P-P1）0 阀后密封时，压差（阀后密封时，压差（P1-P2）02021/8/646（六）密封试验标准（六）密封试验标准1 1 标准标准n国际标准国际标准ISO5280ISO5280工业用阀门压力试验工业用阀门压力试验n我国国家标准我国国家标准GB/T13927GB/T13927通用阀门压力

36、试验通用阀门压力试验n英国标准英国标准BS5417BS5417一般工业阀门的试验一般工业阀门的试验n法国标准法国标准NFE29-311NFE29-311工业用阀门工业用阀门般工业阀门的般工业阀门的试验试验n德国标准德国标准DIN32302DIN32302第三篇，阀门供货技术条件、试第三篇，阀门供货技术条件、试验的汇总验的汇总n日本标准日本标准JIS B 2003JIS B 2003阀门的检验通则阀门的检验通则n苏联标准苏联标准TOCT9544TOCT9544闭路阀的密封性能指标闭路阀的密封性能指标n美国石油学会标准美国石油学会标准API598API598阀门的检验与试验阀门的检验与试验2021

37、/8/6472 2 泄漏量要求泄漏量要求n我国国家标准的规定在试验持续时间内，每个密封副最我国国家标准的规定在试验持续时间内，每个密封副最大的允许渗漏率，对于金属弹性材料的密封副来说，应大的允许渗漏率，对于金属弹性材料的密封副来说，应无可见的渗漏无可见的渗漏 n美国阀门与管件制造商标准化协会美国阀门与管件制造商标准化协会MSS-SP72MSS-SP72一般用法一般用法兰和对焊接的球阀兰和对焊接的球阀中规定，软密封面的球阀不得有明中规定，软密封面的球阀不得有明显可见的渗漏；金属对金属密封面的球阀，密封面上的显可见的渗漏；金属对金属密封面的球阀，密封面上的渗漏量按公称通径计算，最大值为渗漏量按公称

38、通径计算，最大值为1.1cm3/h/cm(1.1cm3/h/cm(空气空气) )，或为或为3.9cm3/h/cm3.9cm3/h/cm（水）。（水）。 3 3 其他泄漏量要求其他泄漏量要求n美国美国API607API607软密封面球阀的耐火试验软密封面球阀的耐火试验，该标准规定：，该标准规定：在阀门耐火试验期间，通过阀门密封面处的最大渗漏量在阀门耐火试验期间，通过阀门密封面处的最大渗漏量（不包括阀盖和阀杆处的渗漏量）应是（不包括阀盖和阀杆处的渗漏量）应是0.39cm3/min/cm0.39cm3/min/cm 2021/8/648（七）球阀的特点（七）球阀的特点 球阀在管路中主要用来做切断、分

39、配和改变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。它具有以下优点介质的流动方向。它具有以下优点 n1 结构简单、体积小、重量轻，维修方便。结构简单、体积小、重量轻，维修方便。n2. 流体阻力小，紧密可靠，密封性能好。流体阻力小，紧密可靠，密封性能好。n3 操作方便，开闭迅速，便于远距离的控操作方便，开闭迅速，便于远距离的控制。制。n4 球体和阀座的密封面与介质隔离，不易球体和阀座的密封面与介质隔离，不易引起阀门密封面的侵蚀。引起阀门密封面的侵蚀。n5 适用范围广，通径从小到几毫米，大到适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。几米，从高真空至高压力都可应用。

40、2021/8/649蝶阀（一）概述（一）概述蝶阀是由阀体、圆盘、阀杆、和蝶阀是由阀体、圆盘、阀杆、和手柄组成。它是采用圆盘式启闭手柄组成。它是采用圆盘式启闭件，圆盘式阀瓣固定于阀杆上，件，圆盘式阀瓣固定于阀杆上，阀杆转动阀杆转动90 即可完成启闭作用。即可完成启闭作用。同时在阀瓣开启角度为同时在阀瓣开启角度为20 75 时，流量与开启角度成线性关系，时，流量与开启角度成线性关系，有节流的特性。有节流的特性。2021/8/650应用应用 市政工程的给、排水系统，火力发电厂、核电站各种供水系统、热市政工程的给、排水系统，火力发电厂、核电站各种供水系统、热力管网及污水处理系统，水电站大型水轮机的进水

41、阀，电力、化力管网及污水处理系统，水电站大型水轮机的进水阀，电力、化工、石油、冶金、船舶、造纸、城市燃气、上下水道、食品工业工、石油、冶金、船舶、造纸、城市燃气、上下水道、食品工业以至原子能和国防工程中，都相继采用蝶阀，而且有向高中压发以至原子能和国防工程中，都相继采用蝶阀，而且有向高中压发展的趋势。展的趋势。适用适用 蝶阀能、煤气及各种气体、蒸汽、干燥粉末、泥浆、果浆及带输送蝶阀能、煤气及各种气体、蒸汽、干燥粉末、泥浆、果浆及带输送和控制的介质有水、凝结水、污水、海水、各种液体、空气悬浮和控制的介质有水、凝结水、污水、海水、各种液体、空气悬浮物的混合物。物的混合物。发展发展n压力等级已有压力

42、等级已有600PSI 600PSI 至至1500PSI 1500PSI 的蝶阀。在的蝶阀。在707080 80 年代，我国年代，我国也曾制造过也曾制造过PN40 PN40 的蝶阀，目前我国已能制造的蝶阀，目前我国已能制造PN100 PN100 乃至更高压力乃至更高压力的蝶阀。的蝶阀。n另外我们所知世界上最大的蝶阀为另外我们所知世界上最大的蝶阀为32 32 英尺（英尺（9.75 9.75 米）。米）。2021/8/651（二）蝶阀的分类和传动（二）蝶阀的分类和传动（1 1）密封机理）密封机理n靠过盈量产生比压压紧。靠过盈量产生比压压紧。n靠直接压力或力矩将密封副压紧如双偏心，三偏心蝶阀，靠直接压

43、力或力矩将密封副压紧如双偏心，三偏心蝶阀，密封环内充气充液。密封环内充气充液。n靠泊松效应利用介质压在密封圈上，上下游压差愈大则靠泊松效应利用介质压在密封圈上，上下游压差愈大则愈易密封；愈易密封；n有时还利用所谓有时还利用所谓肘节效应肘节效应的弹性体，该弹性体中间的弹性体，该弹性体中间断面薄于外径或内径，当压力作用时，结构允许阀座外断面薄于外径或内径，当压力作用时，结构允许阀座外径挠曲而使接触表面密封。径挠曲而使接触表面密封。2021/8/652（2 2）分类）分类n按用途分类：密封和流量调节。按用途分类：密封和流量调节。n按蝶板上转轴位置分：中间轴按蝶板上转轴位置分：中间轴 、单偏置蝶阀、单

44、偏置蝶阀 、双偏、双偏置蝶阀置蝶阀 、三偏置蝶阀、斜轴式蝶阀、三偏置蝶阀、斜轴式蝶阀 、连杆机构蝶阀。、连杆机构蝶阀。 n按安装位置分：水平和垂直按安装位置分：水平和垂直 n按密封材料分：橡胶密封蝶阀，四氟密封蝶阀，金属按密封材料分：橡胶密封蝶阀，四氟密封蝶阀，金属密封蝶阀。密封蝶阀。 （3 3）传动）传动n涡轮蜗杆传动涡轮蜗杆传动 2021/8/653蝶阀蝶阀中心对中心对称板式称板式润滑式润滑式气气 动动电电 动动斜板式斜板式偏置偏置板式板式法兰连接法兰连接对夹连接对夹连接手手 动动蜗轮传动蜗轮传动液液 动动2021/8/654（三）蝶阀的各种型式及优缺点1、密封蝶阀1、密封蝶阀（1 1）中

45、线蝶阀）中线蝶阀n结构结构：一般作成衬胶一般作成衬胶的形式的形式n特点：结构简单，中特点：结构简单，中心对称（心对称（I I 型）双向型）双向密封效果一样，并且密封效果一样，并且流阻较小开关力矩也流阻较小开关力矩也小，因此在中、小型小，因此在中、小型蝶阀上广泛应用。蝶阀上广泛应用。2021/8/655n缺点：但轴头由缺点：但轴头由于经常处于摩擦于经常处于摩擦状态，比其它部状态，比其它部位摩损快，容易位摩损快，容易在此处泄漏，因在此处泄漏，因此衬胶蝶阀中有此衬胶蝶阀中有时在轴头衬有四时在轴头衬有四氟薄膜以减少摩氟薄膜以减少摩擦或增加弹簧以擦或增加弹簧以补偿摩损等。显补偿摩损等。显然，中线型如做然

46、，中线型如做成金属对金属，成金属对金属，要密封有些困难。要密封有些困难。2021/8/656（2 2）单偏心蝶阀）单偏心蝶阀n结构：阀轴偏离了蝶板中心平面产生了一次偏心结构：阀轴偏离了蝶板中心平面产生了一次偏心h h，从，从而蝶板靠阀轴的上下端不再成为回转轴心，消除了上而蝶板靠阀轴的上下端不再成为回转轴心，消除了上下轴端的摩擦摩损产生泄漏。下轴端的摩擦摩损产生泄漏。n特点：密封效果更好，不过两个方向密封效果不一致，特点：密封效果更好，不过两个方向密封效果不一致，一般正向（从阀轴流向密封面）易于密封，反向则由一般正向（从阀轴流向密封面）易于密封，反向则由于没有密封面的支承作用，易于泄漏。但采用橡

47、胶软于没有密封面的支承作用，易于泄漏。但采用橡胶软密封，利用其弹性，可以很好地实现双向密封。密封，利用其弹性，可以很好地实现双向密封。2021/8/657n缺点：缺点： 由于其密封接触机理属于由于其密封接触机理属于“球在圆锥里球在圆锥里“（BALL BALL IN CONEIN CONE）, ,因此蝶板在各开度下总有两点不能脱因此蝶板在各开度下总有两点不能脱离接触，当作为调节用时，此两点将比其它部位离接触，当作为调节用时，此两点将比其它部位磨损更多一些，对密封将产生不利影响。如果作磨损更多一些，对密封将产生不利影响。如果作为金属硬密封，两个正锥配合，在转动蝶板时，为金属硬密封，两个正锥配合，在

48、转动蝶板时，密封面将产生干涉，开关有困难。密封面将产生干涉，开关有困难。2021/8/658（3 3） 双偏心蝶阀双偏心蝶阀n结构：结构： 为了改善单偏心的情况，将阀轴偏移一个距离为了改善单偏心的情况，将阀轴偏移一个距离e e，使轴，使轴心与密封点的连线和密封面成钝角（大于心与密封点的连线和密封面成钝角（大于90 90 度），这度），这样，密封时便不产生干涉，而且越关越紧，产生更大样，密封时便不产生干涉，而且越关越紧，产生更大的密封面压紧力。的密封面压紧力。n特点：特点： 当阀门开启时蝶当阀门开启时蝶 板密封面能迅速板密封面能迅速 与阀座脱离接触与阀座脱离接触 刮擦作用大幅度刮擦作用大幅度 降

49、低，同时可以降低，同时可以 做成金属密封阀。做成金属密封阀。2021/8/659n缺点：缺点： 双偏心蝶阀可以设计成橡胶、四氟、和金属硬密封的型双偏心蝶阀可以设计成橡胶、四氟、和金属硬密封的型式。例如式。例如C C 型型O O 型型U U型属密封环等形式。如果要作成锥型属密封环等形式。如果要作成锥面对锥面金属硬密封而不致于产生干涉，有时二次偏面对锥面金属硬密封而不致于产生干涉，有时二次偏心要做得很大，造成需要很大的偏心力矩，以致开阀心要做得很大，造成需要很大的偏心力矩，以致开阀力矩过大，如何减少偏心距，为此又推出三偏心蝶阀。力矩过大，如何减少偏心距，为此又推出三偏心蝶阀。2021/8/660（

50、4 4）三偏心蝶阀）三偏心蝶阀n结构：人们将正锥角旋转一结构：人们将正锥角旋转一个角度，改为斜锥角，这样个角度，改为斜锥角，这样偏心偏心e e 可以减小，开启力矩可以减小，开启力矩也随之减小。也随之减小。n设计难点：设计难点： 轴心应设置应该采用三维作轴心应设置应该采用三维作运动分析，判断密封副是否运动分析，判断密封副是否会产生干涉。会产生干涉。n结构形式：结构形式： 多层次式；多层次式； U U 形或形或O O 形圈；形圈； 橡胶、四氟等非金蜀材料橡胶、四氟等非金蜀材料n采用非金属弹性密封材料，采用非金属弹性密封材料，是否三偏心？是否三偏心？2021/8/661（5 5）三偏心蝶阀）三偏心蝶

51、阀n蝶板能取出的蝶阀：蝶板能取出的蝶阀： 这种蝶阀密封圈分前后这种蝶阀密封圈分前后两套。当常用的一套损两套。当常用的一套损坏时可以在不卸下整个坏时可以在不卸下整个阀门的情况下更换损坏阀门的情况下更换损坏的密封圈。的密封圈。n四通蝶阀四通蝶阀: : 四个通道，可以用来改四个通道，可以用来改变介质的流向，常用于变介质的流向，常用于电厂凝汽器冷却水的反电厂凝汽器冷却水的反冲洗中。冲洗中。2021/8/662n双阀瓣蝶阀双阀瓣蝶阀 蝶阀蝶板上有双道密封圈，具有进口和出蝶阀蝶板上有双道密封圈，具有进口和出口密封的良好性能。中腔可通水，以加口密封的良好性能。中腔可通水，以加强密封性，可用于介质为水和气体的场强密封性，可用于介质为水和气体的场合，特别适用作真空阀。合，特别适用作真空阀。n三通金属蝶阀：三通金属蝶阀：2021/8/663n缓闭蝶阀缓闭蝶阀( (液控液