阀门典型结构与工作原理

1、阀门典型结构及工作原理 温职院阀门教研室温职院阀门教研室 董金新董金新 【阀门常识阀门常识】课程课程2-12-1v阀门常用零部件术语v闸阀分类、典型结构及工作原理v球阀分类、典型结构及工作原理v截止阀分类、典型结构及工作原理v蝶阀分类、典型结构及工作原理v止回阀分类、典型结构及工作原理v旋塞阀分类、典型结构及工作原理v安全阀、减压阀、调节阀等其他阀门1 1 阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语 主要介绍常见的各种阀门零件，包括主要介绍常见的各种阀门零件，包括阀体阀体、阀盖阀盖、阀座阀座、启闭件启闭件、阀杆阀杆、支架支架、阀杆螺母阀杆螺母、填料

2、填料及及填料函填料函、填料压盖填料压盖、上密封座上密封座等零件。等零件。 以闸阀的一种常见典型结构为例，对阀门零部件名称术以闸阀的一种常见典型结构为例，对阀门零部件名称术语进行介绍。语进行介绍。阀体body阀盖bonnet支架yoke手轮handwheel阀杆 stem 闸阀的一种常见典型结构闸阀的一种常见典型结构阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语阀体阀体阀座阀座闸板闸板阀杆阀杆阀盖阀盖上密封座上密封座填料压盖填料压盖阀杆螺母阀杆螺母点击链接闸阀动画演示点击链接闸阀动画演示闸阀定义：闸阀定义： 闸阀（闸阀（Gate valveGate valve）是一种启闭件（闸板）由阀杆带动，沿阀

3、座）是一种启闭件（闸板）由阀杆带动，沿阀座（密封面）作直线升降运动的阀门。闸阀在开启或关闭的过程中，启闭件（密封面）作直线升降运动的阀门。闸阀在开启或关闭的过程中，启闭件（闸板）的运动方向与通道内介质的流动方向（或通道轴线）相垂直。（闸板）的运动方向与通道内介质的流动方向（或通道轴线）相垂直。 闸阀由阀体、阀盖、闸板、阀杆、阀座、支架、上密封座等零件组成。闸阀由阀体、阀盖、闸板、阀杆、阀座、支架、上密封座等零件组成。闸阀的的结构分类很多。手轮闸阀的的结构分类很多。手轮( (或其他驱动装置或其他驱动装置) )逆时针旋转时，带动阀杆逆时针旋转时，带动阀杆螺母转动，然后阀杆螺母带动阀杆上升，阀杆带动

4、闸板向上升起，直到闸螺母转动，然后阀杆螺母带动阀杆上升，阀杆带动闸板向上升起，直到闸板全部开启，则阀体通道两端介质流通；当手轮顺时针转动则阀杆螺母带板全部开启，则阀体通道两端介质流通；当手轮顺时针转动则阀杆螺母带动阀杆下降，从而带动闸板下降，直到全部关闭，则阀体通道介质阻止流动阀杆下降，从而带动闸板下降，直到全部关闭，则阀体通道介质阻止流通。通。闸阀工作原理：闸阀工作原理：手轮的旋向规定？手轮的旋向规定？ 阀体阀体(body)(body)与管道直接连接与管道直接连接, ,并控制介质流动方向的阀门承压零件。并控制介质流动方向的阀门承压零件。直通式直通式角角 式式阀门常用零部件名称术语阀门常用零部

5、件名称术语直流式直流式阀盖阀盖(bonnet,cover,cap,lid)(bonnet,cover,cap,lid)与阀体相连并与阀体构成压力腔的主要零件与阀体相连并与阀体构成压力腔的主要零件 阀盖图例阀盖图例阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语并非所有的阀门都有阀盖并非所有的阀门都有阀盖支架支架(Yoke)(Yoke)在阀盖或阀体上，用于支承传动机构或阀杆螺母的零件。在阀盖或阀体上，用于支承传动机构或阀杆螺母的零件。 阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语 闸阀支架图例闸阀支架图例1 1DN200DN200一般采用分离式支架一般采用分离式支架 闸阀支架图例闸阀支架图例2 2D

6、N200DN200一般采用整体式支架一般采用整体式支架 支架的结构形状比较多样。止回阀、安全阀等自动阀门不支架的结构形状比较多样。止回阀、安全阀等自动阀门不需支架。需支架。 启闭件启闭件(Disc)(Disc)用于截断或调节介质流动的零件的统称用于截断或调节介质流动的零件的统称。闸板闸板闸阀中的启闭件，其型式有单闸板、双闸板、弹性闸板等闸阀中的启闭件，其型式有单闸板、双闸板、弹性闸板等蝶板蝶板蝶阀中的启闭件蝶阀中的启闭件阀瓣阀瓣截止阀、止回阀、节流阀等阀门中的启闭件截止阀、止回阀、节流阀等阀门中的启闭件球体球体球阀中的启闭件球阀中的启闭件阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语密封面密封面

7、(Sealing face)(Sealing face) 启闭件与阀座启闭件与阀座( (或阀体或阀体) )紧密结合，起密封作用的两个接触面紧密结合，起密封作用的两个接触面 阀座（阀座（SeatSeat）安装在阀体上与启闭件组成密封副的零件安装在阀体上与启闭件组成密封副的零件 阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语金属密封阀门：金属密封阀门：启闭件密封面与阀座密封面的材料均为金属的阀门。启闭件密封面与阀座密封面的材料均为金属的阀门。软密封阀门：软密封阀门：启闭件密封面与阀座密封面的材料至少有一种为非金属启闭件密封面与阀座密封面的材料至少有一种为非金属 的阀门，如橡胶与金属、塑料与金属等的阀

8、门，如橡胶与金属、塑料与金属等填料函填料函(stuffing box)(stuffing box)在阀盖在阀盖( (或阀体或阀体) )上，充满填料，用来阻止介质由阀杆处泄漏上，充满填料，用来阻止介质由阀杆处泄漏的一种结构的一种结构 填料填料(Packing)(Packing)装入填料函中，阻止介质从阀杆处泄漏的填充物装入填料函中，阻止介质从阀杆处泄漏的填充物 填料压盖填料压盖(Gland)(Gland)用以压紧填料达到密封的零件用以压紧填料达到密封的零件 阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语柔性石墨填料柔性石墨填料阀杆阀杆(Stem)(Stem)将启闭力传递到启闭件上的主要零件将启闭力

9、传递到启闭件上的主要零件 阀杆螺母阀杆螺母(Stem nut)(Stem nut)与阀杆螺纹构成运动副的零件与阀杆螺纹构成运动副的零件 阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语传动螺纹采传动螺纹采用何种螺纹，用何种螺纹，旋向为左旋旋向为左旋还是右旋还是右旋？ 上密封上密封(Back seal)(Back seal) 当阀门全开时，阻止介质向填料函处渗透的一种密封当阀门全开时，阻止介质向填料函处渗透的一种密封结构。并非所有的阀门都具有上密封结构。结构。并非所有的阀门都具有上密封结构。阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语 当阀门要求具有上密封结构时，一般在阀盖上安装上密封座当阀门要求具

10、有上密封结构时，一般在阀盖上安装上密封座（backseatbackseat）或阀盖上加工出密封面，与阀杆上的密封面共同组成）或阀盖上加工出密封面，与阀杆上的密封面共同组成密封副。密封副。其他零件其他零件手轮手轮（handwheelhandwheel）或手柄或手柄（leverlever）阀门常用零部件名称术语阀门常用零部件名称术语螺栓（螺栓（boltsbolts）、螺母（）、螺母（nutsnuts）活节活节螺栓（螺栓（eyeboltseyebolts）弹簧弹簧（springspring）销轴销轴（pinpin）垫片垫片（gasketgasket）在各种类型的阀门中，闸阀是应用最广泛的一种。闸阀在

11、各种类型的阀门中，闸阀是应用最广泛的一种。闸阀在管路上主要作为切断介质用，即全开或全关使用，可以适在管路上主要作为切断介质用，即全开或全关使用，可以适用低温低压也可以适用于高温高压，并可根据阀门的不同材用低温低压也可以适用于高温高压，并可根据阀门的不同材质用于各种不同的介质。质用于各种不同的介质。2 2 闸阀分类与典型结构闸阀分类与典型结构14 闸阀有各种不同的结构，可以按不同的方法进行闸阀有各种不同的结构，可以按不同的方法进行分类。分类。按闸板的结构形式分类按闸板的结构形式分类按阀杆的结构分类按阀杆的结构分类按用途分类按用途分类按主要参数分类（压力、尺寸、温度）按主要参数分类（压力、尺寸、温

12、度）按连接形式分类按连接形式分类按驱动方式分类按驱动方式分类按阀体材质分类按阀体材质分类闸阀分类闸阀分类闸阀分类闸阀分类楔式闸板闸阀楔式闸板闸阀 楔式弹性单闸板闸阀楔式弹性单闸板闸阀 楔式刚性单闸板闸阀楔式刚性单闸板闸阀 楔式刚性双闸板闸阀楔式刚性双闸板闸阀平行式闸板闸阀平行式闸板闸阀 平行式单闸板闸阀平行式单闸板闸阀 平行式双闸板闸阀平行式双闸板闸阀按闸板的结构形式分类按闸板的结构形式分类分分楔式楔式和和平行式平行式闸板闸阀闸板闸阀闸阀分类闸阀分类楔式刚性闸板示意图楔式刚性闸板示意图楔式弹性闸板示意图楔式弹性闸板示意图 闸板的两侧密封面成楔形的闸阀（与闸板的两侧密封面成楔形的闸阀（与管道轴线

13、成一角度）。管道轴线成一角度）。楔式闸板闸阀楔式闸板闸阀楔式闸阀的密封原理楔式闸阀的密封原理：靠楔形闸板上的两密封面和阀靠楔形闸板上的两密封面和阀体体阀座阀座上的两密封面楔入时的紧密结合来达密封上的两密封面楔入时的紧密结合来达密封，其，其目的是为了提高辅助的密封载荷目的是为了提高辅助的密封载荷，以使金属密封的楔以使金属密封的楔式闸阀既能对高介质压力式闸阀既能对高介质压力, ,也能对低介质压力进行密封。也能对低介质压力进行密封。金属密封的楔式闸阀由楔入作用金属密封的楔式闸阀由楔入作用所产生的进口端密封比压受到介所产生的进口端密封比压受到介质的作用力往往不足以达到进口质的作用力往往不足以达到进口端

14、密封端密封. .所以说金属密封楔式闸阀所以说金属密封楔式闸阀属属单面强制密封单面强制密封。wedge gate valvewedge gate valve 闸阀分类闸阀分类楔式弹性闸板照片楔式弹性闸板照片闸阀分类闸阀分类 楔半角的大小主楔半角的大小主要取决于介质的温度要取决于介质的温度和通径的大小，一般和通径的大小，一般介质温度越高，通径介质温度越高，通径越大，所取楔半角越越大，所取楔半角越小。小。 常见的楔形闸板其常见的楔形闸板其楔半角为楔半角为2 25252和和5 5两种。两种。 楔式闸板闸阀楔式闸板闸阀 使用条件或要求密封性能可靠，在高压、高压截止（压差使用条件或要求密封性能可靠，在高压

15、、高压截止（压差大）、低压截止（压差小）、低噪声、有气穴和汽化现象、大）、低压截止（压差小）、低噪声、有气穴和汽化现象、高温介质、低温（深冷）时，推荐使用楔式闸阀。高温介质、低温（深冷）时，推荐使用楔式闸阀。优点：优点：提高密封性能，即能实现对高介质压力密封，又适应于低介提高密封性能，即能实现对高介质压力密封，又适应于低介质压力密封。质压力密封。闸板在关闭之前不与阀座磨擦，从而闸板在关闭之前不与阀座磨擦，从而减少减少密封面密封面磨损磨损。缺点：缺点：密封面易夹杂流动介质中固体颗粒；密封面易夹杂流动介质中固体颗粒；阀杆的阀杆的热膨胀热膨胀可能使密封面产生过载；可能使密封面产生过载；闸板不能设置导

16、流孔。闸板不能设置导流孔。闸阀分类闸阀分类平行式闸板示意图平行式闸板示意图平行式闸板闸阀平行式闸板闸阀parallel gate valveparallel gate valve parallel slide valveparallel slide valve 闸板的两侧密封面相互平行的闸阀（与闸板的两侧密封面相互平行的闸阀（与管道轴垂直）。管道轴垂直）。无导流孔单闸板无导流孔单闸板无导流孔双闸板无导流孔双闸板 带导流孔单闸板带导流孔单闸板适用于长输管线的原油输送及成品油的输送适用于长输管线的原油输送及成品油的输送无导流孔平板闸板无导流孔平板闸板适用于天然气开采和净化的长输管线适用于天然气开采

17、和净化的长输管线带导流孔平板闸板带导流孔平板闸板闸阀分类闸阀分类 平行式闸板闸阀特点平行式闸板闸阀特点优点：优点： 流体阻力小流体阻力小 带导流孔可起清管作用带导流孔可起清管作用 不会因为阀杆热伸长而导致过载。不会因为阀杆热伸长而导致过载。缺点：缺点： 当介质压力较低时，金属密封面的密封力不足以达到满意的密封性能；当介质压力较低时，金属密封面的密封力不足以达到满意的密封性能； 当介质压力高时，经常启闭可能使密封面磨损过大；当介质压力高时，经常启闭可能使密封面磨损过大； 闸板在切断高速和高密度介质时，会产生剧烈振动；闸板在切断高速和高密度介质时，会产生剧烈振动； 在圆形流道上横向运动的圆形闸板只

18、有当它处在阀门关闭位置的在圆形流道上横向运动的圆形闸板只有当它处在阀门关闭位置的50%50%时，时，才对流量的控制较敏感。才对流量的控制较敏感。 弹性浮动的阀座与闸板在启闭过程中始终相互帖合，擦弹性浮动的阀座与闸板在启闭过程中始终相互帖合，擦拭介质中的颗粒物质拭介质中的颗粒物质。闸阀分类闸阀分类明杆闸阀明杆闸阀（升降杆闸阀）（升降杆闸阀） 阀杆作直线运动，其传动螺纹在体腔外部的闸阀阀杆作直线运动，其传动螺纹在体腔外部的闸阀。按阀杆的形式分类按阀杆的形式分类分分明杆明杆闸阀和闸阀和暗杆暗杆闸阀闸阀（定义见定义见GB/T 21465GB/T 2146520082008 ）暗杆闸阀暗杆闸阀（旋转旋转

19、杆闸阀）杆闸阀） 传动传动螺螺纹纹在体在体腔腔内与介质接触，通过旋转阀杆来内与介质接触，通过旋转阀杆来实现闸板启闭的闸阀。实现闸板启闭的闸阀。闸阀分类闸阀分类 通过旋转阀杆螺母带动阀杆升通过旋转阀杆螺母带动阀杆升降（不旋转）来实现闸板启闭降（不旋转）来实现闸板启闭，且传动螺纹在体腔外部的闸阀。且传动螺纹在体腔外部的闸阀。明杆闸阀明杆闸阀（升降升降杆闸阀）杆闸阀）明杆闸阀示意图明杆闸阀示意图特点：特点： 闸板开度清楚闸板开度清楚 阀杆螺纹与阀杆螺母不与介阀杆螺纹与阀杆螺母不与介质接触，不受介质温度和腐蚀性质接触，不受介质温度和腐蚀性的影响。的影响。闸阀分类闸阀分类暗杆闸阀暗杆闸阀（旋转旋转杆闸阀

20、）杆闸阀）特点：特点： 阀门的高度尺寸小，但它的启闭阀门的高度尺寸小，但它的启闭行程难以控制，需增加指示器行程难以控制，需增加指示器。 阀杆螺纹及阀杆螺母与介质接触，阀杆螺纹及阀杆螺母与介质接触，要受介质温度和腐蚀性的影响，要受介质温度和腐蚀性的影响，因而适用于非腐蚀性介质以及外因而适用于非腐蚀性介质以及外界环境条件较差的场合。界环境条件较差的场合。 闸阀分类闸阀分类（在阀门概述中已进行介绍）（在阀门概述中已进行介绍） 按阀体材料的成型方式分类：铸造闸阀、锻造闸阀；按阀体材料的成型方式分类：铸造闸阀、锻造闸阀； 按用途分类：低温闸阀、电站高温高压闸阀、核电闸按用途分类：低温闸阀、电站高温高压闸

21、阀、核电闸阀等等。阀等等。 按主要参数分类（公称压力、公称尺寸、工作温度）按主要参数分类（公称压力、公称尺寸、工作温度） 按连接形式分类按连接形式分类 按驱动方式分类按驱动方式分类闸阀其他分类方法闸阀其他分类方法闸阀分类闸阀分类闸阀的典型外观结构图闸阀的典型外观结构图闸阀典型结构闸阀典型结构 钢制闸阀钢制闸阀Class150Class150闸阀闸阀的典型结构的典型结构闸阀典型结构闸阀典型结构特点：特点： 阀体中腔采用阀体中腔采用扁形结构（方形）扁形结构（方形）Class150闸阀三维设计图闸阀三维设计图闸阀典型结构闸阀典型结构钢制闸阀钢制闸阀Class300钢制闸阀钢制闸阀的典型外观结构的典型外观结构闸阀典型结构闸阀典型结构钢制闸阀钢制闸阀PN16钢制闸阀的典型结构钢制闸阀的典型结构闸阀典型结构闸阀典型结构低温闸阀低温闸阀 低温闸阀的典型结构低温闸阀的典型结构闸阀典型结构闸阀典型结构特点：特点： 阀门颈部采用加长阀杆结构。阀门颈部采用加长阀杆结构。 闸板具有自卸压结构。闸板具有自卸压结构。电动闸阀电动闸阀 电动闸阀的典型结构电动闸阀的典型结构闸阀典型结构闸阀典型结构波纹管闸阀波纹管闸阀波纹管闸阀的用途与特点波纹管闸阀的用途与特