阀门知识简介

1、第一章 阀门 1目录1.1 概述1.2 截断阀和节流阀1.3 调节阀1.4 止回阀1.5 安全阀1.6 减压阀1.7 疏水阀1.8 高温、高压阀1.9 爆破阀1.10 阀门驱动装置1.11 核级阀门1.12 阀门P&ID图例符号21.1 概述1.1. 1阀门的基本性能阀门是一种管路附件，用来改变通路截面、介质流动方向、调节和控制流量和压力等等。具体来讲，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、控制管路中的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。 3.改变管路中介质的流动方向。如分配阀、三通旋塞阀、三通或四通球阀等。 4.阻

2、止管路中介质倒流。如各种不同结构的止回阀、底阀、断流阀等。 5.分离介质。如各种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.其他特殊用途。如温度调节阀、过流保护紧急切断阀等。在上述各种通用的阀门中，用于接通和截断管路中介质流动的阀门，其使用数量约占全部阀门总数的80 %。31.1 概述1.阀门的结构 阀门的结构随阀门的类型、品种和用途有很大的差别，它们的部件数量和形式也不一样。一般来讲，不论何种阀门，都应该具有阀体、阀堵、阀盖、阀杆、传动装置等部件。具体阀门结构，将在下节的各种阀门的具体介绍中予以叙述。1.1.2 阀门的结构和类型41.1 概

3、述阀门的种类很多，可从不同的角度进行分类，常用的有如下几种: (1)按动力分类 (2)按结构特性分类 (3)按用途和作用分类 (4)按操作方法分类 (5)按主要参数分类 (6)通用分法法1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型51.1 概述 (1)按动力分类 1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型自动阀门 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。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、隔膜阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。 61.1 概述 (2)按结构特性分类1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型截门形 关闭件沿着阀座中

4、心线移动； 闸门形 关闭件沿着垂直于阀座的中心线移动； 旋塞形 关闭件是柱塞或球，围绕本身的中心线旋转； 旋启形 关闭件围绕阀座外的一个轴旋转； 蝶形 关闭件是圆盘，围绕阀座内的轴旋转。 71.1 概述(3)按用途和作用分类1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型截断用 用来切断或接通管路介质。如闸阀、截止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀等。 调节用 用来调节介质的压力或流量。如调节阀、节流阀、减压阀等。 止回用 用来防止介质倒流。如止回阀。 分配用 用来改变介质的流向，起分配作用。如三通球阀、三通截止阀等。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。如安全阀等。 81.1

5、 概述 (4) 按操纵方法分类 1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型手动阀门 借助手轮、手柄、齿轮、蜗轮等，由人力来操纵的阀门； 电动阀门 借助电力来操纵的阀门； 液动阀门 借助水、油等液体，传递外力来操纵的阀门。 91.1 概述(5) 按主要参数分类 按压力分类 1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型真空阀 工作压力低于标准大气压的阀门。 低压阀 公称压力PN 1.6 MPa的阀门。 中压阀 公称压力PN = 2.5 6.4 MPa的阀门。高压阀 公称压力PN = 10.0 80.0 MPa的阀门。 超高压阀 公称压力PN 100.0 MPa的阀门。 101.1 概述(5) 按主要

6、参数分类 按介质工作温度分类 1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型高温阀 t450的阀门； 中温阀 120t450的阀门； 常温阀 40t120的阀门； 超低温阀 t-100的阀门。 111.1 概述(5) 按主要参数分类 按阀体材料分类 1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型非金属材料阀门 如陶瓷阀门、玻璃钢阀、塑料阀门等。 金属材料阀门 如铜合金阀、钛合金阀门、碳钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门等。金属阀体衬里阀门 如衬铅阀门、衬橡胶阀门、衬塑料阀门等。 121.1 概述 (6)通用分类法 1.1.2 阀门的结构和类型2.阀门的类型 这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目

7、前国内、国际最常用的分类方法。核电阀门也采用此种分类法。 一般分为：闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、节流阀、安全阀、减压阀、疏水阀、调节阀。 131.1 概述1.1.3.1阀门的基本参数阀门的主要参数有:公称尺寸(公称通径)、公称压力、试验压力、工作压力、结构长度、法兰尺寸、螺纹规格等。1.阀门的公称尺寸(公称通径)阀门的公称尺寸是管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸。公称尺寸是供参考用的一个方便的圆整数，与加工尺寸仅呈不严格的关系。公称尺寸用“DN”后面紧跟一个整数数字标志，如公称尺寸200应标为DN200。2.阀门的公称压力阀门的公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关

8、的标识代号，是仅供参考用的一个方便的圆整数。同一公称压力(PN)值所标示的公称尺寸(通径)(DN)的所有管路附件具有与端部连接形式相适应的同一连接尺寸。PN的单位以MPa表示。 1.1.3 阀门的基本参数及型号141.1 概述1.1.3.1阀门的基本参数3.阀门的工作压力阀门的工作压力是指阀门在工作状态下的压力，它与阀门的材质和介质温度有关，用P表示，并在P字的右下角加角注，角注为介质最高温度除以10所得的整数。例如，介质最高温度为425的工作压力用P42表示，单位为MPa 。4.阀门的结构长度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，其单位为mm。5.阀门的法兰尺寸

9、阀门的法兰尺寸是保证阀门能够在安装管路上互换的重要条件之一。6. 适用介质：按照选用材料和结构型式不同，各种型号的阀门都有一定的适用介质，在选用时应给与考虑。1.1.3 阀门的基本参数及型号151.1 概述1.1.3.2 阀门的型号阀门的型号是用来表示阀门类型、驱动及连接形式、密封圈材料和公称压力等要素的，国家对阀门产品型号的编制方法做了统一规定。阀门产品的型号是由七个单元组成，用来表明阀门类别、驱动种类、连接和结构形式、密封面或衬里材料、公称压力及阀体材料。阀门型号的组成由七个单元顺序组成如下所示：1.1.3 阀门的基本参数及型号161.1 概述在压水堆核电厂中，阀门是应用最多的通用机械设备

10、，而且阀门的种类很多，功能各异。它们根据生产要求安装在各种管路、设备和系统中，执行工艺生产中的各项任务。 在核电厂中阀门种类虽然很多，但按其功能(用途)大致可分为下列几种: 1.用于截断、节流的有:闸板阀、截止阀、蝶阀、隔膜阀、针形阀、球阀等。 2.用于控制和调节流量和压力的有:调节阀、V形开口球阀、针形阀、温度调节阀等。 3.用于防止超压保护的有:安全阀、安全排放阀。 4.用于单向保护防止逆流和过流保护紧急切断的有:止回阀、底阀、过流保护紧急切断阀(断流阀)。 5.用于压力调节的有:减压阀、减压调节阀、排放减压阀(释放阀)。 6.用于阻汽排水及排除不凝性气体以提高蒸汽效能的有:蒸汽疏水阀、空

11、气疏水阀。 7.用于高温、高压的有:高温、高压阀。 为了适应压水堆核电厂高度自动化生产的需要，在阀门的操纵上，除手动操纵外，还大量采用了远距离电动、气动、液压自动控制阀门操纵装置。1.1.4 核电厂中的阀门171.2 截断阀和节流阀1. 2. 1. 1 闸阀的类型1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围闸阀可分为两大类四种型式:1.斜座闸阀斜座闸阀又分为:(1)单闸板式(整体式)，通常称为楔式单板闸阀，如图1-1, ( a)所示。(2)双闸板式(双盘式)，通常称为楔式双板闸阀，如图1-1, (b)所示。181.2 截断阀和节流阀1. 2. 1. 1 闸阀的类型1.2.1 闸阀的类型、结构、

12、特性和使用范围2.平行座闸阀平行座闸阀又分为:(1)自由膨胀式，通常称为平行双板膨胀式闸阀，如图1-2, ( a)所示。(2)止动装置式，通常称为平行双板楔止式闸阀，又叫楔止动式，如图1-2, ( b)所示。191.2 截断阀和节流阀1. 2. 1. 2 闸阀的结构1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围闸阀的结构如图1-3所示，其中，图1-3(a)平行双板楔止式闸阀，图1-3 (b)楔式单板闸阀，核电站主蒸汽回路采用的就是这种斜座式楔式单板闸阀。201.2 截断阀和节流阀1. 2. 1. 2 闸阀的结构1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围阀体（壳体）：经过机加工的阀体内，可装或不

13、装阀座环；阀盖：阀盖用螺栓或螺纹固定在阀体上，并支撑传动杆（阀杆）的密封装置及操纵机构；闸板：闸板有单板和双板两种，与传动杆（阀杆）连接；阀杆和传动装置：由阀杆、阀杆螺母、手轮等组成的传动系统。由固定在阀盖上的支架或圆柱体支撑。阀杆常采用外部螺纹，按螺纹部位和传动结构，可分为明杆式和暗杆式两种；一种是明杆式：传动螺纹在阀杆上部，配合螺纹套（阀杆螺母）在支架内，阀杆在安装座内上下运动并带动闸板上下移动。另一种为暗杆式：传动螺纹在阀杆的下部，并与闸板中心内螺纹啮合，随着传动杆的转动，带动闸板在阀体内上下移动，而传动杆则无上下运动。密封：闸板和阀座面之间的密封为镜面密封。阀杆和阀体的密封，通常采用各

14、种类型的填料密封，用的最多的是填料函、填料压盖密封装置。密封垫材料的选用应根据流体的温度、压力、物化性质及阀杆运动速度等因素综合而定。211.2 截断阀和节流阀1. 2. 1. 3 斜座式闸阀1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围1.楔式单板闸阀(整体式或单闸板式)，如图1-4 ( a)所示。 闸板是整体铸造或锻造件，闸板与斜支承座面的角一致，因此斜面契合封闭时确保了完好的密封性。其斜度可以防止阀杆在打开时受力过大。根据使用压力，一般闸板的形状是扁平、圆柱-球形(高压)。 由于闸板不能适应阀体的变形，不能用于介质温度将导致阀体热变形以及压力将导致阀体机械变形的工况。适用于温度、压力变化不

15、大的介质。221.2 截断阀和节流阀1. 2. 1. 3 斜座式闸阀1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围2.楔式双板闸阀(双闸板式)，如图1-4 ( b)所示。 这种闸阀由两个分开的闸板铰接而成，两闸板之间可以有微小的位移，以适应阀体的变形。铰接的形式有: (1)闸板本身加工成球头，两闸板相互支承; (2)借助一个大直径的球形件，该件位于两闸板内加工的球形槽内。 这种闸阀只适用于低压饱和蒸汽介质。 231.2 截断阀和节流阀1.2.1.4 平行座式闸阀1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围1.平行双板膨胀式闸阀(自由膨胀式闸阀)，如图1-2 (a), 1-5(a)所示。 阀堵件由

16、两个独立的圆盘或闸板组成，阀中用弹簧将两个闸板隔开，并使闸板压在阀体内的平行支承座上。阀门关闭时，闸板在座内可自由位移，两个闸板在各自弹簧的推力下，不足以保证密封。在管路系统中，当阀门关闭时，流体的压力使压力侧的闸板离开支承座，而使无压侧的闸板压紧其支承座，流体压力越大，闸板压得越紧，从而保证了密封性。 这种阀门的优点是对热变形不敏感，适用于高温高压管路(水和蒸汽)工况，一般不用于低压管路。241.2 截断阀和节流阀1.2.1.4 平行座式闸阀1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围 2.平行双板楔止式闸阀(楔止动式闸阀)，如图1-2 (b), 1-5 (b)所示。 阀堵件由两个闸板构成，

17、在闭合位置上，闸板由契子锁定。通常锁定方式有两种: (1)单斜面楔止式:两个闸板通过位于中间斜面的相对位移，增大两闸板间距，使两闸板压紧在各自的支承座面上，如图1-3 ( a)和图1-5 (b)所示。 (2)中央楔止式:两闸板在闭合位置上，在两闸板中央由一个或几个楔子锁定，如图1-5 (c)所示。这种闸阀的优点是便于脱契开启，用于低压饱和蒸汽回路中。251.2 截断阀和节流阀1. 2. 1. 5 闸阀的特性和使用范围1.2.1 闸阀的类型、结构、特性和使用范围闸阀总的特性是流阻小，通常用于全关或全开状态，不得用该阀调节介质流量和压力，密封性能较截止阀好，明杆式尚可根据阀杆升降高度调节启闭高度；

18、缺点是结构较截止阀复杂，密封面易磨损，不易修理。闸阀适于制成大口径的阀门，除用于蒸汽、油品等介质外，还适用于含有粒状固体物及粘度较大的介质，并适用于作放空阀和低真空系统的阀门。261.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围蝶阀的品种很多，并有多种分类方法，一般按密封结构形式分类，现介绍如下:1.中心(中线)密封蝶阀中心密封蝶阀的典型密封结构如图1-6所示，其密封原理为:阀板加工时保证其密封面具有合适的表面粗糙度，合成橡胶阀座在模压成形时形成合适的密封面表面。阀门关闭时，通过阀板的转动，阀板的外圈密封面挤压合成橡胶阀座圈，使合成橡胶阀

19、座产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压来保证阀门的密封。271.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围2.单偏心密封蝶阀 图1-10所示为一种典型的单偏心蝶阀结构。 (1)结构特点。阀板的回转中心(即阀门轴中心)位于阀体的中心线上，且与阀板截面形成一个口尺寸偏置。 (2)密封原理。由于阀板的回转中心(即阀门轴中心)与阀板的密封截面按口偏心设置，使阀板与阀座上的密封面形成一个完整的整圆，因而在加工时更易保证阀板与阀座密封面的表面粗糙度值。281.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性

20、和使用范围2.单偏心密封蝶阀 由图1-10的A-A剖视图可见，当单偏心密封蝶阀处于完全开启状态时，其阀板密封面完全脱离阀座密封面，在阀板密封面与阀座密封面之间形成一个间隙x，这类蝶阀的阀板从0 90开启时，阀板的密封面会逐渐脱离阀座的密封面。通常，当阀板从0转动至2025开启时，阀板的密封面即可完全脱离阀座的密封面，从而使蝶阀启闭过程中，阀板与阀座的密封面之间相对机械磨损与挤压大为降低，蝶阀的密封性能得以提高。 当关闭蝶阀时，通过阀板的转动，阀板的外圈密封面逐渐接近并挤压聚四氟乙烯阀座，使聚四氟乙烯阀座产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压保证蝶阀的密封。(3)单偏心密封蝶阀的特性 l)结构较中

21、心密封蝶阀复杂，成本高;2)密封性能较中心密封蝶阀好;3)使用寿命较中心密封蝶阀更长，使用压力也较高。291.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围3.双偏心密封蝶阀双偏心密封蝶阀如图1-12所示，它是一种典型的双偏心密封蝶阀结构。(1)结构特点。阀板回转中心(即阀门轴中心)与阀板密封截面形成一个尺寸口偏置，并与阀体中心线形成一个尺寸b偏置。301.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围3.双偏心密封蝶阀(2)密封原理。由于在单偏心密封蝶阀的基础上将阀板回转中心(即阀门轴

22、中心)再与阀体中心线形成一个尺寸b偏置，其偏置后的结果由图1-12的A-A剖视图可见，当双偏心自密封蝶阀处于完全开启状态时，其阀板密封面会完全脱离阀座密封面，并且在阀板密封面与阀座密封面之间形成一个比单偏心密封蝶阀中x间隙更大的间隙y。而由图1-13可见，由于尺寸b偏置的出现，还会使阀板的转动半径分为长半径转动和短半径转动，在长半径转动的阀板大半圆上，阀板密封面转动轨迹的切线会与阀座密封面形成一个角，使阀板启闭时阀板密封面相对阀座密封面有一个渐出脱离和渐入挤压的作用，从而更为降低阀板启闭时蝶阀密封副两密封面之间的机械磨损和磨伤。311.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1

23、.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围3.双偏心密封蝶阀这种蝶阀的阀板从0 90开启时，阀板的密封面会比单偏心密封蝶阀更快地脱离阀座密封面。通常，当阀板从0转动至812时阀板密封面即可完全脱离阀座密封面，从而使蝶阀在启闭过程中，阀板与阀座的密封面之间相对机械磨损、挤压转角行程更短，使机械磨损挤压变形更为降低，蝶阀的密封性能更为提高。 当关闭蝶阀时，通过阀板的转动，阀板的外园密封面逐渐接近并挤压聚四氟乙烯弹簧钢丝复合阀座，使其产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压保证密封。其中采用弹簧钢丝缠绕聚四氟乙烯的作用在于使阀座具有更大、更好的弹性。(3)双偏心密封蝶阀的特性1)结构较单偏心密封蝶阀复杂

24、，成本稍高;2)密封性能较单偏心密封蝶阀更好;3)使用寿命较单偏心密封蝶阀更长，使用压力也较高。321.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围4.三偏心密封蝶阀三偏心密封蝶阀的典型结构如图1-1 5所示。(1)结构特征。阀板回转中心(即阀门轴中心)与阀板密封面形成一个尺寸口偏置，并与阀体中心线形成一个尺寸b偏置;阀体密封面中心线与阀座中心线(即阀体中心线)又形成一个角度为角的偏置。331.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围4.三偏心密封蝶阀(2)密封原理。由于在双偏心

25、密封的基础上，将阀座中心线再与阀体密封面中心线形成一个角偏置，偏置后的结果由图1-16的A-A剖视图可见，当三偏心密封蝶阀处于完全开启状态时，其阀板密封面会完全脱离阀座密封面，并且在阀板密封面与阀座密封面之间形成一个与双偏心密封蝶阀相同的间隙y，而由图1-17可见，由于角偏置的形成会使长、短半径转动的阀板大、小半圆上，阀板密封面转动轨迹的切线与阀座密封面形成一个1角 2角。使阀板启闭时阀板密封面相对于阀座密封面形成渐出脱离和渐入压紧，从而彻底消除了阀板启闭时蝶阀密封副两密封面之间的机械磨损和磨伤。341.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性

26、和使用范围4.三偏心密封蝶阀(2)密封原理。这类蝶阀从090开启时，阀板的密封面会在开启的瞬间立即脱离阀座密封面，在其900关闭时，只有在关闭的瞬间其阀板密封面才会接触并压紧阀座密封面。由图1-17可见，由于1、 2角的形成，使蝶阀关闭时，其密封副两密封面之间的密封比压可以由常规蝶阀的阀座弹性产生改为外加于阀门轴的驱动转距产生，不仅消除了常规蝶阀中弹性阀座弹性材料老化、冷流、弹性失效等因素造成的密封副两密封面之间的密封比压降低和消失，而且可以通过对外加驱动转距的改变实现对其密封比压的任意调整，从而使三偏心密封蝶阀的密封性能和使用寿命得到大大的提高。351.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1

27、 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围4.三偏心密封蝶阀(3)三偏心密封蝶阀的特性。1)密封副结构更复杂，制造难度 大，成本高;2)密封性能非常好;3)使用寿命特别长，使用压力高。361.2 截断阀和节流阀1. 2. 2. 1 蝶阀的类型和结构1.2.2 蝶阀的类型、结构、特性和使用范围5.充压密封碟阀充压密封蝶阀的典型结构如图1-19所示。(1)结构特点。1)在阀座或阀板上设有外部充压腔;2)在外部介质的压力的作用下，阀座或阀板上的密封元件可产生弹性变形;3)在向密封元件充压之前，阀板密封面与阀座密封面之间存在少量间隙或微量过盈。 (2)密封原理。当阀板转动至关闭位置以后，向设置于阀板或阀座上的密封元件充压，使密封副紧密接触并形成密封比压，保证蝶阀密封。在蝶阀开启之前，卸去对密封元件的充压，因而大大降低了蝶阀的启闭力矩，其操作轻便、灵活。371.2 截断阀和节流阀1. 2