| 词条 | 阀门 |
| 释义 | § 阀门的历史 阀门是随着流体管路的产生而产生的。人类使用阀门已经有近4000年的历史了。我国古代从盐井中吸卤水制盐时，就曾在竹制管路中使用过木塞阀。公元前 1800年，古埃及人为了防止尼罗河泛滥而修建大规模水利时，也曾采用过类似的木制旋塞来控制水流的分配。这些都是阀门的雏形。工业用阀门的大量应用，是从瓦特发明蒸汽机以后才开始的。二十世纪初出现了铸钢、铸铁、锻钢和锻焊结构的阀门。 § 基本信息 图一阀门是用以控制流体流量、压力和流向的装置，简称阀。被控制的流体可以是液体、气体、气液混合体或固液混合体。阀门通常由阀体、 阀盖、阀座、 启闭件（阀瓣、塞体、闸板、蝶板和隔膜等）、驱动机构（阀杆和带动它运动的阀门驱动装置）、密封件（填料、垫片等）和紧固件等组成。阀门的控制功能是依靠驱动机构或流体驱使启闭件升降、滑移、旋摆或回转运动以改变流道面积的大小来实现的。图1为阀门启闭件的运动方式。阀门还可按驱动装置的类型、与管道的联接方式和阀体的使用材料等进行分类。阀门可按各种分类方法单独地或组合地命名，也可按启闭件的结构特征或具体用途命名。 [1] § 简史 各部结构 公元前2000年前中国人就在输水管道上使用了竹管和木塞阀，以后又在灌溉渠道上使用水闸，在冶炼用的风箱上使用板式止回阀，在井盐开采方面使用竹管和板式止回阀提取盐水。随着冶炼技术和水力机械的发展，在欧洲出现了铜制和铅制旋塞阀。随着锅炉的使用，1681年又出现了杠杆重锤式安全阀。1769年瓦特蒸汽机出现以前，旋塞阀和止回阀一直是最主要的阀门。蒸汽机的发明使阀门进入了机械工业领域。在瓦特的蒸汽机上除了使用旋塞阀、安全阀和止回阀外，还使用了蝶阀，用以调节流量。随着蒸汽流量和压力的增大，使用旋塞阀控制蒸汽机的进汽和排汽已不能满足需要，于是出现了滑阀。1840年前后，相继出现带螺纹阀杆的截止阀和带梯形螺纹阀杆的楔式闸阀，这是阀门发展中的一次重大突破。这两类阀的出现，不仅满足了当时各种工业对压力、温度不断提高的要求，而且初步满足了对流量调节的要求。此后随着电力工业、石油工业、化学工业和造船工业的发展，各种高中压阀门得到迅速发展。第二次世界大战后，由于聚合材料、润滑材料、不锈钢和钴基硬质合金的发展，古老的旋塞阀和蝶阀获得了新的应用，球阀和隔膜阀得到迅速发展。截止阀、闸阀和其他阀门品种增加，质量提高。阀门制造业逐渐成为机械工业的一个重要部门。 [1] § 基本参数和性能 动力阀门 阀门的基本参数是工作压力、工作温度和口径。对于大量使用于工业管道的各种阀门，常用公称压力(рN)和公称通径(符号为DN)作为基本参数。公称压力是指某种材料的阀门在规定的温度下允许承受的最大工作压力。公称通径是指阀体与管子联接端部的名义内径。 阀门的基本性能根据其种类和用途有不同的要求主要有密封、强度、调节、流通、启闭等性能。 ①密封性能：阀门的任何部位应不向外泄漏流体并在全关后能完全断流（或其泄漏量不大于标准规定值）。 ②强度性能：阀门的阀体、阀杆和阀盖等零件不仅要承受流体的压力和温度的作用，而且还要承受驱动机构和管道施加的各种附加力的作用，因此要有足够的强度，并按标准规定的试验压力进行强度试验，以保证使用安全。 ③调节性能：指阀门的调节特性，如调节阀的阀瓣行程变化值与相应的流量变化值具有一定的函数关系；减压阀具有一定的减压范围等。 ④流通性能：指阀门在全开时通过流体的能力，常用流通能力或流体阻力系数来表示，阀门的流道通畅，则流体阻力系数小而流通能力大，反之则流体阻力系数大而流通能力小。 ⑤启闭性能：指阀门的启闭力（转矩）、启闭动作速度和可靠性等性能。 在设计和选用阀门时，除了要考虑基本参数和性能外，还要考虑流体的性能，包括流体的相态（气体、液体或含固体颗粒）、腐蚀性、粘度、毒性、易燃易爆性、贵重稀有程度和放射性等。 [1] § 密封和材料 小型阀门 密封性能和强度性能是一切阀门最基本、最重要的性能。阀门的密封分为内密封和外密封两部分。内密封是阀瓣与阀座之间的密封；外密封是阀杆运动部位与阀盖之间、阀体与阀盖之间和阀体与管道联接部位之间的密封。阀门在使用时不仅要求密封性能好，而且必须保证安全。如果因密封不好而发生泄漏或因强度不够而使零件破坏，将会造成不同程度的经济损失，如输送有毒、易燃易爆或有强腐蚀性流体，还可能导致严重的安全事故。为了保证阀门的密封和强度，除了必须遵守有关标准规定合理地进行结构设计、确保工艺质量外，还必须正确地选用材料。 阀体(盖)材料 通常，低压非腐蚀性流体用的阀门使用铸铁或铸铜，高、中压阀用铸钢或锻钢，高温或高压阀使用合金钢，用于腐蚀性流体的阀门用不锈钢、塑料、耐蚀合金（如铜镍钼合金、钛合金和铅合金等）或用铸铁、铸钢内衬耐蚀材料制造。 密封面材料 阀瓣和阀座或与其相接触的密封表面所使用的材料。通常，低压阀的密封面大多使用黄铜或青铜，高、中压阀大多使用不锈钢，要求较高的高、中压阀或高温阀等使用钴基硬质合金。聚合材料在阀门中已获得广泛应用，如球阀的阀座主要采用聚四氟乙烯塑料，蝶阀的密封圈和隔膜阀的隔膜采用各种橡胶材料。这些材料在可以使用的温度范围内具有比金属更好的密封性。 密封件材料 为了保证外密封部位的密封性，必须正确地选用填料、垫片等密封件材料，同时对阀杆的表面进行强化处理，以防止产生腐蚀（流体、填料和大气的腐蚀）和擦伤。某些严格限制泄漏的阀门（如核工业用阀）常使用波纹管来密封阀杆，其联接部位大多采用焊接方法。 [1] § 分类 阀门 1. 按作用和用途分类 (1)截断阀：截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截断管路中的介质。截断阀类包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和隔膜等。 (2) 止回阀：止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的介质倒流。水泵吸水关的底阀也属于止回阀类。 (3) 安全阀：安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。 (4) 调节阀：调节阀类包括调节阀、节流阀和减 压阀，其作用是调节介质的压力、流量等叁数。 (5) 分流阀：分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用是分配、分离或混合管路中的介质。 2. 按公称压力分类 (1) 真空阀：指工作压力低于标准大气压的阀门。 (2) 低压阀：指公称压力PN ≤1.6Mpa 的阀门。 (3) 中压阀：指公称压力PN 为2.5、4.0、6.4Mpa的阀门。 (4) 高压阀：指工称压力PN 为10～80Mpa的阀门。 (5) 超高压阀：指公称压力 PN≥100Mpa的阀门。 3. 按工作温度分类 阀门 (1) 超低温阀：用于介质工作温度 t450℃的阀门。 (2) 低温阀：用于介质工作温度－100℃≤t≤－40℃的阀门。 (3) 常温阀：用于介质工作温度－40℃≤t≤120℃的阀门。 (4) 中温阀：用于介质工作温度120℃ (5) 高温阀：用于介质工作温度t>450℃的阀门。 4. 按驱动方式分类 (1) 自动阀是指不需要外力驱动，而是依靠介质自身的能量来使阀门动作的阀门。如安全阀、减压阀、疏水阀、止回阀、自动调节阀等。 (2) 动力驱动阀：动力驱动阀可以利用各种动力源进行驱动。 电动阀：借助电力驱动的阀门。 气动阀：借助压缩空气驱动的阀门。 液动阀：借助油等液体压力驱动的阀门。 此外还有以上几种驱动方式的组合，如气-电动阀等。 (3) 手动阀：手动阀借助手轮、手柄 阀门、杠杆、链轮，由人力来操纵阀门动作。当阀门启闭力矩较大时，可在手轮和阀杆之间设置此轮或蜗轮减速器。必要时，也可以利用万向接头及传动轴进行远距离操作。 综上所述，阀门分类方法是很多的，但主要是按其在管路中所起的作用进行分类。工业和民用工程中的通用阀门可分成11类，即闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、 隔膜阀、止回阀、节流阀、安全阀、减压阀和疏水阀。其他特殊阀门，如仪表用阀、液压控制管路系统用阀，各种化工机械设备本体用阀等，均不在本书介绍范围以内。 5. 按公称通径分类 (1)小通径阀门：公称通径DN≤40mm的阀门。 (2)中通径阀门：公称通径DN为50～300mm的阀门。 (3)大通径阀门：公称阀门DN为350～1200mm的阀门。 (4)特大通径阀门：公称通径DN≥1400mm的阀门。 6. 按结构特征分类 (1)截门形：启闭件(阀瓣)由阀杆带动沿着阀座中心线作升降运动； (2)旋塞形：启闭件(闸阀)由阀杆带动沿着垂直于阀座中心线作升降运动； (3)旋塞阀：启闭件(锥塞或球) 围绕自身中心线旋转； (4)旋启阀：启闭件(阀瓣) 围绕座外的轴旋转； (5)蝶形：启闭件(圆盘) 围绕阀座内的固定轴旋转； (6)滑阀形：启闭件在垂直于通道的方向滑动。 7. 按连接方法分类 阀门 (1)螺纹连接阀门：阀体带有内螺纹或外螺纹，与管道螺纹连接。 (2)法兰连接阀门：阀体带有法兰，与管道法兰连接。 (3)焊接连接阀门：阀体带有焊接坡口，与管道焊接连接。 (4)卡箍连接阀门：阀体带有夹口，与管道夹箍连接。 (5)卡套连接阀门：与管道采用卡套连接。 (6)对夹连接阀门：用螺栓直接将阀门及两头管道穿夹在一起的连接形式。 8. 按阀体材料分类 (1)金属材料阀门：其阀体等零件由金属材料制成。如铸铁阀、碳钢阀、合金钢阀、铜合金阀、铝合金阀、铅合金阀、钛合金阀、蒙乃尔合金阀等。 (2)非金属材料阀门：其阀体等零件由非金属材料制成。如塑料阀、陶瓷阀、玻璃钢阀等。 (3)金属阀体衬里阀门：阀体外形为金属，内部凡与介质接触的主要表面均为衬里，如衬胶阀、 衬塑料阀、衬陶阀等。 9. 阀门型号编排 阀门型号通常应表示出阀门类型、驱动方式、连接形式、结构特点、密封面材料、阀体材料和公称压力等要素。阀门型号的标准化对阀门的设计、选用 阀门、销售提供了方便。当今阀门的类型和材料越来越多，阀门的型号编制也愈来愈复杂。中国虽有阀门型号编制的统一标准，但愈来愈不能适应阀门工业发展的需要。目前，阀门制造厂一般采用统一编号方法；凡不能采用统一编号的方法，各制造厂均按自己的需要制订编号方法。 <阀门型号编制方法》适用于工业管道用闸阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、柱塞阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀。它包括阀门的型号编制和阀门的命名。 § 应用 阀门结构图片 阀门的用途很广泛。它与人们的日常生活有密切的关系，例如自来水管用的水龙头、液化石油气灶用的减压阀都是阀门。阀门也是各种机械设备如内燃机（见内燃机配气机构）、蒸汽机、压缩机、泵、气压传动装置、液压传动装置（见液压控制阀、车辆、船舶和飞行器中不可缺少的部件。阀门在各种工业管道上的使用最为广泛。 § 发展趋势 阀门 核工业、石油化学工业、电子工业和航天工业的发展，以及流程工艺自动控制和远距离流体输送的发展，促进了现代低温阀、真空阀、核工业用阀和各种调节阀的发展。用于远距离控制和程序控制的阀门驱动装置的应用越来越多。阀门的发展趋势是： ①扩大产品参数，如阀门的最大口径已达10米，最低工作压力已达1.33×10-8帕，球阀和蝶阀正向高温、高压领域发展。 ②发展节能、省力和自控阀门。为了减小流体输送能耗和蒸汽的热能损失而发展球阀、蝶阀和疏水阀；为了适应工业自动化的发展要求而研制各种电力、气压、液压驱动阀门和各种控制阀。 ③改进结构、采用新材料和新工艺，提高阀门的使用寿命。如采用弹性结构、润滑结构以减小阀门的密封力和转矩，用塑料、钛合金等制造阀门，用膨胀石墨等新型材料制作填料，广泛使用硬质合金和聚四氟乙烯等材料作为密封面，采用各种新的表面强化工艺以提高阀门寿命。 ④发展专用阀门系列，如用于液氧、液氢和液化天然气等的低温阀、真空阀、核工业用阀、安全阀、调节阀、疏水阀和阀门驱动装置等。 § 专有名词 阀门的密封性能 是指阀门各密封部位阻止介质泄漏的能力，它是阀门最重要的技术性能指标。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的配和处；阀体与阀盖的连接处。其中前一处的泄漏叫做内漏，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。后两处的泄漏叫做外漏，即介质从阀内泄漏到阀外。外漏会造成物料损失，污染环境，严重时还会造成事故。对于易燃易爆、有毒或有放射的介质，外漏更是不能允许的，因而阀门必须具有可靠的密封性能。 流动介质 介质流过阀门后会产生压力损失（既阀门前后的压力差），也就是阀门对介质的流动有一定的阻力，介质为克服阀门的阻力就要消耗一定的能量。从节约能源上考虑，设计和制造阀门时，要尽可能降低阀门对流动介质的阻力。 法兰 法兰是Flange的译音，意为带凸缘的东西、零件，这种零件可以是单独的，就是法兰盘，也可以是组合型的，如阀门两端的法兰，以便安装螺栓。 法兰类型 法兰类型按国家标准分：整体法兰、螺纹法兰、对焊法兰、带颈平焊法兰、带颈承插焊法兰、对焊环带颈松套法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰、平焊环板式松套法兰、翻边环板式松套法兰、法兰盖。 启闭力和启闭力矩 启闭力和启闭力矩是指阀门开启或关闭所必须施加的作用力或力矩。关闭阀门时，需要使启闭件与发座两密封面间形成一定的密封比压，同时还要克服阀杆与填料之间、阀杆与螺母的螺纹之间、阀杆端部支承处及其他磨擦部位的摩擦力，因而必须施加一定的关闭力和关闭力矩，阀门在启闭过程中，所需要的启闭力和启闭力矩是变化的，其最大值是在关闭的最终瞬时或开启的最初瞬时。设计和制造阀门时应力求降低其关闭力和关闭力矩。 启闭速度 启闭速度是用阀门完成一次开启或关闭动作所需的 阀门时间来表示。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，以防产生水击等，这在选用阀门类型时应加以考虑。 动作灵敏度和可靠性 这是指阀门对于介质参数变化，做出相应反应的敏感程度。对于节流阀、减压阀、调节阀等用来调节介质参数的阀门以及安全阀、疏水阀等具有特定功能的阀门来说，其功能灵敏度与可靠性是十分重要的技术性能指标。 使用寿命 它表示阀门的耐用程度，是阀门的重要性能指标，并具有很大的经济意义。通常以能保证密封要求的启闭次数来表示，也可以用使用时间来表示。 § 阀门系统 阀门系统一般由推动钮、阀门杆、橡胶封圈、弹簧、定 阀门量室和浸入管组成，并通过铝制封帽将阀门系统固定在耐压容器上。 阀门系统的基本功能是在密封条件下控制药物喷射的剂量。气雾剂的阀门系统除一般阀门系统外，还有供吸入用的定量阀门，供腔道或皮肤等外用的泡沫阀门系统。阀门系统坚固、耐同和结构稳定与否，直接影响到制剂的质量。阀门材料必须对内容物为惰性，加供应精密。 § 阀门管件 有阀门和管件,它们都是用在管道的连接或控制系统.阀门和管件都不能独立存在,相辅相成的。阀门管件有碳钢的和不锈钢的,还有PVC,或者其他材料的,常用的就是前两种,近几年来随着人们生活水平的提高,对副食品要求也随之而来的需求量大了起来.所以带动了食品机械的快速民展,于是不锈钢卫生级阀门管件生产业便红火起来,人们通常说阀门管件,多用的还是不锈钢卫生级的。 § 阀门驱动方式代号 0--电磁动 1--电磁-液动 2--电-液动 3--蜗轮 4--正齿轮 5--伞齿轮 6--气动 7--液动 8--气.液联动 9--电动 |
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