淺析閥門原理及應(yīng)用

王明

【摘 要】閥門是管道系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要組成部分，具有不可忽視的作用。本文作者對閥門的原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并提出了相應(yīng)的建議，希望相關(guān)工作人員在進(jìn)行閥門安裝于維修的過程中能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇。

【關(guān)鍵詞】閥門；故障；維修；建議

0.前言

閥門是管道流體系統(tǒng)中的重要控制部件，其基本功能有： 接通或切斷、調(diào)節(jié)壓力、引導(dǎo)流向、防止逆流、穩(wěn)壓泄壓等。閥門的種類繁多、功能多樣，控制水、蒸汽、空氣、油類、腐蝕類、泥漿等各種介質(zhì)的閥門產(chǎn)品在國內(nèi)大概有幾千種。長期以來，管道閥門在運(yùn)行過程中“關(guān)不嚴(yán)、漏水、更換頻繁”等通病比比皆是，除了有閥門本身的質(zhì)量問題及施工安裝不當(dāng)?shù)脑蛑猓€與閥門的選用有很大的關(guān)系，很多情況下是由于閥門選用不當(dāng)造成的。由于流體的切斷、連通、分流、泄流等功能是通過閥門來實(shí)現(xiàn)的，因此，閥門的選型和安裝直接關(guān)系到其使用效果的好壞。本文對管道閥門的優(yōu)劣性進(jìn)行了分析，供選用閥門時(shí)參考。

1.閥門簡介

1.1公稱通徑與公稱壓力

閥門的兩個(gè)重要指標(biāo)就是公稱通徑與公稱壓力。其中公稱通徑：用“DN+數(shù)字”表示閥門口徑，但它并不是閥門口徑的實(shí)測值，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，實(shí)測值大于等于公稱通徑值的95%。一般閥門采用公制，美標(biāo)閥門為英制；而公稱壓力：則是用“PN+數(shù)字”表示壓力大小，公稱壓力不等于閥門的實(shí)際測量值，它是閥門在基準(zhǔn)溫度下允許的最大工作壓力，選用時(shí)應(yīng)向此值“靠攏”。

1.2閥門的特性

閥門的特性主要表現(xiàn)在使用以及結(jié)構(gòu)上，其中使用特性包括閥門的種類、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等，不同使用特性的閥門所使用的范圍以及性能都是不同的；而使用結(jié)構(gòu)上的特性主要包括閥門的大小、連接方式以及閥桿的結(jié)構(gòu)等，不同結(jié)構(gòu)的閥門所需要的保養(yǎng)以及維修方法都是不同的，這就需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

1.3性能指標(biāo)

閥門的性能指標(biāo)主要包括流量系數(shù)、氣蝕系數(shù)以及密封性能這三方面。首先，流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的指標(biāo)，流量系數(shù)越大，說明介質(zhì)通過閥門時(shí)的壓力損失越?。黄浯?，氣蝕系數(shù)：需根據(jù)使用工況實(shí)測得到；最后密封性能是閥門密封部位介質(zhì)泄漏大小的一個(gè)指標(biāo)，分為內(nèi)漏與外漏兩種。內(nèi)漏就是指“關(guān)不嚴(yán)”，外漏就是指由閥內(nèi)流向閥外。

1.4鑄造缺陷

因閥門生產(chǎn)采用鑄造工藝，有時(shí)不可避免地產(chǎn)生一些缺陷，如砂眼、氣孔、疏松、渣孔、等的孔眼類缺陷；冷、熱裂紋類缺陷；結(jié)構(gòu)形狀尺寸缺陷等。

1.5生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

閥門生產(chǎn)分為國標(biāo)和企標(biāo)兩種，閥門銘標(biāo)一定要注明國標(biāo)編號或企標(biāo)的相關(guān)說明。閥門的說明書務(wù)必標(biāo)明：規(guī)格型號、工作壓力、制造標(biāo)準(zhǔn)、閥桿材質(zhì)、密封材質(zhì)、填料材質(zhì)、流體流向、制造廠廠名、出廠日期、出廠編號、安裝維護(hù)的注意事項(xiàng)等。

2.管道閥門的優(yōu)劣性分析

不同的工況、不同的環(huán)境、不同的介質(zhì)以及不同的使用要求，催生出形式多樣的各種閥門。下面以幾種常用的閥門為例，簡單地分析其優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1閘閥

閘閥的工作原理主要是通過壓力閥門，關(guān)閉和疏導(dǎo)流體。具有流體壓力損失小、流體流動(dòng)不受限制、形體結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、而且具有成熟的制造技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是體積大、笨重開啟高度較高、安裝空間大、密封面容易產(chǎn)生劃痕、閘板與閥桿容易脫落、高速液流會(huì)造成局部開放條件下閘門的振動(dòng)。適用于不經(jīng)常開啟和關(guān)閉的管道系統(tǒng)。

2.2截止閥

截止閥的工作原理主要是閥瓣沿閥座中心移動(dòng)，對閥門進(jìn)行啟閉。優(yōu)點(diǎn)在于耐高溫、耐磨，制造工藝性比較好，便于維修。而缺點(diǎn)則是流體壓力損失大，開啟速度慢。只允許介質(zhì)單向流動(dòng)，密封性稍差。適用范圍：適用于采暖及蒸汽系統(tǒng)，在管道系統(tǒng)中，需要對流量切斷一般采用截止閥。

2.3蝶閥

蝶閥的工作原理是閥瓣是一個(gè)圓盤，閥桿在0°～90°范圍內(nèi)往復(fù)回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉。優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，體積小、質(zhì)量輕，操作簡單，流體壓力損失小。而缺點(diǎn)則是流量調(diào)節(jié)范圍不大，密封性能較差，閥板受介質(zhì)的沖蝕較大。適用范圍： 適用于空間小、大口徑管道系統(tǒng)中。

3.閥門的安裝及使用

3.1止回閥的安裝

止回閥分為升降式、旋啟式兩種。DN<50mm時(shí)，宜選用升降式； 口徑DN≥50mm 時(shí)，宜選用旋啟式。升降式止回閥只能安裝在水平管道上，旋啟式止回閥在水平或垂直管道均可以安裝。升降式止回閥安裝時(shí)要保證其閥瓣垂直，以便升降靈活； 旋啟式止回閥安裝時(shí)要保證其銷軸水平，以便旋啟靈活。升降式止回閥的阻力比旋啟式止回閥大一些； 大口徑管道及水泵出口處宜采用緩閉式止回閥，且在止回閥上部設(shè)有球閥或閘閥，以方便檢修； 對于裝有管道倒流防止器的管段，無需再安裝止回閥。

3.2減壓閥的安裝

安裝減壓閥一般情況下需要增加旁通管。但是，給水系統(tǒng)在分區(qū)需要增設(shè)減壓閥時(shí)，一定不能增設(shè)旁通管，而要設(shè)兩組同樣配置的減壓閥，一用一備。減壓閥要直立安裝在水平管道上，不能傾斜。

3.3控制閥

有時(shí)為了調(diào)節(jié)控制流體的壓力、流量等參數(shù)，需要安裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（ 控制閥），其原理是改變閥門閥瓣與閥座間的流通面積，以達(dá)到調(diào)節(jié)的目的，控制方式一般有電動(dòng)式、氣動(dòng)式、液壓式等。常用的控制閥有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、減壓閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓閥等。

3.4閥門選用及使用原則

截止閥一般用于DN≤50mm供水管網(wǎng)中，空調(diào)管道盡量少用截止閥。閘閥通常用于不需要經(jīng)常啟閉，而且長期保持閘板全開或全閉的情況下。閘閥不能作為調(diào)節(jié)流量使用，一般不用于輸送泥漿等介質(zhì)的管路中。閘閥在小開度時(shí)，關(guān)閉速度一定要慢，不然會(huì)產(chǎn)生水錘。一般情況下，蝶閥口徑<150mm 時(shí)采用手柄式（D71X、D41X），蝶閥口徑>150mm 時(shí)采用蝸輪傳動(dòng)式（D371X、D341X）。蝶閥作為調(diào)節(jié)流量使用時(shí)，15°開度內(nèi)不宜長期使用，這樣會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和氣蝕。其他功能閥門的選用。①要求關(guān)閉較嚴(yán)密的閥門：截止閥、柱塞閥、球閥；②控制流量的閥門：截止閥、旋塞閥、球閥；③改變方向的閥門：旋塞閥、球閥；④帶有懸浮顆粒的流體的閥門：球閥和旋塞閥；⑤全開、全閉最方便的閥門：球閥、閘閥；⑥安裝空間小的場所宜采用的閥門：蝶閥、球閥；⑦水泵進(jìn)出口宜采用的閥門：蝶閥；⑧分、集水器之間采用的閥門：壓差旁通閥；⑨具有方向性的閥門：截止閥、節(jié)流閥、減壓閥、止回閥；⑩供熱工程中變流量系統(tǒng)采用的閥門：平衡閥。

3.5閥門的安裝

給水工程的閥門內(nèi)壁涂料必須是無毒的，用于污水工程的閥門應(yīng)耐腐蝕、不易堵塞。閥門安裝質(zhì)量的好壞直接影響到使用效果，若安裝不當(dāng)，可能使閥門的性能下降，所以必須予以重視。

第一、閥門安裝前，必須仔細(xì)閱讀閥門說明書； 分清閥門的方向和位置。

第二、 閥門吊裝時(shí)，繩索應(yīng)綁在閥蓋與閥體的法蘭連接處，不能拴在手輪或閥桿上。

第三、閥門與管道對口連接時(shí)，不得生拉硬拽強(qiáng)行對口。法蘭螺栓要對角線分次緊固，最后再依次擰緊。

第四，閥門的全程安裝過程中拐彎部分不要太多。

第五，閥門部分的安裝要保證麻絲的穩(wěn)定性，通過麻絲沿線涂料來減少銹跡堆積，這樣會(huì)影響閥門的使用安全性。

第六，在蒸汽型的管道安裝過程中，安裝的固定閥門支架必須要設(shè)置正確的位置和恰當(dāng)?shù)陌惭b使用規(guī)則，保證管道的熱脹冷縮的變化不會(huì)導(dǎo)致閥門的爆裂。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]裘葉琴.淺析閥門設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的知識(shí)構(gòu)成問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010.12：17-19.

[2]劉進(jìn).閥門常見故障原因及處理方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011.09：38-40.

[3]陳長軍，王魏，王海濤，車福利.閥門常見故障及其保養(yǎng)維護(hù)研究[J].機(jī)電信息，2012.11：33-35.

[4]潘志利.化工企業(yè)閥門故障預(yù)防管理探討[J].黑龍江科技信息，2013.10：26-28.

[5]劉萬捷.電廠閥門檢修中常見問題及處理工藝[J].科技促進(jìn)發(fā)展（應(yīng)用版），2011.04：30-32.