淺析閥門原理及應用

王玉玲

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

關鍵詞：閥門；故障；維修；建議

1 前言

長期以來，管道閥門在運行過程中“關不嚴、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?shù)脑蛑?，還與閥門的選用有很大的關系，很多情況下是由于閥門選用不當造成的。由于流體的切斷、連通、分流、泄流等功能是通過閥門來實現(xiàn)的，因此，閥門的選型和安裝直接關系到其使用效果的好壞。

2 閥門的定義及結構原理

“閥”的定義是在流體系統(tǒng)中，用來控制流體方向、壓力、流量的裝置。閥門是使配管和設備內(nèi)的介質(zhì)流動或停止，并能控制其流量的裝置。被控制的介質(zhì)可以是液體、氣體、氣液混合體或固液混合體。閥門通常由閥體、閥蓋、閥座、啟閉件、驅動機構、密封件和緊固件等組成。閥門的控制功能是依靠驅動機構或流體驅使啟閉件升降、滑移、旋擺或回轉運動以改變流道面積的大小來實現(xiàn)的。

3 閥門的分類

閥門按使用功能可分為截斷閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥、分流閥、安全閥、多用閥六類。

截斷閥主要用于截斷流體通路，包括截止閥、閘閥、旋塞閥、球閥、蝶閥隔膜閥、夾管閥等；調(diào)節(jié)閥主要用于調(diào)節(jié)流體的壓力、流量等，包括調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥和浮球調(diào)節(jié)閥等；止回閥用于阻止流體的逆向流動；分流閥用于分配流體的通路去向，或將兩相流體分離，包括滑閥、多通閥、疏水閥和排空氣閥等；安全閥主要用于安全保護，防止鍋爐、壓力容器或管道因超壓而破壞；多用閥是具有一種以上功能的閥門，如截止止回閥既能起斷流作用又能起止回作用。

工業(yè)管道閥門按公稱壓力又可分為真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥、超高壓閥；閥門按工作溫度又可分為常溫閥、中溫閥、高溫閥、低溫閥；閥門還可按驅動裝置的類型、與管道的聯(lián)接方式和閥體的使用材料等進行分類。閥門可按各種分類方法單獨地或組合地命名，也可按啟閉件的結構特征或具體用途命名。

閥門的基本參數(shù)是工作壓力、工作溫度和口徑。對于大量使用于工業(yè)管道的各種閥門，常用公稱壓力和公稱通徑作為基本參數(shù)。公稱壓力是指某種材料的閥門，在規(guī)定的溫度下，允許承受的最大工作壓力。公稱通徑是指閥體與管子聯(lián)接端部的名義內(nèi)徑。

4 管道閥門的優(yōu)劣性分析

4.1 閘閥

閘閥的工作原理主要是通過壓力閥門，關閉和疏導流體。具有流體壓力損失小、流體流動不受限制、形體結構簡單、堅固耐用、而且具有成熟的制造技術等優(yōu)點。但缺點是體積大、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、高速液流會造成局部開放條件下閘門的振動。適用于不經(jīng)常開啟和關閉的管道系統(tǒng)。

4.2 截止閥

截止閥的工作原理主要是閥瓣沿閥座中心移動，對閥門進行啟閉。優(yōu)點在于耐高溫、耐磨，制造工藝性比較好，便于維修。而缺點則是流體壓力損失大，開啟速度慢。只允許介質(zhì)單向流動，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。

4.3 蝶閥

蝶閥的工作原理是閥瓣是一個圓盤，閥桿在0°～90°范圍內(nèi)往復回轉實現(xiàn)閥門的啟閉。優(yōu)點在于結構簡單，體積小、質(zhì)量輕，操作簡單，流體壓力損失小。而缺點則是流量調(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。

5 閥門的安裝及使用

5.1 止回閥的安裝

止回閥分為升降式、旋啟式兩種。DN<50mm時，宜選用升降式；口徑DN≥50mm 時，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要保證其閥瓣垂直，以便升降靈活；旋啟式止回閥安裝時要保證其銷軸水平，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。

5.2 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)需要增設減壓閥時，一定不能增設旁通管，而要設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。

5.3 控制閥

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

6 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，關閉速度一定要慢，不然會產(chǎn)生水錘。一般情況下，蝶閥口徑<150mm 時采用手柄式（D71X、D41X），蝶閥口徑>150mm 時采用蝸輪傳動式（D371X、D341X）。蝶閥作為調(diào)節(jié)流量使用時，15°開度內(nèi)不宜長期使用，這樣會產(chǎn)生振動和氣蝕。其他功能閥門的選用。

（1）要求關閉較嚴密的閥門：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。

7 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，可能使閥門的性能下降，所以必須予以重視。（1）閥門安裝前，必須仔細閱讀閥門說明書； 分清閥門的方向和位置。（2）閥門吊裝時，繩索應綁在閥蓋與閥體的法蘭連接處，不能拴在手輪或閥桿上。（3）閥門與管道對口連接時，不得生拉硬拽強行對口。法蘭螺栓要對角線分次緊固，最后再依次擰緊。（4）閥門的全程安裝過程中拐彎部分不要太多。（5）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，這樣會影響閥門的使用安全性。（6）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置正確的位置和恰當?shù)陌惭b使用規(guī)則，保證管道的熱脹冷縮的變化不會導致閥門的爆裂。

8 結語

隨著現(xiàn)代工業(yè)以及流程工藝自動控制和遠距離流體輸送的發(fā)展，促進了現(xiàn)代低溫閥、真空閥和各種調(diào)節(jié)閥的發(fā)展。閥門將向擴大產(chǎn)品參數(shù)，發(fā)展節(jié)能、省力和自控閥門，改進結構、采用新材料和新工藝，提高閥門的使用壽命。

參考文獻：

[1] 陳長軍，王魏，王海濤，車福利.閥門常見故障及其保養(yǎng)維護研究[J].機電信息，2012.

[2] 潘志利.化工企業(yè)閥門故障預防管理探討[J].黑龍江科技信息，2013.

[3] 宋海成.氣動調(diào)節(jié)閥的常見故障及處理方法[J].自動化技術與應用，2015.