揭秘截止阀:干货超有料
一、结构原理
二、截止阀是利用阀杆扭力给密封面一个向下压力,依靠阀杠压力,使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合,阻止介质的流入或者用来调节介质的流速。截止阀的启闭件是园柱形的阀瓣,密封面呈平面或锥面,阀辦沿流体的中心线作直线运动。阀杆的运动方式,有升降杆式(阀杆升降,手轮不升降),也有升降旋转杆式(手轮与阀杆一起旋转升降,螺母设在阀体上)。截止阀属于强制密封式阀门,所以在阀门关闭时,必须向阀辩施加压力,以强制密封面不泄漏。
二、优点
密封性能良好:截止阀的阀瓣与阀座密封面在关闭时紧密贴合,能够有效阻止流体泄漏。并且,在启闭过程中,阀瓣与阀座密封面之间相对滑动较小,磨损与擦伤不严重,这使得密封性能较为可靠,使用寿命也得以延长。
结构相对简单:与一些复杂的阀门相比,截止阀的结构较为简单,零部件数量相对较少。这使得其制造工艺相对容易,成本也相对较低,同时在维修时也更为方便,维修人员能够较为轻松地对其进行检修和更换零部件。
具有一定的调节功能:虽然截止阀主要用于切断流体,但在一定程度上也能对流量进行调节。通过控制阀瓣的开启高度,可以实现对流体流量的粗略调节,满足一些对流量控制要求不是特别精确的工况需求。
适用范围广:截止阀可以适用于多种介质,如空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等。无论是在普通的工业管道,还是在一些特殊介质的输送系统中,都能看到截止阀的身影。
三、缺点
流体阻力较大:由于截止阀内部流道较为曲折,流体在通过阀门时需要改变流向,这就导致了流体阻力相对较大。相比于一些流道较为顺畅的阀门,截止阀在长期运行过程中,会消耗更多的能量来克服流体阻力。
启闭力矩大:关闭截止阀时,需要克服阀杆与填料之间的摩擦力以及介质压力产生的推力,这使得关闭阀门所需的力较大,即启闭力矩大。这不仅对操作阀门的人员体力有一定要求,对于采用电动、气动等驱动方式的截止阀,也需要配备更大功率的驱动装置。
不适用于频繁操作:频繁地开启和关闭截止阀,会使阀瓣与阀座密封面频繁摩擦,加速密封面的磨损,降低阀门的使用寿命。因此,截止阀不太适合需要频繁启停的工况。
四、选型指南
明确应用需求
介质特性:详细了解介质的化学性质,如是否具有腐蚀性、氧化性等;物理性质方面,包括粘度大小、是否含有固体颗粒以及介质的温度范围等。例如,对于强腐蚀性介质,需要选择耐腐蚀性能好的阀体和密封材料;含有固体颗粒的介质,宜选用流道设计能减少颗粒对密封面冲刷的直流式截止阀。
工作压力和温度:确定系统的工作压力范围和温度范围,所选截止阀的压力等级和温度适用范围必须能够满足甚至超过系统的实际要求。比如在高温高压的蒸汽管道系统中,就需要选用耐高温高压的截止阀,如高温高压电站截止阀。
流量需求:根据系统的流量要求,选择合适口径的截止阀。同时,可以参考流量系数(Cv 值)来精准判断阀门是否能够满足不同工况下的流量需求。如果流量需求较大,应选择较大口径且流量系数合适的截止阀,以确保系统能够正常运行。
阀体材料:依据介质的腐蚀性和温度等因素,合理选择阀体材料。常见的阀体材料有铸铁、碳钢、不锈钢以及其他合金材料。铸铁价格相对较低,适用于一些压力和温度不高、介质腐蚀性不强的场合;碳钢具有较好的强度和综合性能,应用较为广泛;不锈钢则因其良好的耐腐蚀性和耐高温性能,在多种恶劣环境下都能胜任,如化工、食品等行业的腐蚀性介质输送管道。
密封材料:密封材料的选择至关重要,它必须能够耐受介质的腐蚀以及温度的变化。常见的密封材料有橡胶、PTFE(聚四氟乙烯)、金属密封等。橡胶密封适用于一些温度和压力较低、介质腐蚀性较弱的情况,具有良好的柔韧性和密封性能;PTFE 密封具有优异的化学稳定性、耐腐蚀性和低摩擦系数,能适应多种介质和较宽的温度范围;金属密封则适用于高温、高压以及对密封性能要求极高的工况,具有较高的强度和可靠性。
连接方式
螺纹连接:螺纹连接方式安装方便,成本较低,适用于小口径管道。但它的承压能力相对有限,一般适用于压力较低的场合。在一些家庭的给排水管道、小型设备的连接管道中,常能看到螺纹连接的截止阀。
法兰连接:法兰连接具有密封性能好、安装可靠的优点,适用于中大口径管道。通过螺栓将阀门的法兰与管道的法兰紧密连接,并在中间添加密封垫片,能够有效保证连接的密封性和强度。在工业管道系统中,尤其是在对密封性和稳定性要求较高的场合,如石油化工、电力等行业,法兰连接的截止阀应用广泛。
焊接连接:焊接连接适用于高压、高温或腐蚀性环境,能够提供牢固的连接和良好的密封性。但焊接连接一旦完成,阀门与管道就成为一个整体,安装和维护相对复杂,如果需要更换阀门,可能需要切割管道,重新进行焊接。因此,在一些对系统稳定性和密封性要求极高的特殊工况下,会采用焊接连接的截止阀。
控制方式
根据实际操作需求,选择合适的控制方式。
手动截止阀:手动截止阀操作简单,不需要额外的动力源,适用于不频繁操作的场合。操作人员通过旋转手轮,带动阀杆升降,从而实现阀门的开启和关闭。在一些小型工厂、实验室以及民用建筑的管道系统中,手动截止阀较为常见。
气动截止阀:气动截止阀以压缩空气为动力源,通过控制压缩空气的通断和压力大小,来实现阀门的快速开启和关闭。它具有响应速度快、控制精度较高的优点,适用于需要远程控制或自动化操作的系统,如工业自动化生产线中的管道控制。
电动截止阀:电动截止阀由电动机驱动,通过电气控制系统实现阀门的远程控制和自动化操作。它可以实现精确的流量调节和开关控制,并且能够与自动化控制系统集成,广泛应用于大型工业企业、城市供水供热等需要精确控制和自动化管理的领域。
液压截止阀:液压截止阀利用液压油的压力来驱动阀门动作,具有输出力大、运行平稳的特点。适用于一些对阀门驱动力要求较高、工作环境较为恶劣的场合,如大型工程机械、冶金设备等的液压系统管道控制。