閥門(mén)的分類(lèi)及各種閥門(mén)優(yōu)缺點(diǎn)
閥門(mén)是介質(zhì)流通或壓力系統中的一種設施，它用來(lái)調節介質(zhì)的流量或壓力。其功能包括切斷或接通介質(zhì)，控制流量，改變流量，改變介質(zhì)流向，防止介質(zhì)回流，控制壓力或泄放壓力。
一、閥門(mén)的分類(lèi)
依照閥門(mén)的用途和作用來(lái)分，可分為：切斷閥類(lèi)(其作用是接通和截斷管路內的介質(zhì)，如球閥、閘閥、截止閥、蝶閥和隔膜閥);調節閥類(lèi)(其作用是用來(lái)調節介質(zhì)的流量、壓力的參數，如調節閥、節流閥和減壓閥等);止回閥類(lèi)(其作用是防止管路中介質(zhì)倒流，如止回閥和底閥);分流閥類(lèi)(其作用是用來(lái)分配、分離或混合管路中的介質(zhì)，如分配閥、疏水閥等);安全閥類(lèi) 。
依驅動(dòng)形式來(lái)分，可分為：手動(dòng)閥;動(dòng)力驅動(dòng)閥(如電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥);自動(dòng)類(lèi)(此類(lèi)不手須外力驅動(dòng)，而利用介質(zhì)本身的能量來(lái)使閥門(mén)動(dòng)作，如止回閥、安全閥、自力式減壓閥和疏水閥等) 。
依公稱(chēng)壓力分類(lèi)可分為：真空閥門(mén)(工作壓力低于標準大氣壓);低壓閥門(mén)(公稱(chēng)壓力小于或等于1.6Mp);中壓閥門(mén)(公稱(chēng)壓力為2.5MPA、4.0MPA、6.4MPA);高壓閥門(mén)(公稱(chēng)壓力10MPA—80MPA);超高壓閥門(mén)(大于100MPA) 。
按溫度等級分類(lèi)可分為：超低溫閥門(mén)(工作溫度低于—80℃);低溫閥門(mén)(工作溫度介于—40℃~—80℃);常溫閥門(mén)(工作溫度高于—40℃，而低于或等于120℃);中溫閥門(mén)(工作溫度高于120℃，而低于450℃);高溫閥門(mén)(工作溫度高于450℃)。
二、各種閥門(mén)的優(yōu)缺點(diǎn)
1、閘閥：閘閥是指關(guān)閉件(閘板)沿通道軸線(xiàn)的垂直方向移動(dòng)的閥門(mén)，在管路上主要作為切斷介質(zhì)用，即全開(kāi)或全關(guān)使用。一般，閘閥不可作為調節流量使用。它可以適用低溫壓也可以適用于高溫高壓，并可根據閥門(mén)的不同材質(zhì)。但閘閥一般不用于輸送泥漿等介質(zhì)的管路中。
優(yōu)點(diǎn)：①流體阻力小;②啟、閉所需力矩較小;③可以使用在介質(zhì)向兩方向流動(dòng)的環(huán)網(wǎng)管路上，也就是說(shuō)介質(zhì)的流向不受限制;④全開(kāi)時(shí)，密封面受工作介質(zhì)的沖蝕比截止閥小;⑤形體結構比較簡(jiǎn)單，制造工藝性較好;⑥結構長(cháng)度比較短。
缺點(diǎn)：①外形尺寸和開(kāi)啟高度較大，所需安裝的空間亦較大;②在啟閉過(guò)程中，密封面人相對摩擦，摩損較大，甚至要在高溫時(shí)容易引起擦傷現象;③一般閘閥都有兩個(gè)密封面，給給加工、研磨和維修增加了一些困難;④啟閉時(shí)間長(cháng)。
2、蝶閥：蝶閥是用圓盤(pán)式啟閉件往復回轉90°左右來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉和調節流體通道的一種閥門(mén)。
優(yōu)點(diǎn)：①結構簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，耗材省，別用于大口徑閥門(mén)中;②啟閉迅速，流阻小;③可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)，依據密封面的強度也可用于粉狀和顆粒狀介質(zhì)�？蛇m用于通風(fēng)除塵管路的雙向啟閉及調節，廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統的煤氣管道及水道等。
缺點(diǎn)：①流量調節范圍不大，當開(kāi)啟達30%時(shí)，流量就將進(jìn)95%以上。②由于蝶閥的結構和密封材料的限制，不宜用于高溫、高壓的管路系統中。一般工作溫度在300℃以下，PN40以下。③密封性能相對于球閥、截止閥較差，故用于密封要求不是很高的地方。
3、球閥：是由旋塞閥演變而來(lái)，它的啟閉件是一個(gè)球體，利用球體繞閥桿的軸線(xiàn)旋轉90°實(shí)現開(kāi)啟和關(guān)閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向，設計成V形開(kāi)口的球閥還具有良好的流量調節功能。
優(yōu)點(diǎn)：①具有最低的流阻(實(shí)際為0);②因在工作時(shí)不會(huì )卡住(在無(wú)潤滑劑時(shí))，故能可*地應用于腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中;③在較大的壓力和溫度范圍內，能實(shí)現完全密封;④可實(shí)現快速啟閉，某些結構的啟閉時(shí)間僅為0.05~0.1s，以保證能用于試驗臺的自動(dòng)化系統中�？焖賳㈤]閥門(mén)時(shí)，操作無(wú)沖擊。⑤球形關(guān)閉件能在邊界位置上自動(dòng)定位;⑥工作介質(zhì)在雙面上密封可*;⑦在全開(kāi)和全閉時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，因此高速通過(guò)閥門(mén)的介質(zhì)不會(huì )引起密封面的侵蝕;⑧結構緊湊、重量輕，可以認為它是用于低溫介質(zhì)系統的最合理的閥門(mén)結構;⑨閥體對稱(chēng)，尤其是焊接閥體結構，能很好地承受來(lái)自管道的應力;⑩關(guān)閉件能承受關(guān)閉時(shí)的高壓差。⑾全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門(mén)內件不受浸蝕，最高使用壽命可達30年，是石油、天然氣管線(xiàn)最理想的閥門(mén)。
缺點(diǎn)：①因為球閥最主要的閥座密封圈材料是聚四氟乙烯，它對幾乎所有的化學(xué)物質(zhì)都有是惰性的，且具有摩擦系數小、性能穩定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良的綜合性特點(diǎn)。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數，對冷流的敏感性和不良的熱傳導性，要求閥座密封的設計必須圍繞這些特性進(jìn)行。所以，當密封材料變硬時(shí)，密封的可*性就受到破壞。而且，聚四氟乙烯的耐溫等級較低，只能在小于180℃情況下使用。超過(guò)此溫度，密封材料就會(huì )老化。而考慮長(cháng)期使用的情況下，一般只會(huì )在120℃不使用。②它的調節性能相對于截止閥要差一些，尤其是氣動(dòng)閥(或電動(dòng)閥)。
4、截止閥：是指關(guān)閉件(閥瓣)沿閥座中心線(xiàn)移動(dòng)的閥門(mén)。根據閥瓣的這種移動(dòng)形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關(guān)系。由于該類(lèi)閥門(mén)的閥桿開(kāi)啟或關(guān)閉行程相對較短，而且具有非�？�*的切斷功能，又由于閥座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關(guān)系，非常適合于對流量的調節。因此，這種類(lèi)型的閥門(mén)非常遷合作為切斷或調節以及節流用。
優(yōu)點(diǎn)：①在開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中，由于閥瓣與閥體密封面間的磨擦力比閘閥小，因而耐磨。②開(kāi)啟高度一般僅為閥座通道的1/4，因此比閘閥小得多;③通常在閥體和閥瓣上只有一個(gè)密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。④由于其填料一般為石棉與石墨的混合物，故耐溫等級較高。一般蒸汽閥門(mén)都用截止閥。
缺點(diǎn)：①由于介質(zhì)通過(guò)閥門(mén)的流動(dòng)方向發(fā)生了變化，因此截止閥的最小流阻也較高于大多數其他類(lèi)型的閥門(mén);②由于行程較長(cháng)，開(kāi)啟速度較球閥慢。
5、旋塞閥：是指關(guān)閉件成柱塞形的旋轉閥，通過(guò)90°的旋轉使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開(kāi)，實(shí)現開(kāi)啟或關(guān)閉的一種閥門(mén)。閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。其原理與球閥基本相似，球閥是在旋塞閥的基礎上發(fā)展起來(lái)的，其主要用于油田開(kāi)采，同時(shí)也用于石油化工。 污X 囈wS&
6、隔膜閥：是指在閥體和閥蓋內裝有一撓性膜或組合隔膜，其關(guān)閉件是與隔膜相連接的一種壓縮裝置。閥痤可以堰形，也可以是直通流道的管壁。
優(yōu)點(diǎn)：①操縱機構與介質(zhì)通路隔開(kāi)，不但保證了工作介質(zhì)的純凈，同時(shí)也防止管路中介質(zhì)沖擊操縱機構工作部件的可能性,閥桿處不需要采用任何形式的單獨密封，除非在控制有害介質(zhì)中作這安全設施使用;②由于工作介質(zhì)接觸的僅僅是隔膜和閥體，二者均可以采用多種不同的材料，因此該閥能理想控制多種工作介質(zhì)，尤其適合帶有化學(xué)腐蝕或懸浮顆粒的介質(zhì)。③結構簡(jiǎn)單，只由閥體、隔膜和閥蓋組合件三個(gè)部件構成。該閥易于快速拆卸和維修，更換隔膜可以在現場(chǎng)及短時(shí)間內完成。 豸+岄[Td蘭
缺點(diǎn)：①由于受閥體襯里工藝和隔膜制造工藝和限制，較大的閥體襯里和較大的隔膜制造工藝都很難，故隔膜不宜用于較大的管徑，一般應用在DN≤200mm以下的管路上。②由于受隔膜材料的限制，隔膜閥適用于低壓及溫度不高的場(chǎng)合。一般不超過(guò)180℃;③調節性能相對較差，只在小范圍內調節(一般在關(guān)閉至2/3開(kāi)度時(shí)，可用于流量調節)。
7、安全閥：是指在受壓容器、設備或管路上，作為超壓保護裝置。當設備、容器或管路內的壓力升高超過(guò)允許值時(shí)，閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，繼而全量排放，以防止設備、容器或管路和壓力繼續升高;當壓力降低到規定值時(shí)，閥門(mén)應自動(dòng)及時(shí)關(guān)閉，從而保護設備、容器或管路的安全運行。 W胐乞-屓瑌
8、蒸汽疏水閥：在輸送蒸汽、壓縮空氣等介質(zhì)中，會(huì )有一些冷凝水形成，為了保證裝置的工作效率和安全運轉，就應及時(shí)排放這些無(wú)用且有害的介質(zhì)，以保證裝置的消耗和使用。它有以下作用：①能迅速排除產(chǎn)生的凝結水;②防止蒸汽泄露;③排除空氣及其他不凝性氣體。
9、減壓閥：是通過(guò)調節，將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力，并依*介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動(dòng)保持穩定的閥門(mén)。 10、止回閥：又稱(chēng)逆流閥、逆止閥、背壓閥和單向閥。這些閥門(mén)是*管路中介質(zhì)本身的流動(dòng)產(chǎn)生的力自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉的，屬于一種自動(dòng)閥門(mén)。止回閥用于管路系統，其主要作用是防止介質(zhì)倒流、防止泵及驅動(dòng)電動(dòng)機反轉，以及容器介質(zhì)的泄放。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過(guò)系統壓的輔助系統提供補給的管路上。主要可分為旋啟式(依重心旋轉)與升降式(沿軸線(xiàn)移動(dòng))。
三、流量系數的定義
1、 C：在閥門(mén)全開(kāi)情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為1kgf/cm2 時(shí)，每小時(shí)流經(jīng)閥的體積(以m3表示)。C是流量系數的通用符號，我國過(guò)去長(cháng)期使用。
2、 Kv：在閥門(mén)全開(kāi)情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為100KPA時(shí)，每小時(shí)流經(jīng)閥的體積(以m3表示)。Kv=1.01C，目前我國推薦使用。
3、Cv：在閥門(mén)全開(kāi)情況下，溫度為15℃(華氏60度)的水，閥兩端壓差為1lb/in2 時(shí)每小時(shí)流經(jīng)閥的體積(以m3表示)。Cv=1.167C
