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閥門和履行機構類型簡介

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:955时间:2019-11-16

控製閥隨著閥芯或閥板的位置被履行機構提供的力而改變,控製閥調節流體的流量。為了如許做,閥門必須:包含流體而沒有外部泄漏,針對利用工況有足夠的流通能力 ,能夠承受介質的衝洗性、腐蝕性和溫度的影響 ,具有相應的連接端型式以與相鄰的管道相配合,並建立履行機構連接方式以使得履行機構推力傳遞給閥芯連接杆或旋轉閥軸。多年來已推出了很多類型的控製閥體。有些用處廣泛;其它一些則滿足特殊的工況條件,所以不經常使用。下麵概括先容了一些今天仍然在使用的常見的控製閥體類型。直通式閥單閥座閥體單閥座閥體是最多見的閥體類型,而且結構簡單。單閥座閥門有各種各樣的形式,如直通式、角形、棒形、鑄造和分體式結構。通常單閥座閥門被指定用於要求嚴密封閉的場合。它們使用金屬對金屬閥座表麵、或者由PTFE或其它複合材料構成密封的軟閥座。單閥座閥門能夠處理大部分的工況要求。由於高壓流體通常把負載加在閥座的全部區域,在為單閥座控製閥體選擇履行機構時必須考慮產生的不平衡力。盡管較小口徑的單閥座閥最常用,但是它們也經常有4英寸至8英寸的口徑,配備大推力的履行機構。很多現代的單座閥體采用閥籠或保持架式的結構以固定閥座環,提供閥芯導向,並提供一種建立閥門流量特性的方法。保持架式閥內件還具有維護簡單、改變閥芯就可以改變流量特性的特點。通過更換閥內件零部件,閥籠或保持架式的單座閥體也可以很輕易地被修改,以實現減小流通能力、降低噪聲、減少或消除氣蝕的目的。圖1表示其中兩種比較常用的單閥座或單座直通式控製閥體類型。它們廣泛用於過程控製場合,特別是口徑為1英寸至4英寸的單座閥。正常流向通常是向上通過閥座環。角形閥幾乎總是單閥座的(圖2)。它們經常用於鍋爐給水 、加熱器疏水工況、和空間有限且閥門也可以被用作彎管的管道連接處。圖示的閥門采用籠式結構。其它閥門可能采用螺紋旋進式閥座環、擴展式輸出連接端 、限流內件、和減少衝洗性破壞的出口內襯。棒形閥體通常被指定用於化學產業裏的腐蝕性利用處合(圖3)。它們可由任何金屬棒形材料和一些塑料機加工而成。當抵抗腐蝕需要稀有金屬合金時,一個棒形閥體通常比一個鑄造閥體更加便宜。高壓單閥座直通式閥通常用於氣體和石油的加工生產(圖4)。可提供的選項包括閥籠導向閥內件、閥體與閥蓋間的螺栓式連接、和自排放角形閥體。壓力額定值高達ANSI2500的法蘭形式也可提供。

平衡閥芯籠式閥體這類常見的在某種意義上隻使用一個閥座環的單閥座閥體類型,具有通常隻與雙閥座閥體(圖5)有關的平衡閥芯的優點 。閥籠式閥內件提供閥芯導向,固定閥座環,並規定流量特性。另外,位於閥芯上部和閥籠缸體之間的一個滑動活塞環形密封實際上消除了上遊高壓流體進進低壓下遊係統的泄漏。下遊壓力同時感化在閥芯的頂和底部,是以消除了大部分的靜態不平衡力。減少不平衡力可以使閥門配備比傳統的單閥座閥體更加小的履行機構就可以操縱。閥內件的互換性許可選擇多種流量特性、降低噪聲或抵抗氣蝕的部件 。對於大部分可以提供的閥內件形式,標準的流向是通過閥籠的開口並向下通過閥座環。這些閥體有各種各樣的材料組合,口徑大至20英寸,壓力額定值高達ANSI2500。

大流通能力閥籠導向閥體這類上麵提到過的閥籠導向閥體的改進形式是為噪聲利用處合如高壓氣體節流站而設計的 。在這些利用處合,傳統閥體的出口處經常碰到氣體的音速題目(圖6)。這類結構融進超大尺寸的連接端 ,具有流線型通道和閥籠式結構的維護簡單的特點。使用降噪內件可以降低總的噪聲水平高達35分貝。也可以提供連接端尺寸至20英寸、壓力等級ANSI600的帶螺紋式閥座環的無閥籠閥體,和針對液體工況的閥體形式。流向取決於指定的工況和選擇的內件,不平衡結構通常向上流,而平衡結構通常向下流。

閥座導向單閥座閥體這些閥體通常限製到150Psi(10bar)的最大壓力降。它們易受到由流速激發的振動的幹擾。閥座導向單閥座閥體典型地使用螺紋旋進式閥座環。這類閥座環可能在使用以後拆卸比較困難 。

雙閥座閥體閥芯上的動態力趨向於平衡,由於流體趨向於打開一個閥座,並同時封閉另外一個。減小感化在閥芯上的動態力許可選擇一個比具有類似流通能力的單閥座閥體所需的更小的履行機構。閥體通常隻有較大的口徑:4英寸或更大 。閥體通常比同等口徑的單閥座閥體有更大的流通能力。很多雙閥座閥體都可以反向,所以閥芯可以安裝成向下推打開或向下推封閉的感化方式(圖7)。盡管***封閉能力也是可能的,金屬對金屬閥座通常隻提供二級封閉能力 。閥座導向的閥芯通常用於開-關或低壓調節工況。頂底導向式閥芯為惡劣工況條件提供非常穩定的操縱。圖7所示的控製閥體是為向下推打開閥芯的感化方式而組裝的 。閥芯在本質上是平衡的,而且需要相對較小的履行機構力就能使閥門動作。雙閥座閥體結構典型地用於煉油廠裏控製高粘度流體,或者擔心有顆粒、汙染物、或閥內件上有流體積汙的場合。

三通閥體三個管道連接口具有通常的合流(流體混合)或分流(流體分散)感化。最好的結構采用閥籠式閥內件,以獲得良好的閥芯導向和維護的簡單性。可選項包括針對高溫工況的內件材料 。為了與大部分的管道連接相配合,可以指定標準的連接端(法蘭 、螺紋、對焊等)。履行機構的選擇需要細心的考慮,特別是對於配備不平衡閥芯的結構。圖示的平衡閥芯三通閥體鄙人麵位置配備活塞式閥芯(圖8)。這個位置打開從底下的共同口至右邊的口 ,並封閉左邊的口。這類結構可以用於合流或分流的中間位置的調節式控製。

旋轉閥蝶閥閥體閥體需要最小的安裝空間(圖9)它們具有大的流通能力、小的經過閥門的壓力損失。蝶閥閥體具有每投資1美元流通能力的經濟性,特別是較大尺寸的蝶閥。傳統輪廓的閥板提供閥板旋轉角最大至60度的調節式控製。動態流線型閥板適適用於需要90度閥板旋轉角的利用處合。閥體配合標準的凸麵管道法蘭。假如閥門很大或壓力降很高 ,蝶閥閥體可能需要高輸出力或大型的履行機構,由於操縱力矩可能會很大。有極其嚴格的泄漏要求的用於核電廠利用工況的閥體也可提供。帶腈或聚四氟乙烯(PTFE)的標準內襯能夠提供良好的封閉能力和抗腐蝕性。標準蝶閥有最大至72英寸的口徑,可用於其它控製閥利用處合。較小口徑的蝶閥可以使用傳統的氣動薄膜閥可以使用傳統的氣動薄膜或活塞履行機構,包括現代的旋轉式履行機構。較大口徑的蝶閥可能需要高輸出的電動或長行程氣缸式履行機構。蝶閥揭示出近似等百分比的流量特性。它們可以用於調節或開關式控製。在閥體或閥板表麵上使用內襯或可調軟閥座環可以獲得軟閥座結構。一個動態輪廓閥板,可以實現全90度閥板旋轉角的控製 ,盡管傳統的閥板通常限製於60度的旋轉角。

V形切口球控製閥這個結構類似於一個傳統的球閥,但是在球上帶有V形切口(圖10)。V形切口球提供等百分比的流量特性。這類控製閥有良好的可調比 、控製和封閉能力。造紙產業、化工廠 、汙水處理工廠、電力產業和石化煉油工廠使用這類閥體。直流通式結構產生很小的壓力降。V形切口球控製閥體適合於衝洗性或粘滯性流體、紙漿或其它包含混合固體或纖維的漿料流體。它們使用標準的薄膜或活塞旋轉式履行機構。球在旋轉的時候仍然與密封接觸。隨著球的封閉,這會產生一種剪切效果,從而使顆粒粘附降至最低。閥體可配備重負荷或充填PTFE複合材料的球密封環,以提供良好的超過300:1的可調比。V形切口球控製閥體有沒有法蘭或帶法蘭連接端。帶法蘭或無法蘭閥門可以與ANSI150、300或600的法蘭或DIN標準的法蘭配對。

偏心閥板控製閥體閥體提供有效的調節式控製。偏心閥板控製閥體在90度的閥板旋轉角度內提供線性的流量特性(圖11)在閥板開始打開後,閥板的偏心安裝方式會把閥板拉離密封,從而把密封磨損減少至最小。偏心閥板控製閥體有最高至24英寸的口徑,可配合標準的ASME法蘭。它們使用標準的氣動薄膜或活塞旋轉式履行機構。標準流向取決於密封結構。反向流會產生較小的流通能力。偏心閥板旋轉式控製閥是為不需要精確的調節式控製的普通工況而設計的。由於比其它類型的控製閥相對低的本錢,它們經常用在要求大口徑和高溫度的場合。這類閥門的控製範圍大約是球閥或直通閥的三分之一。是以,在口徑計算和使用這類閥門來解決與過程工況變化有關的控製題目的時候需要格外小心。這些閥門在恒定的過程工況下可以工作得很好。

偏心球塞(旋轉)控製閥體該閥門組件抵抗衝洗性。堅固的閥體和閥內件結構能處理高達427℃的溫度和103bar的封閉壓差。偏心球塞的偏心軌道在球塞打開時會把它與閥座環的接觸減至最小,從而減少閥座磨損和磨擦,延長閥座壽命,並改善調節性能(圖12。自對中閥座環和堅固的球塞許可前向或反向流,在任意方向上都有嚴密的封閉。在為抗衝洗選型時 ,球塞、閥座環和保持環可采用硬化材質,包括陶瓷。為了滿足較高流通能力的需要,提供部分V形切口球以替換球塞的結構也可提供。這類旋轉式控製閥適用於衝洗性、焦化和其它難處理流體,提供調節式或開關式操縱。這些帶法蘭或不帶法蘭的閥門具有流線型通道和堅固的金屬閥內件部件的特點,可以取得漿料利用處合的值得信賴的控製。冶金、石化提煉、電力和紙漿與造紙產業使用這些閥門。

控製閥連接端把控製閥安裝在管道裏的三種常用方法是旋進式管螺紋、螺栓緊固帶墊片法蘭和焊接連接端。

旋進式管螺紋旋進式連接端,常用於小型控製閥,具有比法蘭連接端更好的經濟性 。通常指定的螺紋是閥體上的錐管陰螺紋NPT(美國國家管道螺紋)。它們通過與管道端上配對的陽螺紋相結合形成金屬對金屬的密封 。這類連接形式通常限製於不大於2英寸的閥門,不推薦用於高<1頁

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