阀门的基础知识之常用阀门的类型和用途（下篇）

六、球阀

球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。
球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。
球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点：
1、流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。
2、结构简单、体积小、重量轻。
3、紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广
泛使用。
4、操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。
5、维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。
6、在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密
封面的侵蚀。
7、适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。
球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。
球阀按结构形式可分：
（一）浮动球球阀
球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。如图2—5所示。

        图 2-5

浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。
（二）固定球球阀
球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。如图2—6所示。
为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。
（三）弹性球球阀
球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。
如图2—7所示。
弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。
球阀按其通道位置可分为直通式，三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。

               图2-6图2-7

七、蝶阀

蝶板在阀体内绕固定轴旋转的阀门，叫蝶阀。
1、作为密封型的蝶阀，是在合成橡胶出现以后，才给它带来了迅速的发展，因此它是一种新型的截流阀。在我国直至二十世纪八十年代，蝶阀主要作用于低压阀门，阀座采用合成橡胶，到九十年代，由于国外交流增多，硬密封〈金属密封〉蝶阀得以迅速发展。目前已有多家阀门厂能稳定地生产中压金属密封蝶阀，使蝶阀应运领域更为广泛。
2、蝶阀能输送和控制的介质有水、凝结水、循环水、污水、海水、空气、煤气、液态天然气、干燥粉末、泥浆、果浆及带悬浮物的混合物。
目前国产蝶阀参数如下：
公称压力：PN0.25——4.0MPa
公称统径：DN100——3000mm
工作温度：≤425℃
3、蝶阀种类：
根据连接方式：法兰式、对夹式。
根据密封面材料；软密封、硬密封。
根据结构形式，蝶阀可分成以下类型：
                          ——板式
             蝶阀      ——斜板式
                          ——偏置板式
                          ——杠杆式
4、蝶阀的特点：
（1）结构简单，外形尺寸小。由于结构紧凑，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。
（2）流体阻力小，全开时，阀座通道有效流通面积较大，因而流体阻力较小。
（3）启闭方便迅速，调节性能好，蝶板旋转90°既可完成启闭。通过改变蝶板的旋转角度可以分级控   制流量。
（4）启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。
（5）低压密封性能好，密封面材料一般采用橡胶、塑料、故密封性能好。受密封圈材料的限制，蝶阀的使用压力和工作温度范围较小。但硬密封蝶阀的使用压力和工作温度范围，都有了很大的提高。
5、蝶阀的结构
蝶阀主要由阀体、蝶板、阀杆、密封圈和传动装置组成。蝶阀的结构见图1--21。
（1）阀体    阀体呈圆筒状，上下部分各有一个圆柱形凸台，用于安装阀杆。蝶阀与管道多采用法兰连接；如采用对夹连接，其结构长度最小。
（2）阀杆     阀杆是蝶板的转轴，轴端采用填料函密封结构，可防止介质外漏。阀杆上端与传动装置直接相接，以传递力矩。
（3）蝶板     蝶板是蝶阀的启闭件。根据蝶板在阀体中的安装方式，蝶阀可以分成以下几种形式：
①中心对称板。见图1--21（A），阀杆固定在蝶板的径向中心孔上，阀杆与蝶板均垂直安装

(a)(b)(c)(d)
图1-2 蝶阀结构图
a: 板式    b:斜板式  c:偏置板式  d:杠杆式

（二）非密封形蝶阀：关闭时不能保证密封的蝶阀。在管路中只能做节流用，密封圈通常是用金属制成的。

八、安全阀

安全阀是防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门。
安全阀在管路中，当介质工作压力超过规定数值时，阀门便自动开启，排放出多余介质；而当工作压力恢复到规定值时，又自动关闭。
（一）安全阀常用的术语
1、开启压力：当介质压力上升到规定压力数值时，阀瓣便自动开启，介质迅速喷出，此时阀门进口处压力称为开启压力。
2、排放压力；阀瓣开启后，如设备管路中的介质压力继续上升，阀瓣应全开，排放额定的介质排量，这时阀门进口处的压力称为排放压力。
3、关闭压力：安全阀开启，排出了部分介质后，设备管路中的压力逐渐降低，当降低到小于工作压力的预定值时，阀瓣关闭，开启高度为零，介质停止流出。这时阀门进口处的压力称为关闭压力，又称回座压力。
4、工作压力；设备正常工作中的介质压力称为工作压力。此时安全阀处于密封状态。
5、排量：在排放介质阀瓣处于全开状态时，从阀门出口处测得的介质在单位时间内的排出量，称为阀的排量。
（二）安全阀的种类
1、根据安全阀的结构可分
（1）重锤（杠杆）式安全阀：用杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力。重锤式安全阀靠移动重锤的位置或改变重锤的重量来调整压力。它的优点在于结构简单；缺点是比较笨重回座力低。这种结构的安全阀只能用于固定的设备上。如图2--22所示。
 （2）弹簧式安全阀：利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力并使之密封。弹簧式安全阀靠调节弹簧的压缩量来调整压力。它的优点在于比重锤式安全阀体积小、轻便，灵敏度高，安装位置不受严格限制；缺点是作用在阀杆上的力随弹簧变形而发生变化。同时必须注意弹簧的隔热和散热问题。弹簧式安全阀的弹簧作用力一般不要超过2000公斤。因为过大过硬的弹簧不适于精确的工作。如图2--23所示。
 （3）脉冲式安全阀：脉冲式安全阀由主阀和辅阀组成。主阀和辅阀连在一起，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作。如图2--24所示。

图2-22图2-23图2-24

脉冲式安全阀通常用于大口径管路上。因为大口径安全阀如采用重锤或弹簧式时都不适应。脉冲式安全阀由主阀和辅阀两部分组成。当管路中介质超过额定值时，辅阀首先动作带动主阀动作，排放出多余介质。
2、根据安全阀阀瓣最大开启高度与阀座通径之比，又为分可：
 （1）微启式：阀瓣的开启高度为阀座通径的1/20～1/10。如图2--25所示。由于开启高度小，对这种阀的结构和几何形状要求不象全启式那样严格，设计、制造、维修、和试验都比较方便，但效率较低。
 （2）全启式：阀瓣的开启高度为阀座通径的1/4～1/3。如图2--26所示。

图 2-25图2-26

全启式安全阀是借助气体介质的膨胀冲力，使阀瓣达到足够的升高和排量。它利用阀瓣和阀座的上、下两个调节环，使排出的介质在阀瓣和上下两个阀节环之间形成一个压力区，使阀瓣上升到要求的开启高度和规定的回座压力。此种结构灵敏度高，使用较多，但上、下调节环的位置难于调整，使用须仔细。
3、根据安全阀阀体构造又可分
（1）全封闭式：排放介质时不向外泄漏，而全部通过排泄管放掉。
（2）半封闭式：排放介质时，一部分通过排泄管排放，另一部分从阀盖与阀杆配合处向外泄漏。
（3）敞开式：排放介质时，不引到外面，直接由阀瓣上访排泄。