【科普】各种阀门工作原理这一次科普完！

发布时间： 2024-06-18 栏目：过滤器系列

  视频中展示的阀门依次是：1. 截止阀。2. 蝶阀。3. 球阀（浮动球）。4. 闸阀（平行闸板阀）。5.截止阀。6.止回阀（双板） 。

  看了上面的视频，如果还对以上阀门的工作原理不太了解，那么请看小七下面用文字一一分析各种阀门的种类及其工作原理。

  闸阀也叫闸板阀, 是一种普遍的使用的阀门。它的闭合原 理是闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整一致, 相互贴合, 可阻止介质流过, 并依靠顶模、弹簧或闸板的模形, 来 增强密封效果。它在管路中主要起切断作用。

  它的优点是 : 流体阻力小, 启闭省劲, 可以在介质双向 流动的情况下使用, 没有方向性, 全开时密封面不易冲蚀, 结构长度短, 不仅适合做小阀门, 而且适合做大阀门。

  闸阀按阀杆螺纹分两类 , 一是明杆式 , 二是暗杆式。按闸板构造分 , 也分两类 , 一是平行 , 二是模式。

  截止阀, 也叫截门, 是使用最广泛的一种阀门, 它之所以广受欢迎, 是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小, 比较耐用, 开启高度不大, 制造容易, 维修方便, 不仅适用于中低压, 而且适用于高压。

  它的闭合原理是, 依靠阀杠压力, 使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合, 阻止介质流通。

  截止阀只许介质单向流动, 安装时有方向性。它的结构长度大于闸阀, 同时流体阻力大, 长时间运行时, 密封可靠性不强。

  蝶阀也叫蝴蝶阀, 顾名思义, 它的关键性部件好似蝴蝶迎风, 自由回旋 。

  蝶阀的阀瓣是圆盘, 围绕阀座内的一个轴旋转, 旋角的大小, 便是阀门的开闭度。

  蝶阀具有轻巧的特点 , 比其他阀门要节省材料, 结构相对比较简单, 开闭迅速, 切断和节流都能用, 流体阻力小, 操作省力。蝶阀, 能做成很大口径。可使用蝶阀的地方, 建议还是不要使闸阀, 因为蝶阀比闸阀经济, 而且调节性好。目前, 蝶阀在热水管路得到普遍的使用。

  球阀的工作原理是靠旋转阀恋来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便, 体积小, 能做成很大口径, 密封可靠, 结构相对比较简单, 维修方便, 密封面与球面常在闭合状态, 不易被介质 冲蚀, 在各行业得到普遍的应用。

  旋塞阀是依靠旋塞体绕阀体中心线旋转, 以达到开启与关闭的目的。它的作用是切断、分田和改变介质流向。结构相对比较简单, 外观尺寸小, 操作时只须旋转90度, 流体阻力也不大。其缺点是开关费力 , 密封面容易磨损, 高温时容易卡住, 不适宜于调节流量。

  旋塞阀 , 也叫旋塞、考克、转心门。它的种类很多, 有直通式、 三通式和四通式

  止回阀是依靠流体本身的力量自动启闭的阀门,它的作用是 阻止介质倒流。它的名称很多, 如 逆止阀、单向阀、单流门等。按结构可分两类。

  (1) 升降式 : 阀瓣沿着阀体垂 直中心线移动。这类止回阀有两种 : 一种是卧式 , 装于水平管道 , 阀体外形与截止阀相似 , 另一种是立式 , 装于垂直管道 , 。

  (2) 旋启式 : 阀瓣围绕座外的销轴旋转, 这类阀门有单 瓣、双瓣和多瓣之分, 但原理是相同的。

  水泵吸水管的吸水底阀是止回阀的变形, 它的结构与上述两类止因阀相同, 只是它的下端是开敞的, 以便可使水进入。

  减压阀是将介质压力降低到一定数值的自动阀门, 一般阀后压力要小于阀前压力的50% 。减压阀种类很多, 主要有活塞式和弹簧薄膜式两种。

  活塞式减压阀是通过活塞的作用进行减压的阀门。弹簧薄膜式减压阀, 是依靠弹簧和薄膜来进行压力平衡的。

  疏水阀也叫阻汽排水阀、汽水阀、疏水器、回水盒、回水门等。它的作用是自动排泄不断产生的凝结水, 而不让蒸汽出来。

  疏水阀要能“识别”蒸汽和凝结水，才能起到阻汽排水作用。“识别” 蒸汽和凝结水基于三个原理：密度差、温度差和相变。于是就根据三个原理制造出三种类型的疏水阀：分类为机械型、热静力型、热动力型。

  机械型也称浮子型，是利用凝结水与蒸汽的密度差，通过凝结水液位变化，使浮子升降带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水目的。机械型疏水阀的过冷度小，不受工作所承受的压力和气温变化的影响，有水即排，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。最大背压率为80%，工作质量高，是生产的基本工艺加热设备最理想的疏水阀。

  自由浮球式疏水阀的结构相对比较简单，内部只有一个活动部件精细研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子又是启闭件，无易损零件，常规使用的寿命很长，“YQ牌”疏水阀内部带有Y系列自动排空气装置，非常灵敏，能自动排空气，工作质量高。

  设备刚启动工作时，管道内的空气经过Y系列自动排空气装置排出，低温凝结水进入疏水阀内，凝结水的液位上升，浮球上升，阀门开启，凝结水迅速排出，蒸汽很快进入设备，设备迅速升温，Y系列自动排空气装置的感温液体膨胀，自动排空气装置关闭。疏水阀开始正常工作，浮球随凝结水液位升降，阻汽排水。自由浮球式

  疏水阀的阀座总处于液位以下，形成水封，无蒸汽泄漏，节约能源的效果好。最小工作所承受的压力0.01Mpa，从0.01Mpa至最高使用压力范围以内不受温度和工作所承受的压力波动的影响，连续排水。能排饱和温度凝结水，最小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。背压率大于85%，是生产的基本工艺加热设备最理想的疏水阀之一。

  自由半浮球式疏水阀只有一个半浮球式的球桶为活动部件，开口朝下，球桶即是启闭件，又是密封件。整个球面都可为密封，常规使用的寿命很长，能抗水锤，没有容易损坏物件，无故障，经久耐用，无蒸汽泄漏。背压率大于80%，能排饱和温度凝结水，最小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。

  当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水经过发射管进入疏水阀内，阀内的双金属片排空元件把球桶弹开，阀门开启，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入球桶内，球桶产生向上浮力，同时阀内的温度上升，双金属片排空元件收缩，球捅漂向阀口，截止阀,电磁阀,阀门关闭。当球桶内的蒸汽变成凝结水，球桶失去浮力往下沉，阀门开启，凝结水迅速排出。当蒸汽再进入球桶之内，阀门再关闭，间断和连续工作。

  杠杆浮球式疏水阀基本特点与自由浮球式相同，调节阀,减压阀,内部结构是浮球连接杠杆带动阀心，随凝结水的液位升降进行开关阀门。杠杆浮球式疏水阀利用双阀座增加凝结水排量，可达到体积小排量大，最大疏水量达100吨/小时，是大型加热设备最理想的疏水阀。

  倒吊桶式疏水阀内部是一个倒吊桶为液位敏感件，吊桶开口向下，倒吊桶连接杠杆带动阀心开闭阀门。倒吊桶式疏水阀能排空气，不怕水击，抗污性能好。过冷度小，漏汽率小于3%，最大背压率为75%，连接件比较多，灵敏度不如自由浮球式疏水阀。因倒吊桶式疏水阀是靠蒸汽向上浮力关闭阀门，工作压差小于0.1MPA时，不适合选用。

  当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水进入疏水阀内，倒吊桶靠自身重量下坠，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入倒吊桶内，倒吊桶的蒸汽产生向上浮力，倒吊桶上升连接杠杆带动阀心关闭球阀,闸阀。倒吊桶上开有一小孔，当一部份蒸汽从小孔排出，另一部份蒸汽产生凝结水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门，循环工作，间断排水。

  疏水阀有两个隔离的阀腔，由两根不锈钢管连通上下阀腔，它是由浮球式和倒吊桶式疏水阀的组合，该阀结构先进合理，在过热、高压、小负荷的工作状况下，能及时地排放过热蒸汽消失时形成的凝结水，有效地阻止过热蒸汽泄漏，工作质量高。最高允许温度为600℃，阀体为全不锈钢，阀座为硬质合金钢，常规使用的寿命长，是过热蒸汽专用疏水阀，取得两项国家专利，填补了国内空白。

  当凝结水进入下阀腔，副阀的浮球随液位上升，浮球封闭进汽管孔。凝结水经进水导管上升到主阀腔，倒吊桶靠自重下坠，带动阀心打开主阀门，排放凝结水。当副阀腔的凝结水液位下降时，浮球随液位下降，副阀打开。蒸汽从进汽管进入上主阀腔内的倒吊桶里，倒吊桶产生向上的浮力，倒吊桶带动阀心关闭主阀门。当副阀腔的凝结水液位再升高时，下一个循环周期又开始，间断排水。

  这类疏水阀是利用蒸汽和凝结水的温差引起感温元件的变型或膨胀带动阀心启闭阀门。热静力型疏水阀的过冷度比较大，一般过冷度为15度到40度，它能利用凝结水中的一部分显热，阀前始终存有高温凝结水，无蒸汽泄漏，节约能源的效果显着。是在蒸汽供热管道，伴热管线、小型加热设备，采暖设备，温度要求不高的小型加热设备上，最理想的疏水阀 。

  膜盒式疏水阀的主要动作元件是金属膜盒，内充一种气化温度比水的饱和温度低的液体,有开阀温度不高于饱和温度15℃和30℃两种供选择。膜盒式疏水阀的反应特别灵敏，不怕冻，体积小，耐过热，任意位置都可安装。背压率大于80%，能排不凝结气体，膜盒坚固，常规使用的寿命长，维修方便，使用范围很广。

  当设备或管道中的蒸汽流人疏水阀后, 因为蒸汽比凝结 水的粘度小、流速高 , 所以阀片与阀座问容易造成负压, 同时部分蒸汽流入变压室 , 故使阀片上面的受力大于下面的受力 , 使阀片迅速关闭。这样周期性地工作 , 既可自动排出凝结水 , 又能阻止蒸汽外逸。

  安全阀是为避免压力设备和容器或易引起压力升高或容器内部压力超过限度而发生爆裂的安全保护装置。安全阀是能承受压力的容器、锅炉、用于承受压力的管道等压力系统使用广泛的一种安全保护装置，保证压力系统安全运行。

  当容器压力超出原有设计规定时，安全阀自动开启，排出气体降低器内的过高压，防止容器或管线破坏。而当容器内的压力降至正常操作压力时，即自动关闭避免因容器超压排出全部气体，从而造成浪费和生产中断。

  安全阀主要由阀座、阀瓣（阀芯）和加载机构三部分所组成。阀座有的和阀体是一个整体，有的是和阀体组装在一起的，它与设备连通。阀瓣常连带有阀杆，它紧扣在阀座上。阀瓣上面是加载机构，载荷的大小能调节。当设备内的压力在一定的工作所承受的压力范围以内时，内部介质作用于阀瓣上面的力小于加载机构加在阀上面的力，两者之差构成阀瓣与阀座之间的密封力，使阀瓣紧压着阀座，设备的介质无法排出。

  当设备内的压力超过规定的工作所承受的压力并达到安全阀的开启压力时，内部介质作用于闹瓣上面的力大于加载机构施加在它上面的力，于是阀瓣离开阀座，安全阀开启，设备内的介质即通过阀座排出、如果安全阀的排量大于设备的安全泄放量，设备内压力即逐渐下降，而且通过短时间的排气后，压力即降回至正常工作所承受的压力。

  此时内压作用于阀瓣上面的力又小于加载机构施加在它上面的力，阀瓣又紧压着阀座，介质停止排出，设备保持正常的工作压力继续运行。所以，安全阀是通过阀瓣上介质作用力与加载机构作用力的消长，自行关闭或开启以达到防止设备超压的目的。

  目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。其他的还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要是依靠弹簧的作用力而工作，弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的，一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式，蒸汽或惰性气体等能选用不封闭式，在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可以用作手动紧急泄压用。

  杠杆式安全阀主要是依靠杠杆重锤的作用力而工作，但由于杠杆式安全阀体积非常庞大往往限制了选用范围。温度比较高时选用带散热器的安全阀。安全阀的主要参数是排量，这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度，由开启高度不同，又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1／40～l／20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1／4。

  调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自动控制阀门的开度，进而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。

  调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分所组成。调节阀通常分为直通单座式调节阀和直通双座式调节阀两种，后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点，所以通常非常适合于大流量、高压降和泄漏少的场合。

  调节阀按行程特点可分为：直行程和角行程。直行程包括：单座阀、双座阀、套筒阀、笼式阀、角形阀、三通阀、隔膜阀；角行程包括：蝶阀、球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型调节阀。

  调节阀按驱动方式可分为：手动调节阀、气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀，即以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质（如油等）压力为动力的液动调节阀；

  隔膜阀用耐腐蚀衬里的阀体和耐腐蚀隔膜代替阀芯组件，利用隔膜的移动起调节作用。隔膜阀的阀体材料采取使用铸铁、铸钢，或铸造不锈钢，并衬以各种耐腐蚀或耐磨材料、隔膜材料橡胶及聚四氟乙烯。衬里的隔膜耐腐蚀和抗老化性能强，适用于强酸、强碱等强腐蚀性介质的调节。

  隔膜阀的结构相对比较简单、流体阻力小、流通能力较同规格的别的类型阀大；无泄漏，能用于高粘度及有悬浮颗粒介质的调节。隔膜把介质与阀杆上腔隔离，所以没有填料介质也不会外漏。但是，由于隔膜和衬里材料的限制，耐压性、耐温性较差，一般只适用于1.6MPa公称压力和150℃以下。

  隔膜阀的流量特殊性质接近快开特性，在60%行程前近似为线%后的流量变化不大。气动形式的隔膜阀尚可附装反馈信号、限位器及定位器等装置，以适应自控、程控或调节流量的需要。气动隔膜阀的反馈信号采用无触点传感技术。该产品采用薄膜式推进气缸，替代活塞气缸，排除了活塞环易损坏，造成泄漏而导致没办法推动阀门启闭的弊端。当气源出现故障时，尚可操作手轮使阀门启闭。

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