浅析阀门原理及应用

王明

【摘 要】阀门是管道系统中的一项重要组成部分，具有不可忽视的作用。本文作者对阀门的原理进行了详细介绍，并提出了相应的建议，希望相关工作人员在进行阀门安装于维修的过程中能够根据实际情况进行科学、合理的选择。

【关键词】阀门；故障；维修；建议

0.前言

阀门是管道流体系统中的重要控制部件，其基本功能有： 接通或切断、调节压力、引导流向、防止逆流、稳压泄压等。阀门的种类繁多、功能多样，控制水、蒸汽、空气、油类、腐蚀类、泥浆等各种介质的阀门产品在国内大概有几千种。长期以来，管道阀门在运行过程中“关不严、漏水、更换频繁”等通病比比皆是，除了有阀门本身的质量问题及施工安装不当的原因之外，还与阀门的选用有很大的关系，很多情况下是由于阀门选用不当造成的。由于流体的切断、连通、分流、泄流等功能是通过阀门来实现的，因此，阀门的选型和安装直接关系到其使用效果的好坏。本文对管道阀门的优劣性进行了分析，供选用阀门时参考。

1.阀门简介

1.1公称通径与公称压力

阀门的两个重要指标就是公称通径与公称压力。其中公称通径：用“DN+数字”表示阀门口径，但它并不是阀门口径的实测值，根据国家标准的规定，实测值大于等于公称通径值的95%。一般阀门采用公制，美标阀门为英制；而公称压力：则是用“PN+数字”表示压力大小，公称压力不等于阀门的实际测量值，它是阀门在基准温度下允许的最大工作压力，选用时应向此值“靠拢”。

1.2阀门的特性

阀门的特性主要表现在使用以及结构上，其中使用特性包括阀门的种类、结构、材质等，不同使用特性的阀门所使用的范围以及性能都是不同的；而使用结构上的特性主要包括阀门的大小、连接方式以及阀杆的结构等，不同结构的阀门所需要的保养以及维修方法都是不同的，这就需要根据实际情况进行选择。

1.3性能指标

阀门的性能指标主要包括流量系数、气蚀系数以及密封性能这三方面。首先，流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数越大，说明介质通过阀门时的压力损失越小；其次，气蚀系数：需根据使用工况实测得到；最后密封性能是阀门密封部位介质泄漏大小的一个指标，分为内漏与外漏两种。内漏就是指“关不严”，外漏就是指由阀内流向阀外。

1.4铸造缺陷

因阀门生产采用铸造工艺，有时不可避免地产生一些缺陷，如砂眼、气孔、疏松、渣孔、等的孔眼类缺陷；冷、热裂纹类缺陷；结构形状尺寸缺陷等。

1.5生产标准

阀门生产分为国标和企标两种，阀门铭标一定要注明国标编号或企标的相关说明。阀门的说明书务必标明：规格型号、工作压力、制造标准、阀杆材质、密封材质、填料材质、流体流向、制造厂厂名、出厂日期、出厂编号、安装维护的注意事项等。

2.管道阀门的优劣性分析

不同的工况、不同的环境、不同的介质以及不同的使用要求，催生出形式多样的各种阀门。下面以几种常用的阀门为例，简单地分析其优缺点。

2.1闸阀

闸阀的工作原理主要是通过压力阀门，关闭和疏导流体。具有流体压力损失小、流体流动不受限制、形体结构简单、坚固耐用、而且具有成熟的制造技术等优点。但缺点是体积大、笨重开启高度较高、安装空间大、密封面容易产生划痕、闸板与阀杆容易脱落、高速液流会造成局部开放条件下闸门的振动。适用于不经常开启和关闭的管道系统。

2.2截止阀

截止阀的工作原理主要是阀瓣沿阀座中心移动，对阀门进行启闭。优点在于耐高温、耐磨，制造工艺性比较好，便于维修。而缺点则是流体压力损失大，开启速度慢。只允许介质单向流动，密封性稍差。适用范围：适用于采暖及蒸汽系统，在管道系统中，需要对流量切断一般采用截止阀。

2.3蝶阀

蝶阀的工作原理是阀瓣是一个圆盘，阀杆在0°～90°范围内往复回转实现阀门的启闭。优点在于结构简单，体积小、质量轻，操作简单，流体压力损失小。而缺点则是流量调节范围不大，密封性能较差，阀板受介质的冲蚀较大。适用范围： 适用于空间小、大口径管道系统中。

3.阀门的安装及使用

3.1止回阀的安装

止回阀分为升降式、旋启式两种。DN<50mm时，宜选用升降式； 口径DN≥50mm 时，宜选用旋启式。升降式止回阀只能安装在水平管道上，旋启式止回阀在水平或垂直管道均可以安装。升降式止回阀安装时要保证其阀瓣垂直，以便升降灵活； 旋启式止回阀安装时要保证其销轴水平，以便旋启灵活。升降式止回阀的阻力比旋启式止回阀大一些； 大口径管道及水泵出口处宜采用缓闭式止回阀，且在止回阀上部设有球阀或闸阀，以方便检修； 对于装有管道倒流防止器的管段，无需再安装止回阀。

3.2减压阀的安装

安装减压阀一般情况下需要增加旁通管。但是，给水系统在分区需要增设减压阀时，一定不能增设旁通管，而要设两组同样配置的减压阀，一用一备。减压阀要直立安装在水平管道上，不能倾斜。

3.3控制阀

有时为了调节控制流体的压力、流量等参数，需要安装调节机构（ 控制阀），其原理是改变阀门阀瓣与阀座间的流通面积，以达到调节的目的，控制方式一般有电动式、气动式、液压式等。常用的控制阀有电动调节阀、减压阀、气动调节阀、稳压阀等。

3.4阀门选用及使用原则

截止阀一般用于DN≤50mm供水管网中，空调管道尽量少用截止阀。闸阀通常用于不需要经常启闭，而且长期保持闸板全开或全闭的情况下。闸阀不能作为调节流量使用，一般不用于输送泥浆等介质的管路中。闸阀在小开度时，关闭速度一定要慢，不然会产生水锤。一般情况下，蝶阀口径<150mm 时采用手柄式（D71X、D41X），蝶阀口径>150mm 时采用蜗轮传动式（D371X、D341X）。蝶阀作为调节流量使用时，15°开度内不宜长期使用，这样会产生振动和气蚀。其他功能阀门的选用。①要求关闭较严密的阀门：截止阀、柱塞阀、球阀；②控制流量的阀门：截止阀、旋塞阀、球阀；③改变方向的阀门：旋塞阀、球阀；④带有悬浮颗粒的流体的阀门：球阀和旋塞阀；⑤全开、全闭最方便的阀门：球阀、闸阀；⑥安装空间小的场所宜采用的阀门：蝶阀、球阀；⑦水泵进出口宜采用的阀门：蝶阀；⑧分、集水器之间采用的阀门：压差旁通阀；⑨具有方向性的阀门：截止阀、节流阀、减压阀、止回阀；⑩供热工程中变流量系统采用的阀门：平衡阀。

3.5阀门的安装

给水工程的阀门内壁涂料必须是无毒的，用于污水工程的阀门应耐腐蚀、不易堵塞。阀门安装质量的好坏直接影响到使用效果，若安装不当，可能使阀门的性能下降，所以必须予以重视。

第一、阀门安装前，必须仔细阅读阀门说明书； 分清阀门的方向和位置。

第二、 阀门吊装时，绳索应绑在阀盖与阀体的法兰连接处，不能拴在手轮或阀杆上。

第三、阀门与管道对口连接时，不得生拉硬拽强行对口。法兰螺栓要对角线分次紧固，最后再依次拧紧。

第四，阀门的全程安装过程中拐弯部分不要太多。

第五，阀门部分的安装要保证麻丝的稳定性，通过麻丝沿线涂料来减少锈迹堆积，这样会影响阀门的使用安全性。

第六，在蒸汽型的管道安装过程中，安装的固定阀门支架必须要设置正确的位置和恰当的安装使用规则，保证管道的热胀冷缩的变化不会导致阀门的爆裂。 [科]

【参考文献】

[1]裘叶琴.浅析阀门设计领域中的知识构成问题[J].科技创新导报，2010.12：17-19.

[2]刘进.阀门常见故障原因及处理方法[J].科技创新导报，2011.09：38-40.

[3]陈长军，王魏，王海涛，车福利.阀门常见故障及其保养维护研究[J].机电信息，2012.11：33-35.

[4]潘志利.化工企业阀门故障预防管理探讨[J].黑龙江科技信息，2013.10：26-28.

[5]刘万捷.电厂阀门检修中常见问题及处理工艺[J].科技促进发展（应用版），2011.04：30-32.