【技術】各種閥門原理及結構動態(tài)圖解！
發(fā)布時間：2021-06-24
閥門有哪些種類？其結構及工作原理在這里給大家分類總結：
1.截斷閥類主要用于截斷或接通介質流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、球閥、旋塞閥、蝶閥、柱塞閥、儀表針型閥等。
2.調節(jié)閥類主要用于調節(jié)介質的流量、壓力等。包括調節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥等。
3.止回閥類用于阻止介質倒流。包括各種結構的止回閥。
4.分流閥類用于分離、分配或混合介質。包括各種結構的分配閥和疏水閥等。
5.安全閥類用于介質超壓時的安全保護。包括各種類型的安全閥。
一、閘閥
靠閥板的上下移動，控制閥門開度。閥板象是一道閘門。閘閥關閉時，密封面可以只依靠介質壓力來密封，即只依靠介質壓力將閘板的密封面壓向另一側的閥座來保證密封面的密封，這就是自密封。大部分閘閥是采用強制密封的，即閥門關閉時，要依靠外力強行將閘板壓向閥座，以保證密封面的密封性。閘閥的種類 ,按密封面配置可分為楔式閘板式閘閥和平行閘板式閘閥 , 楔式閘板式閘閥又可分為 : 單閘板式、雙閘板式和彈性閘板式；平行閘板式閘閥可分為單閘板式和雙閘板式。按閥桿的螺紋位置劃分，可分為明桿閘閥和暗桿閘閥兩種。國內生產閘閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。
性能特點：
優(yōu)點：
1、流動阻力小。閥體內部介質通道是直通的，介質成直線流動，流動阻力小。
2、啟閉時較省力。是與截止閥相比而言，因為無論是開或閉，閘板運動方向均與介質流動方 向相垂直。
3、高度大，啟閉時間長。閘板的啟閉行程較大，降是通過螺桿進行的。
4、水錘現(xiàn)象不易產生。原因是關閉時間長。
5、介質可向兩側任意方向流動，易于安裝。閘閥通道兩側是對稱的。
6、結構長度(系殼體兩連接端面之間的距離)較小。
7、形體簡單 , 結構長度短，制造工藝性好，適用范圍廣。
8、結構緊湊，閥門剛性好，通道流暢，流阻數(shù)小，密封面采用不銹鋼和硬質合金，使用壽命長，采用PTFE填料．密封可靠．操作輕便靈活．
缺點：
密封面之間易引起沖蝕和擦傷，維修比較困難。外形尺寸較大，開啟需要一定的空間，開閉時間長。結構較復雜。
二、截止閥
靠圓形閥芯上下移動，控制閥門開度。截止閥又稱截門閥，是使用最廣泛的一種閥門之一，屬于強制密封式閥門，所以在閥門關閉時，必須向閥瓣施加壓力，以強制密封面不泄漏。當介質由閥瓣下方進入閥門時，操作力所需要克服的阻力，是閥桿和填料的摩擦力與由介質的壓力所產生的推力，關閥門的力比開閥門的力大，所以閥桿的直徑要大，否則會發(fā)生閥桿頂彎的故障。
性能特點：
截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關閉行程相對較短，并具有非常可靠的切斷動作，使得這種閥門適合作為介質的切斷或調節(jié)及節(jié)流使用。
優(yōu)點
1、雙重的密封設計(波紋管+填料)若波紋管失效，閥桿填料也會避免；
2、外泄漏，并符合國際密封標準；
3、沒有流體損失，降低能源損失，提高工廠設備安全；
4、截止閥結構比閘閥簡單，制造與維修都較方便。
5、堅固耐用的波紋管密封設計，保證閥桿的零泄漏，提供無需維護的條件。
6、波紋管密封截止閥采用波紋管密封的設計，完全消除了普通閥門閥桿填料密封老化快易泄露的缺點，不但提高了使用能源效率，增加生產設備安全性，減少了維修費用及頻繁的維修保養(yǎng)，還提供了清潔安全的工作環(huán)境。
7、密封面不易磨損及擦傷，密封性好，啟閉時閥瓣與閥體密封面之間無相對滑動，因而磨損與擦傷均不嚴重，密封性能好，使用壽命長。
缺點
1、流體阻力大，動力消耗大。
2、不適用于帶顆粒、粘度較大、易結焦的介質。
3、調節(jié)性能較差。
4、全開時閥瓣經(jīng)常受沖蝕。
5、啟閉力矩大、啟閉較費力，啟閉時間校長。
三、隔膜閥
隔膜閥的結構形式與一般閥門大不相同，是一種新型的閥門，是一種特殊形式的截斷閥，它的啟閉件是一塊用軟質材料制成的隔膜，把閥體內腔與閥蓋內腔及驅動部件隔開，現(xiàn)廣泛使用在各個領域。常用的隔膜閥有襯膠隔膜閥、襯氟隔膜閥、無襯里隔膜閥、塑料隔膜閥。隔膜閥用耐腐蝕襯里的閥體和耐腐蝕隔膜代替閥芯組件，利用隔膜的移動起調節(jié)作用。隔膜閥的閥體材料采用鑄鐵、鑄鋼，或鑄造不銹鋼，并襯以各種耐腐蝕或耐磨材料、隔膜材料橡膠及聚四氟乙烯。襯里的隔膜耐腐蝕性能強，適用于強酸、強堿等強腐蝕性介質的調節(jié)。
氣動隔膜閥
直流式襯膠隔膜閥結構
性能特點：
優(yōu)點：
1、隔膜閥的結構簡單、流體阻力小、流通能力較同規(guī)格的其他類型閥大；
2、適用于有腐蝕性、粘性、漿液介質。
3、該閥易于快速拆卸和維修，更換隔膜可以在現(xiàn)場及短時間內完成。
4、無泄漏，能用于高粘度及有懸浮顆粒介質的調節(jié)。隔膜把介質與閥桿上腔隔離，所以沒有填料介質也不會外漏。
5、隔膜閥的流量特性接近快開特性，在60%行程前近似為線性,60%后的流量變化不大。
6、氣動形式的隔膜閥尚可附裝反饋信號、限位器及定位器等裝置，以適應自控、程控或調節(jié)流量的需要。
7、氣動隔膜閥的反饋信號采用無觸點傳感技術。該產品采用薄膜式推進氣缸，替代活塞氣缸，排除了活塞環(huán)易損壞，造成泄漏而導致無法推動閥門啟閉的弊端。當氣源發(fā)生故障時，尚可操作手輪使閥門啟閉。
缺點：
1、不能用于壓力較高的場合。
2、由于隔膜和襯里材料的限制，耐壓性、耐溫性較差，一般只適用于1.6MPa公稱壓力和150℃以下。
四、球閥
球閥(ball valve)問世于20世紀50年代，隨著科學技術的飛速發(fā)展，生產工藝及產品結構的不斷改進，在短短的40年時間里，已迅速發(fā)展成為一種主要的閥類。在西方工業(yè)發(fā)達的國家，球閥的使用正在逐年不斷的上升。球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動方向，它只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。
性能特點：
優(yōu)點：
1、流體阻力小，全通徑的球閥基本沒有流阻。
2、結構簡單、體積小、重量輕。
3、緊密可靠。它有兩個密封面，而且球閥的密封面材料廣泛使用各種塑料，密封性好，能實現(xiàn)完全密封。在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。
4、操作方便，開閉迅速，從全開到全關只要旋轉90°，便于遠距離的控制。
5、維修方便，球閥結構簡單，密封圈一般都是活動的，拆卸更換都比較方便。
6、在全開或全閉時，球體和閥座的密封面與介質隔離，介質通過時，不會引起閥門密封面的侵蝕。
7、適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應用。
8、由于球閥在啟閉過程中有擦拭性，所以可用于帶懸浮固體顆粒的介質中。
缺點：
1、加工精度高，造價昂貴
2、如管道內有雜質，容易被雜質堵塞，導致閥門無法打開。
3、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物質都有是惰性的，且具有摩擦系數(shù)小、性能穩(wěn)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。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數(shù)，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行。所以，當密封材料變硬時，密封的可靠性就受到破壞。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。超過此溫度，密封材料就會老化。而考慮長期使用的情況下，一般只會在120℃不使用。
4、它的調節(jié)性能相對于截止閥要差一些，尤其是氣動閥（或電動閥）。
五、旋塞閥
旋塞閥是一種快速開關的直通閥，由于旋密封面之間運動帶有擦拭作用，而在全開時可完全防止與流動介質的接觸，故它通常也能用于帶懸浮顆粒的介質。旋塞閥的另一個重要特性是它易于適應多通道結構，以致一個閥可以獲得兩個、三個，甚至四個不同的流道。這樣可以簡化管道系統(tǒng)的設計、減少閥門用量以及設備中需要的一些連接配件。
性能特點：
優(yōu)點：
1、旋塞閥用于經(jīng)常操作，啟閉迅速、輕便。
2、旋塞閥流體阻力小。
3、旋塞閥結構簡單，相對體積小，重量輕，便于維修。
4、密封性能好
5、不受安裝方向的限制，介質的流向可任意。
6、無振動，噪聲小。
缺點：
1、普通旋塞閥靠精加工的金屬塞體與閥體間的直接接觸來密封，所以密封性較差，啟閉力大，容易磨損，通常只能用于低壓（不高于1兆帕）和小口徑（小于100毫米）的場合。
六、蝶閥
蝶閥又叫翻板閥，是一種結構簡單的調節(jié)閥，可用于低壓管道介質的開關控制的蝶閥是指關閉件（閥瓣或蝶板）為圓盤，圍繞閥軸旋轉來達到開啟與關閉的一種閥，閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。在管道上主要起切斷和節(jié)流作用。蝶閥啟閉件是一個圓盤形的蝶板，在閥體內繞其自身的軸線旋轉，從而達到啟閉或調節(jié)的目的。蝶板由閥桿帶動，若轉過90°，便能完成一次啟閉。改變蝶板的偏轉角度，即可控制介質的流量。
性能特點：
優(yōu)點：
1、啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經(jīng)常操作。
2、結構簡單，外形尺寸小，結構長度短，體積小，重量輕，適用于大口徑的閥門。
3、可以運送泥漿，在管道口積存液體最少。
4、低壓下，可以實現(xiàn)良好的密封。
5、調節(jié)性能好。
6、全開時閥座通道有效流通面積較大，流體阻力較小。
7、啟閉力矩較小，由于轉軸兩側蝶板受介質作用基本相等，而產生轉矩的方向相反，因而啟閉較省力。
8、密封面材料一般采用橡膠、塑料、故低壓密封性能好。
9、安裝方便。
10、操作靈活省力，可選擇手動、電動、氣動、液壓方式。
缺點：
1、使用壓力和工作溫度范圍小。
2、密封性較差。
七、柱塞閥
柱塞閥是由閥體、閥蓋、閥桿、柱塞、孔架、密封環(huán)、手輪等零件組成。當手輪旋轉，通過閥桿帶動柱塞在孔架中間上下往復運動來完成閥門的開啟與關閉功能。在閥門中柱塞與密封環(huán)間采用過盈配合，通過調節(jié)壓蓋中法蘭螺栓，使密封環(huán)壓縮所產生的側向力與閥體中孔面及柱塞外圓密封，從而保證了閥門的密封性，杜絕了內外泄漏、同時閥門開啟力矩小，能實現(xiàn)閥門迅速開啟和關閉。
性能特點：
1、該升桿式活塞閥結構簡單科學、安全可靠，啟閉特別輕松靈活，操作省力與柱塞閥相比啟閉輕、快等優(yōu)點。
2、密封性能獨特無泄漏，活塞具有金屬與非金屬多層密封結構組成的雙效功能。
3、一體式閥座(缸套)徑向錐形密封面，高度高、接觸面積大、性能好。
4、活塞環(huán)根據(jù)不同的適用介質選用材料能全面提高了它的使用范圍，耐高溫、耐磨、耐腐、回彈性能強等，經(jīng)長時間使用，活塞環(huán)如有磨損維護時可調壓增大原始狀態(tài)。
5、維修更換活塞環(huán)技術工藝簡單方便，閥體無需拆離管道則停汽后卸下閥蓋總成即可更換新活塞環(huán)重復性使用等特點。
八、止回閥
止回閥是指依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質倒流的閥門，又稱逆止閥、單向閥、逆流閥、和背壓閥。止回閥屬于一種自動閥門，其主要作用是防止介質倒流、防止泵及驅動電動機反轉，以及容器介質的泄放。
性能特點：
止回閥是用來防止管路中的介質倒流的閥門，它在介質順流時開啟，介質逆流時自動關閉。一般使用在不允許介質朝反方向流動的管路中，以阻止逆流的介質損壞設備和機件。在泵停止運轉時，不致使旋轉式泵反轉。在管路上，常把止回閥和閉路閥串在一起使用。這是由于止回閥的密封性較差，當介質壓力較小時，會有一小部分介質泄漏，需要閉路閥來保證管路的關閉。底閥也中一種止回閥，它必須潛入水中，專門安裝在不能自吸或沒有真空抽氣引水的水泵的吸水管前端。
九、安全閥
安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當設備或管道內的介質壓力升高超過規(guī)定值時，通過向系統(tǒng)外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規(guī)定數(shù)值的特殊閥門。安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。注安全閥必須經(jīng)過壓力試驗才能使用。
性能特點：
1、重錘杠桿式安全閥
重錘杠桿式安全閥結構簡單，調整容易而又比較準確，所加的載荷不會因閥瓣的升高而有較大的增加，適用于溫度較高的場合，過去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。但重錘杠桿式安全閥結構比較笨重，加載機構容易振動，并常因振動而產生泄漏；其回座壓力較低，開啟后不易關閉及保持嚴密。
2、彈簧式安全閥
彈簧式安全閥結構輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因為對振動的敏感性小，所以可用于移動式的壓力容器上。這種安全閥的缺點是所加的載荷會隨著閥的開啟而發(fā)生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對安全閥的迅速開啟是不利的。另外，閥上的彈簧會由于長期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問題，從而使結構變得復雜起來。
3、脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成，通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作、其結構復雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。
上述三種形式的安全閥中，用得比較普遍的是彈簧式安全閥。
十、換向閥（切換閥，分流閥）
換向閥是在幾種直流式截止閥型基礎上組合而成，用于改變工藝介質的流向，控制多路介質的合流或分流方式。例如齒輪泵和聚合物過濾器系統(tǒng)的流體方向控制以及聚合系統(tǒng)中工藝介質的多路配送等。換向閥廣泛應用于化工工業(yè)、石油工業(yè)、冶金、電力部門、制藥工業(yè)、啤酒、食品、乳品飲料、化妝品及各類工程配套的管路系統(tǒng)。
性能特點：
1、為不銹鋼材質；
2、拋光精度高,可達食品級、藥品級要求；
3、可根據(jù)用戶實際,配置控制系統(tǒng),實現(xiàn)全自動化操作,提高工作效率；
4、殼體和主要零件均采用鑄件鑄造，構造堅固，高強度不易變形，外形美觀；
5、輸送通道平滑光潔，確保物料流通順暢，不會形成堵塞；
6、在有壓力密封的要求場合,可以配置特殊的密封結構,完全滿足使用要求。
十一、儀表針型閥
針型閥的閥芯就是一個很尖的圓錐體,好象針一樣插入閥座,由此得名。表針型閥是儀表測量管路系統(tǒng)中重要組成部分，主要有截止閥和球閥，其功用是作開啟或切斷管道通路用，是電站、煉油、化工裝置和儀表測量管路中的一種先進連接方式的閥門。
性能特點：
1、針型閥形比其他類型的閥門能夠耐受更大的壓力,密封性能好,所以一般用于較小流量,較高壓力的氣體或者液體介質的密封.針型閥形與壓力表配合使用是最合適的了.一般的針型閥形都做成螺紋連接。
2、卡套式儀表閥門具有安裝拆卸方便、連接緊固、有利于防火、防爆和耐壓能力高、密封性能良好等優(yōu)點。
3、針形截止閥的密封性良好，使用壽命長，即使密封面損壞后，也只需要更換易損零件，即可繼續(xù)使用。
十二、調節(jié)閥
在現(xiàn)代化工廠的自動控制中，調節(jié)閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產取決于流動著的介質正確分配和控制。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要某些最終控制元件去完成。常見的控制回路包括三個主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一個變送器。它是一個能夠用來測量被調工藝參數(shù)的裝置，這類參數(shù)如壓力、液位或溫度。變送器的輸出被送到調節(jié)儀表——調節(jié)器，它確定并測量給定值或期望值與工藝參數(shù)的實際值之間的偏差，一個接一個地把校正信號送出給最終控制元件——調節(jié)閥。閥門改變了流體的流量，使工藝參數(shù)達到了期望值。
性能特點：
調節(jié)閥流路簡單、阻力小，一般情況下適用于正向使用(安裝)。然而在高壓降場合調節(jié)閥反向使用，以改善不平衡力和減少對閥芯的損傷，同時也有利于介質的流動、避免調節(jié)閥結焦和堵塞。一般情況下，調節(jié)閥均不推薦反向使用，只有在高壓差、高粘度、易結焦和含懸浮顆粒介質才推薦反向使用。反向使用時，應避免長期小開度情況下運行，尤其在試車時更應注意。
十三、節(jié)流閥
節(jié)流閥(Choke valve)的外形結構與截止閥并無區(qū)別，只是它們啟閉件的形狀有所不同。節(jié)流閥的啟閉件大多為圓錐流線型，通過它改變通道截面積而達到調節(jié)流量和壓力。節(jié)流閥供在壓力降極大的情況下作降低介質壓力之用。
性能特點：
1、構造較簡單，便于制造和維修，成本低。
2、調節(jié)精度不高，不能作調節(jié)使用。
3、密封面易沖蝕，不能作切斷介質用。
4、密封性較差。
十四、疏水閥
該閥根據(jù)發(fā)腔內溫度變化造成溫感，從而使雙金屬片遇到相應的溫度會自動變形，驅動閥芯做復位的移動關閉閥座孔達到關閉蒸汽的排除。相反，如閥腔有凝結水時，其腔內溫度對雙金屬片不會造成變形，這樣閥芯和閥座保持開啟狀態(tài)，所以會一直把凝結水排除，排盡凝結水后閥腔的溫度會馬上會發(fā)生變化，雙金屬片變形會立即關閉閥座孔這樣反復的開啟和關閉，達到排水阻氣的效果。適應于任何熱能蒸氣管路上疑結水排泄和回收。
雙金屬片式蒸汽疏水閥工作原理
性能特點：
1、控制流體速度30m/S左右，防止空化破壞，流體通道迷宮式，不斷改變流體方向；允許壓差25MPa。
2、節(jié)流面與密封面分開，根椐疏水流量設有不同的節(jié)流元件，閥內組件表面硬化處理，硬度可達到HRC70，關閉嚴密，壽命長。
3、閥體組件采用自內壓密封結構，壓差越大，密封性越好。
4、閥體組件與執(zhí)行機構采用浮動式連接，可以消除閥芯與推桿不同心造成的卡死現(xiàn)象。
十五、減壓閥
減壓閥有活塞或膜片結構，輸出壓力作用在活塞或膜片上，克服可調彈簧力使平衡。用調整螺釘調節(jié)二次壓力，設定彈簧載入將主閥打開，讓氣流從初始壓力p1輸入口到二次壓力p2的輸出口。當回路連接輸出口到達設定壓力，則內里的空氣作動於膜片上而產生一提升力相對於彈簧力。如果流量下降，p2就稍微增加，也增加了作用在膜片上相對於彈簧力的力，膜片和閥隨即提升，直到與彈簧力再次平衡，空氣流量通過閥將會減少，直到它的消耗量和輸出壓力保持平衡為止。如果流量增加，p2就稍微減小，這個減小使作用在膜片上的力相對彈簧力減少，膜片和閥下降，直到再次與彈簧力相平衡一致。這樣增加的空氣流量通過閥直到它的消耗量和輸出壓力保持平衡為止。沒有空氣消耗，閥是關閉的。
性能特點：
減壓閥與溢流閥的區(qū)別
（1）靜止狀態(tài)，減壓閥閥口常開，溢流閥閥口常閉；
（2）減壓閥控制出口壓力穩(wěn)定，而溢流閥控制進口壓力穩(wěn)定；
（3）減壓閥閥口隨出口壓力的升高而關小，溢流閥閥口隨進口壓力的升高而開大；
（4）減壓閥進出油口都是壓力油路，經(jīng)先導閥的回油必須單獨引回油箱，而溢流閥則和出口合并一同流回油箱。
