(6)高压调节阀(控制阀)
高压调节阀适用于高静压和高压差的应用场合。国内高压阀通常采用角形单座结构,国外高压阀也有采用整体锻造结构。与角形阀的区别是高压阀的上阀盖与阀体整体锻造,下阀盖与阀体分离,而角形阀的上阀盖与阀体分离,下阀盖与阀体是整体结构。国内高压阀额定工作压力可达32MPa,国外高压阀额定工作压力可达42MPao采用整体锻造结构时,与单座阀类似,上阀盖与填料腔是一个整体。
为防止高压差时流体闪蒸和空化使阀芯和阀座损伤,近年有多级降压阀芯的高压阀问世。通常,高压调节阀公称通径在DN40一DNl00,最大压差小于16MPa时采用两级降压阀芯;公称通径小于DN40,最大压差小于32MPa时,
高压调节阀采用,四级降压阀芯。多级阀芯进行降压相当于多个控制阀串联连接,因此,不仅可大大节省安装空间和降低成本,而且可大大降低调节阀噪声。
在高压差时,为减小不平衡力影响,通常采用平衡式结构。平衡式结构适用于柱塞形阀
芯,也适用于套筒形阀芯。
多级阀芯结构采用第一级阀芯进行关闭,与单座阀相当,通常,泄漏等级为Ⅳ级。
(7)隔膜阀
隔膜阀由耐腐蚀的隔膜和内衬耐腐蚀材质的阀体组成,适用于强酸、强碱、强腐蚀性流体的切断控制或节流控制。隔膜阀的流路有堰式和直通式两种,堰式隔膜阀的阀体流路中有一个堰,当隔膜压紧到堰时,流体被阻断。直通式隔膜阀的阀体内是直通的,通过隔膜下移压紧阀体来阻断流体,由于阀体直通,因此阻断流体和密封能力不如堰式隔膜阀。受隔膜和衬里材质的影响,隔膜阀不能用于高温和高压等工况。一般工作压力不大于1.6MPa,工作温度不大于150℃。隔膜阀用隔膜将流体密封,因此,不需要填料,降低了死区限,避免了泄漏。但因隔膜的材质特性,它的复现性不高,有较大回差。它的流量特性近似为快开特性,即在60%行程内呈现线性特性,超过60%行程后,流量变化很小。常用的隔膜材料是橡胶和聚四氟乙烯等。
由于隔膜阀的流量特性(近似快开)差,控制精度低,可调范围小,因此,国外已较少采用。随着耐腐蚀材料研究的深入,国外多数应用场合采用耐腐蚀材料做成阀芯、阀座和阀牛来改善调节阀的动态性能,并使流量特性满足控制要求。隔膜阀的流动阻力小,结构简单,被控介质不会外泄,流通能力约是同样通径直通调节阀的1.5倍,价格比耐腐蚀材料制造的调节阀要低,因此,国内仍有一定市场。
(8)球阀
球阀是一类旋转阀,它将输入信号转换为角位移,并带动球状.阀芯旋转。球阀阀芯是一个带孔的球,当阀芯旋转时,节流面积变化。根据孔的形状,分为O形球阀和V形球阀两类。球阀流通能力大,流动阻力小,既可用于流体的节流调节(连续控制),也可用于流体的切断控制(开关控制)。通常,球阀的可调比大,约为同通径控制阀的几倍。球阀具有旋转阀的切断功能,因此,适用于含纤维、浆料和黏度大的流体控制。O形球阀的孔是一个贯通全球的直孔,当阀芯旋转时,节流孔的面积变化,其特点如下。
1.流量特性近似为快开特性。因此,O形球阀常被用于作为含纤维、浆料或黏性流体的切断调节控制阀,其工作温度不大于200℃,工作压力不大于0.1MPa。
2.阀体对称,流体流向可任意,阀芯旋转角从0°到90°可单向旋转,也可双向旋转。
3.结构简单,维护方便,可采用软密封,因密封可靠,泄漏量很小,软密封O形球阀(聚四氟乙烯阀座)可达气泡级密封。
4.可调比高。通常,与活塞·式执行机构或全电子式执行机构配合使用,可调比可达
100:l一500:1。
5.价格贵,远高于普通球阀。
V形球阀是在球形阀芯上有V形切口的球阀,切口的形状与调节阀的流量特性有关。
1.V形球阀的切口可使控制阀流量特性近似为等百分比流量特性。
2.随阀轴旋转,V形切口旋人阀体,球体与阀体中密封圈紧密接触,因此可达到良好密封
3.流阻小,具有剪切功能,常被用于作为含纤维、浆料或黏性流体的节流控制阀。
4.流通能力大,流通能力可达同通径其他控制阀的2倍。
5.可调比大,可达200:1~300:1。
6.适用于工作温度在一40~450℃(2,工作压力不大于6.4MPa的场合。
(9)蝶阀
蝶阀又称翻板阀,它由阀体阀板、阀轴和密封填料、轴承等部分组成。按使用介质的工作温度和压力,蝶阀分为常温蝶阀(一20~450℃)、低温蝶阀(一200~40℃)和高温蝶阀(450~600℃和600~850℃)、高压蝶阀等几类。按作用方式,蝶阀可分为调节型、切断型和调节切断型三类。按阀板轮廓,蝶阀可分为传统轮廓阀板蝶阀和动态轮廓阀板蝶阀。蝶阀的特点如下。
1.流通能力大,可调比大,压降小。蝶阀流阻小,可制造大口径蝶阀。其流通能力大,约为同通径其他调节阀的l.5~2倍。传统轮廓阀板的蝶阀,其可调比为33:1,动态轮廓阀板的蝶阀,其可调比达100:1。
2.流量特性在转角0—70°(通常蝶阀转角为0~60°)范围内近似为等百分比特性。超过规定转角后,控制阀的运行会不稳定。
3.控制阀气开和气关方式更换方便,只需要将蝶阀阀板回转70°,并用键与阀轴的另一
键销固定即可。蝶阀的执行机构通常采用正作用执行机构。
4.流路简单,流阻小,可用于大口径、大流量、低压差的应用场合,适用于浆料悬浮物和颗粒介质的流体控制。
5.可采用软密封方法,实现严密的密封,用于核工业的有关应用。
6.可采用涂覆或衬里的方法实现防腐蚀,用于有腐蚀性介质流体的控制。
7.大口径蝶阀,为获得大输出推力矩,可采用长行程执行机构或活塞式执行机构。
8.体积小,重量轻,结构紧凑,制造工艺简单,价格低。
9.除了所用阀体和阀板的材料不同外,低温蝶阀和高温蝶阀的结构与常温蝶阀相同。低温蝶阀的执行机构与阀体间有长颈接管,与其他低温控制阀类似。高压蝶阀的材质采用锻钢,并采用低转矩阀板,其他与常温蝶阀类似。
10.可通过阀板形状的设计,改善流路阻力分配,降低所需推力矩。例如,采用动态轮廓阀板,可在0—90°范围内实现等百分比流量特性。
(10)偏心旋转阀
偏心旋转阀又称为挠曲凸轮阀、偏心球塞控制阀。它有一个偏心旋转的阀芯,当控制阀接近。关闭时,阀芯的弯曲臂产生挠曲变形,使阀芯的球面球塞与阀座紧密
接触,因此密封性能很好。偏心旋转阀的特点如下。
1.抗冲刷性强。阀体和阀盖整体铸造,工作温度宽,在一40~450℃,工作压力可10MPa。
2.磨损小,使用寿命长。由于偏心球塞在打开时,其与阀座环的接触可减到最小,因此,因旋转造成的磨损很小,它也降低了摩擦力,改善了控制阀动态特性,延长了控制阀使用寿命
3.可调比大。全腔型可达100:1;60%缩腔型可达60:1;40%缩腔型可达40:1。
4.密封性好。阀芯弯曲臂的挠曲变形使阀芯能紧压阀座密封环,保证良好密封,标准
泄漏量小于0.01%℃。
5.流通能力大。流通能力可达同通径双座阀的1.2倍。
6.流量特性接近修正抛物线特性,在流体流向改变时不改变流量特性。
7.动态稳定性好。只需要较小力矩就能够严密关闭。流向改变时,流体对阀芯的作用力矩相互抵消,也没有柱塞阀的根切现象,因此,动态稳定性比柱塞阀和蝶阀好。
8.可在阀体衬各种耐腐蚀或耐磨损的衬里材料,以适应各种工作温度和工作压力条件下的运行,也可适应腐蚀性和含颗粒等流体的控制。
9.重量轻、体积小,安装灵活,通用性强。
(11)闸阀
闸阀又称闸板阀。它由闸板、两个密封板和阀杆等组成。执行机构通常为长行程执行机构或活塞式执行机构。闸板可采用单闸板,也可采用双闸板,闸阀常用于高黏度、含纤维的浆料等流体的控制。它具有流阻小、行程大、口径大、结构简单等特点,闸板调节阀适用于控制精度要求不高的大口径、大流量、低压差的应用场合。
与蝶阀比较,闸阀具有较好的剪切能力,特别适合含纤维浆料的控制,例如造纸工业中纸浆的控制。由于密封面大,因此闸阀的泄漏量较大。另有一种类似的闸阀,称为平行滑阀。它由两块平行滑块上下移动来调节流量,滑块间的弹簧使滑块紧压滑轨,该类阀具有很小流体阻力和优良密封性能,标准泄漏量达0.00001%C以下。适用于紧急切断或紧急开启的应用场合。
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