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隔离阀 - 线性运动

在任何流体系统中，隔离阀都是一个关键部件，因为它们用于阻止流体流入系统的特定区域。它们有时也被用来手动控制流体的流动。欧洲标准EN 736- 1:20 95对隔离阀、调节阀和控制阀的区别如下:

• 隔离阀-仅用于关闭或全开状态的阀门。
• 调节阀- 用于在关闭和完全打开之间的任何位置的阀门。
• 控制阀-在过程控制系统中改变流体流量的动力操作装置。

隔离阀门用于各种不同的应用，其中需要开/关型控制，其中包括：

• 转移过程媒体。
• 流隔离:
  • 方便维护
  • 允许移除设备
  • 允许工厂关闭

许多不同类型和设计的隔离阀已经开发，以满足这一范围的应用和不同的操作条件下使用。

根据闭合装置（或闭孔器）的操作动作，阀门通常分为两组（见表12.1.1）：

• 直线运动阀-闭孔阀沿直线运动。这类阀门包括闸阀、截止阀、隔膜阀和夹紧阀。这些阀门在该模块中覆盖的深度更大。

• 旋转运动阀-闭孔阀绕轴旋转，与流体方向成直角。球阀和蝶阀是与蒸汽应用相关的两个最重要的旋转阀，在模块12.2“隔离阀-旋转运动”中有更深入的介绍。

线性运动阀

线性运动阀是从早期用于控制灌溉渠道中水流的闸门发展而来的。从那时起，大量不同的设计和类型被开发出来用于几乎所有类型的流应用。虽然直线运动阀的特点是闭孔直线运动，但流体的流动可能与这种运动成直角(如闸阀)，或在同一方向上，如截止阀。线性运动阀的主要特点是，通过拧紧螺纹阀杆上的闭孔，可以实现紧密的关闭。

闸阀

由于其在国内水系统广泛使用，闸阀可能是最常见的阀门，但应该指出的是，近年来，他们在工业中的普及已经下降。然而，它们仍然使用在需要不间断的流量的情况下，因为门完全缩回到发动机罩中，当阀处于打开位置时，产生最小的压降。门阀专门用于隔离应用。

闸阀由四个主要部件组成，阀体，阀盖(或阀盖)，闸板和阀杆。典型的闸阀如图12.1.1所示。

在阀座之间滑动的闸板，以与流体成直角的方向提起，直到没有流过的通道为止。闸板完全缩回阀盖内，确保通过阀门的压降很低。

闸阀分为有许多不同的等级，取决于大门的设计和座位面。

整体楔板闸阀

这种闸板是楔形的，它安装在阀体的相应表面上。激活螺纹的机械优势，加上楔角，使足够的阀座力施加在流体压力上，而不会产生过多的手轮压力。阀座有时可以涂覆聚四氟乙烯，以帮助实现高完整性的关闭。典型的实心楔形闸阀如图12.1.1所示。

柔性楔形闸阀

虽然有几种类型的柔性楔板闸阀，但它们都利用了一个柔性的两部分阀瓣，它的形状像一个非常短的轴上的两个轮子。阀瓣的灵活性确保了在各种温度和压力下的紧密密封。

在蒸汽应用中最常见的柔性楔形闸阀是平行滑阀。构成大门的两块板由夹在它们之间的弹簧固定在座位上。流体压力将上游阀瓣移离阀座，压力转移到下游阀瓣上，从而确保紧密关闭。闸门的高度灵活性允许在温度变化时伸缩，使其适合用于蒸汽系统。

截止阀

全球阀门构成了一类主要的线性运动阀;它们比门阀门变得更加流行，因为有各种各样的配置可以适合大多数应用。流体通过阀座的运动是纵向的闭孔器的操作运动;这意味着对于入口和出口水平相对的阀，流体必须遵循变化的路线。这种布置的主要优点是，由于圆盘只需要从座椅移动距离距离距离距离距离径距离，因此阀门阀门比闸阀更快地打开。当阀门经常运行时，这是一个优势。缺点是流体必须改变过程，增加流动的抗性和发电湍流。这导致全球阀的较高压降而不是闸阀。

与闸阀相比，截止阀泄漏的可能性更小，这意味着它们可以用于压力更高或体积更大的应用场合，例如在蒸汽系统中，或者在流体损失可能是危险或昂贵的地方。因此，截止阀比闸阀增加的成本被它们提供的额外安全性和减少流体损失的机会所抵消。

作用在阀瓣上的流体压力对阀杆产生轴向载荷。这使得阀门关闭非常困难，以至于标准截止阀的尺寸限制在DN250以内。在高压差闭式系统中，可以使用平衡塞来克服这种影响，允许使用公称直径高达500mm的阀门(图12.1.3(a))。平衡塞包含一个预提升塞，作为一个先导阀。当阀门打开时，预提升塞首先打开，允许介质以受控的速率通过(图12.1.3(b))。这减少了通过阀门的压差，使阀瓣能够轻松地从阀座上提起(图12.1.3(c))。为了协助阀门的关闭，装有平衡塞的隔离阀必须反向安装，以便上游压力作用于平衡塞顶部。

活塞阀门

直线运动阀门的主要缺点之一是阀座容易因污垢和拉丝而损坏，因此，根据应用情况，可能需要定期维护。虽然这些阀座在理论上是可以更换的，但通常需要花费大量的时间和成本，而且通常更换整个阀门更有利。为了克服这个问题，人们发明了活塞阀。

活塞阀是传统地球阀的变型，传统座椅和锥体由活塞和灯笼挤出。活塞连接到阀杆和手轮，并通过两个密封环，其由灯笼衬套分开。当组装时，通过沿杆施加的负荷沿着阀门施加载荷，这两组密封环在活塞周围被压缩。上一组密封环用作传统的腺体包装，并且下部设置为座椅。此外，活塞和环之间的大密封面积可确保高水平的关闭紧密性。

这种活塞阀不能用于节流工作，必须用于全开或全关位置。当阀门完全打开时，只有活塞的底面暴露在流体中，阀体的其余部分由上密封环保护。这意味着密封表面(活塞的侧面)被保护，免受流体的侵蚀。

如果阀门需要维修，可以通过拆卸阀盖螺母和取出活塞来轻松地拆卸所有的内部部件。戒指和灯笼的灌木可以用一个提取工具移除。这种操作很简单，不需要从管道上拆卸阀门就可以进行。一般情况下，活塞不应更换，但由于频繁操作，密封圈可能会磨损。

隔膜阀

隔膜阀构成直线运动阀的第三种主要类型。阀门的阀杆用来向下推一个灵活的膜片，而这个膜片又反过来阻塞流体的路径。根据阀体的几何形状，隔膜阀有两种不同的分类:

• 堰型- A型堰铸造在阀体内，当关闭时，隔膜停留在堰上，限制流动(见图12.1.5 (A))。
• 直通式-镗孔横向穿过阀体，使用楔形隔膜进行关闭(参见图12.1.5 (b))。

隔膜阀的主要优点是隔膜将阀的运动部件与工艺流体隔离开来。因此，它们适用于处理腐蚀性流体和含有悬浮固体的流体。此外，由于阀盖组件不暴露在流体中，因此可以使用便宜的材料，如铸铁，从而降低整体成本。新型隔膜材料的开发使隔膜能够应用于大多数流体。然而，它们的应用受到膜片所能承受的温度的限制——通常小于175°C。隔膜阀通常用于工艺流体应用。

线性移动阀杆选项

线性运动阀可提供许多不同的干阀：

• 明杆/暗杆-如果阀杆是明杆，那么当阀门打开时，它将垂直向上移动，而不是像暗杆那样只是旋转。上升阀杆表示阀门的开度，这反过来大致反映通过阀门的流量。然而，阀杆上升的阀门需要在阀盖上方有更多空间，以便阀杆处于全开位置。推荐在压盖填料阀门上使用不上升阀杆，因为这样可以减少填料上的磨损。

• 内/外阀杆螺丝——在带有外部螺丝的阀杆上，阀杆上的执行螺纹位于阀体外部，不暴露在工艺流体中。由于螺纹特别容易被腐蚀，外螺纹应始终使用在具有腐蚀性或腐蚀性的流体上。当阀门经常暴露在大的温度变化时，它们也很有用，因为阀杆的膨胀和收缩可能会导致阀体内螺纹的绑定。

茎封口

为了防止处理介质从阀门的阀杆泄漏，必须放置在流体和环境之间的屏障。茎密封通常通过两种方法中的一种，即腺包装和波纹管密封来实现。腺包装由聚合物材料，通常是PTFE，紧密地填充在阀门的阀杆和阀盖之间，从而防止任何处理介质逸出。

在波纹管中，使用柔性金属波纹管。它在一端连接到杆，另一端连接到阀盖，有效地在流体和环境之间产生屏障。当杆上下移动时，这种波纹管延伸和收缩。波纹管是如此有效，它产生了“零排放”密封。安装在波纹管上是一种抗扭转装置，这可以防止波纹管旋转杆。这样的装置是必要的，否则波纹管的重复扭曲会导致密封件的故障。

虽然比波纹管密封阀门成本低，但是压盖密封阀门不能产生波纹管密封那样紧密的密封。如果压盖填料的阀门长时间不使用，压盖填料会变硬，下次使用时就会发生泄漏。波纹管密封阀门就不会遇到这个问题。此外，压盖填料阀门需要定期重新填料压盖，而典型的波纹管在超过10,000次循环时不需要维护。