閥門基礎知識
一、閥門基礎
1．閥門基本參數為：公稱壓力PN 、 公稱通經DN
2．閥門基本功能：截斷接通介質，調節流量，改變流向
3．閥門連接的主要方式有：法蘭、螺紋、焊接、對夾
4．閥門的壓力——溫度等級表示：不同材質、 不同工作溫度下，最大允許無沖擊工作壓力不同
5 a管法蘭標準主要有兩個體系：歐州體系和美州體系。
b兩個體系的管法蘭連接尺寸完全不同無法互配；以壓力等級來區分最合適：歐州體系為PN0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0MPa;美州體系為PN1.0（CIass75）、2.0( CIass150）、5.0( CIass300）、11.0 (CIass600）、15.0( CIass900）、26.0( CIass1500）、42.0( CIass2500）MPa。
c管法蘭類型主要有：整體(IF)、板式平焊(PL)、帶頸平焊(SO)、帶頸對焊(WN)、承插焊(SW)、螺絲(Th)、對焊環松套(PJ/SE)/(LF/SE)、平焊環松套(PJ/RJ)和法蘭蓋(BL)等。
d法蘭密封面型式主要有：全平面(FF)、突面(RF)、凹(FM)凸(M)面、榫(T)槽(G)面、環連接面(RJ)等
二、常用（通用）閥門
1．一般工業用閥門型號編制方式，用七個單元來表示。其含義
類型
驅動
方式
連接
形式
結構
形式
閥座密封面
及襯里材料
公稱
壓力
閥體
材料
2．閥門類型代號的Z、J、L、Q、D、G、X、H、A、Y、S分別表示：
閘閥、截止閥、節流閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、旋塞閥、止回閥、安全閥、減壓閥、疏水閥
3．閥門的連接式代號1、2、4、6、7分別表示：
1、內螺紋、2、外螺紋、4、法蘭、6、焊接、7、對夾
4．閥門的傳動方式代號9、6、3分別表示：
9、電動、6、氣動、3、渦輪蝸桿
5．閥體材料代號Z、K、Q、T、C、P、R、V分別表示：
灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、銅及合金、碳鋼、鉻鎳系不銹鋼、鉻鎳鉬系不銹鋼、鉻鉬釩鋼
6．閥座密封或襯里代號R、T、X、S、N、F、H、Y、J、M、W分別表示：
奧氏體不銹鋼、銅合金、橡膠、塑料、尼龍塑料、氟塑料、Cr系不銹鋼、硬質合金、襯膠、蒙乃爾合金、閥門本體材料
7．鑄鐵閥體不適合用于的場合有：
1）水蒸氣或含水量多的濕氣體；2）易燃易爆流體；
3）環境溫度低于－20℃場合；4）壓縮氣體。
三、控制閥
1． 控制閥由 閥體 和 執行執行機構及其附件組成。
2．氣動薄膜執行機構有 正作用 和 反作用 兩種形式；隨信號壓力增大，推桿下移為正作用，反之推桿上移為反作用；通常接受標準信號壓力為 20~100KPa ；帶定位器時最高壓力為 250KPa �；拘谐逃辛N（mm）：
10; 16; 25; 40; 60; 100 。
3．與氣動執行機構相比電動執行機構有何特點，有哪幾種輸出形式？
驅動源為電力簡單方便，推力、扭矩大，剛度大。但結構復雜，可靠性差。在中小規格上比氣動的貴。常用于無氣源或不需嚴格防爆、防燃的場合。
有角行程、直行程、和多回轉三種輸出形式。
4．直通單座調節閥有何特點？應用在何場合？
1)泄流量小，因只有一個閥芯易保證密封。標準泄流量為0.01%KV,進一步設計可作切斷閥。
2)許用壓差小，因不平衡力推力大。DN100的閥△P僅為120KPa。
3)流通能力小。DN100的KV僅為120。
應該應用于泄漏量小，壓差不大的場合。
5．直通雙座調節閥有何特點？應用在何場合？
1)許用壓差大，因可抵消許多不平衡力。DN100的閥△P為280KPa。
2) 流通能力大。DN100的KV為160。
3) 泄漏量大，原因有兩個閥芯不能同時密封。標準泄流量為0.1%KV,為單座閥10的倍。
主要應用于高壓差，泄漏量要求不嚴的場合。
6．套筒調節閥有何主要優點？
兼有單、雙座閥的優點。主要有：
1)穩定性好。因用閥塞節流代替閥芯閥座節流，而閥塞設有平衡孔可減少介質作用在閥塞上的不平衡力。同時套筒與閥塞間導向面大，加之不平衡力變化小，因此不易引起閥芯振動。
2)互換性和通用性強。只要更換套筒就可得到不同的流量系數和不同的流量特性。
3)允許壓差大，熱膨脹影響小。帶平衡孔的套筒閥的平衡原理和雙座閥一樣，因此許用壓差大。又由于套筒、閥塞采用同一種材料制成，溫度變化引起的膨脹基本一致。
4)套筒提供的節流窗口有開大口和打小孔（噴射型）兩種。后者有降噪、減振作用，進一步改進即成專門的低噪音閥。
適用于閥前后壓差大，噪音要求低的場合。
7．除單、雙座閥及套筒閥外還有哪些具有調節功能的閥？
隔膜閥、蝶閥、O型球閥（以切斷為主）、V型球閥（調節比大、具剪切作用）、偏心旋轉閥。
8．什么是調節閥的可調比R、理想可調比、實際可調比？
調節閥所能控制的最大流量和最小流量之比稱為可調比R.。
當閥兩端壓差保持恒定時，最大流量與最小流量之比稱為理想可調比。
實際使用中閥兩端壓差是變化的，這時的可調比稱為實際可調比。
9．理想可調比取決于：閥芯結構
實際可調比取決于：閥芯結構、配管狀況
國產直通單、雙座調節閥的R值為：30精小型調節閥，高性能調節閥，V型球的R
10．什么是調節閥的流量系數C 、Cv 、KV值？
調節閥流通能力的大小用流量系數表示。
1)工程單位制Cv定義：調節閥全開時，閥前后壓差為1kgf/cm2,溫度5~40℃的水每小時所通過的立方米數。
磅/英寸2）溫2)英制單位制C定義：調節閥全開時，閥前后壓差為1bf/in2（1度60。F的水每分鐘所通過的美加侖數。
3) 國際單位制KV：調節閥全開時，閥前后壓差為100kPa,溫度5~40℃的水每小時所通過的立方米數。
Cv ＝1.17 KV
KV＝1.01 C
11．執行機構的輸出力要滿足調節閥所需的哪幾部分力？
1)克服閥芯所受的靜態不平衡力。
2)提供閥座負載的緊壓力。
3)克服填料摩擦力。
4)特定應用或結構所需的附加力（如波紋管、軟密封等）。
12．調節閥的流開、流閉指的是什么？
是對介質流動方向而言，與調節閥的作用方式氣開、氣閉無關。流向的重要性在于它影響到穩定性，泄漏和噪音等。
定義：在節流口，介質流動方向與閥門打開方向相同叫流開：反之，叫流閉。
13．哪些閥需進行流向選擇？如何選擇？
單密封類的調節閥如單座閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥需進行流向選擇。
流開、流閉各有利弊。流開型的閥工作比較穩定，但自潔性能和密封性較差，壽命短；流閉型的閥壽命長，自潔性能和密封性好，但當閥桿直徑小于閥芯直徑時穩定性差。
單座閥、小流量閥、單密封套筒閥通常選流開，當沖刷厲害或有自潔要求時可選流閉。兩位型快開特性調節閥選流閉型 。
14．選擇執行機構應考慮哪三個主要因素？
1)執行機構的輸出要大于調節閥的負荷，且合理匹配。
2)要檢查標準組合時，調節閥所規定的允許壓差是否滿足工藝要求。大壓差時要計算閥芯所受的不平衡力。
3)執行機構的響應速度是否滿足工藝操作要求，尤其是電動執行機構。
15．確定調節閥口徑的七個步驟是什么？
1)確定計算流量——Qmax 、Qmin
2)確定計算壓差——根據系統特點選定阻力比S值，然后確定計算（閥全開時）壓差；
3)計算流量系數——選擇合適的計算公式圖表或軟件求KV的max和min ；
4) KV值選取——根據KV的max值在所選產品系列中最接近一檔的KV，得到初選口徑；
5)開度驗算——要求Qmax 時≯90％閥開度；Qmin時≮10％閥開度；
6)實際可調比驗算——一般要求應≮10；R實際＞R要求
7)口徑確定——若不合格重選選KV值，再驗證。
16．氣動調節閥的輔助裝置（附件）有哪些？各起什么作用？
1)閥門定位器——用于改善調節閥的工作特性，實現正確定位；
2)閥位（行程）開關——顯示調節閥上、下限的行程工作位置；
3)氣動保位閥——氣源故障時保持閥門當時位置；
4)電磁閥——實現氣路的自動切換。單氣控用二位三，；雙氣控用二位五通；
5)手動機構——系統故障時可切換手動操作；
6)氣動繼動器——使氣動薄膜執行機構動作加快，減少傳遞時間；
7)空氣過濾減壓器——氣源凈化、調壓用；
8)貯氣罐——氣源故障時，使閥能繼續工作一段時間，一般需三段保護時配。
17．什么情況下需要采用閥門定位器？
1)摩擦力大，需精確定位的場合。例如高溫、低溫調節閥或采用柔性石墨填料的調節閥；
2)緩慢過程需提高調節閥響應速度的場合。例如，溫度、液位、分析等參數的調節系統。
3)需要提高執行機構輸出力和切斷力的場合。例如，DN≥25的單座閥，DN＞100的雙座閥。閥兩端壓降△P＞1MPa或入口壓力P1＞10MPa的場合。
4)分程調節系統和調節閥運行中有時需要改變氣開、氣關形式的場合。
5)需要改變調節閥流量特性的場合。
18．自力式調節閥有何特點？自力式壓力調節閥型號中的K、B代表什么？
自力式調節閥又稱直接作用調節閥。不需任何外加能源，并且把測量、調節、執行三種功能統一為一體，利用被調對象本身能量帶動其動作的調節閥。它具有結構簡單、價格便宜、動作可靠等特點。適用于流量變化小、調節精度要求不高或儀表氣源供應困難的場合。
自力式調節閥按其用途可分為：壓力、液位、溫度和流量調節閥。目前生產最多的是壓力調節閥和氮封閥。
K——壓開型 ，泄壓用，閥前穩定；
B——壓閉型 ，穩壓用，閥后穩定。
19．當閥選大了或需方工藝條件變化，使調節閥經常在小開度下工作，此時有何解決辦法？
1)降低閥上壓差△P
a在閥后加節流孔板消耗一部分壓降；
b關小管路上串聯的手動閥，至調節閥獲得較理想工作開度為止；
2)縮小口徑
a換小一檔口徑的閥；
b閥體不變，換小一檔口徑的閥芯、閥座。；
20．試述電動執行機構整體型與非整體型、調節型與開關型、電子式與智能型的含義。
1)整體型又稱一體化，是將電氣控制元件整體組合后裝配在執行機構主機上。反之為非整體型，最早產品均為非整體型。整體型可減少控制室內的有關設施，還可相對減少控制電纜的芯數。非整體型常用于空間限制、高溫環境、有振動影響的場合。
2)調節型：接收4~20mA. 1~5V模擬量控制信號通過電氣控制元件使執行機構輸出與控制信號成比例關系的角（直線）位移。
3)開關型：接收脈沖觸點信號，執行機構輸出軸只能控制在開和關的兩個極限位置。也可輸出脈沖觸點信號。
4)電子式：將電氣控制元件電子化、集成化。
5)智能型：在電子式的基礎上，增加人機對話功能，電路從模擬電路升級到數字電路。特征之一配有外部設定器對執行器進行參數設置和調整。
21.為什么說將調節閥的氣開、氣關理解為就是正作用與反作用是錯誤的？
調節閥由執行機構和閥體部件兩部份組成。調節閥一般采用氣動薄膜執行機構，其作用方式有正作用和反作用兩種。隨信號壓力增大，推桿下移為正作用，反之推桿上移為反作用；
閥體部件分為正裝和反裝兩種。閥桿下移時與閥座間流通截面積減小的稱為正裝式，反之稱為反裝式。
調節閥的作用方式分為氣開和氣關兩種，有信號壓力時調節閥關，無信號壓力時調節閥開為氣關式，反之為氣開式。氣開、氣關是由執行機構的正、反作用和閥體部件的正、反裝組合而成，組合方式如下：
執行機構（作用） 閥體部件（裝配） 調節閥（整機）
正 正 氣關
正 反 氣開
反 正 氣開
反 反 氣關
22填空
a被調介質流過閥門的相對流量（Q/Qmax）與閥門相對行程（l/L）之間的關系稱為調節閥的流量特性。
b閥前后壓差保持不變時，上述關系稱為理想流量特性。
c實際使用中，閥前后壓差總是變化的，此時上述關系稱為工作流量特性。
d理想流量特性取決于閥芯形狀。
e工作流量特性取決于閥芯形狀和配管狀況。
23.根據下述情況，選擇調節閥的流量特性。
a調節閥經常在小開度下工作時，宜選用等百分比特性。
b二位調節應選用快開特性。
c當被調介質含有固體懸浮物時，宜選用直線特性。
d程序控制應選用快開特性。
e在非常穩定的調節系統中，可選用等百分比或直線特性。
24.一臺氣動薄膜調節閥，若閥桿在全行程的50%位置，則流過閥的流量是否也在最大流量的50%處？
不一定，要以閥的結構特性而定。在閥兩端壓差恒定的情況下，如是快開閥，則流量大于50%；如是直線閥，則流量等于50%；如是對數閥（等百分比閥），則流量小于50%。
25.閥門的直線流量特性與等百分比流量特性各有何優缺點？
a同一開度下，直線特性流量大，壓差改變快，故調節速度比等百分比特性快。
b從流量的相對變化上看，直線特性小開度變化大，大開度變化小，使得小開度時調節作用太快、太強，易產生超調，引起振蕩；大開度時調節作用太慢、太弱，不夠及時靈敏。
而等百分比特性正好彌補了這個缺點，它的流量相對變化是一個常數，小開度時流量小，流量的變化也小，調節平穩緩和；大開度時流量大，流量的變化也大，調節靈敏有效，因而其適應性比直線特性強。
C、由于等百分比特性大部分流量集中在后面，開度70%時，相對流量僅36%，90%時為71%,因此等百分比特性閥的容量不易充分利用，故經濟性差。選閥時，有時會出現選等百分比特性比選直線特性口徑要大一檔的情況，特別是大口徑、特殊材料的閥，選用時更應加以考慮。
26.調節閥選用
a調節前后壓差較小，要求泄漏量小，一般可選用單座閥。
b調節低壓差、大流量氣體可選用蝶閥。
c調節強腐蝕性介質，可選用隔膜閥、襯氟單座閥。
d既要求調節，又要求切斷時，可選用偏心旋轉閥。其他有此功能的還有球閥、蝶閥、隔膜閥。
e噪音較大時，可選用套筒閥。
f控制高粘度、帶纖維、細顆粒的介質可選用偏心旋轉閥或V型球閥。
g特別適用于漿狀物料的調節閥有球閥、隔膜閥、蝶閥等。
滬公網安備31010802001143號
