各种阀门的优缺点和适用范围

一、阀门概述：使在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置。

是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止，并能控制其流量的装置。

是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。

用于流体控制的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格繁多，阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。

阀门可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体的流动，阀门的工作压力可从到1000MPa 的超高压，工作温度从-269℃的超低温到1430℃的高温。

阀门的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、蜗轮、电磁动、电磁—液动、电—液动、气—液动、正齿轮、伞齿轮驱动等。

可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依靠驱动或自动机构使启闭件做升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。

二、阀门分类：根据启闭阀门的作用不同，阀门的分类方法很多，这里介绍下列几种。

1、按作用和用途分类（1）截断阀：截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截断管路中的介质。

截断阀类包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和隔膜阀等。

（2）止回阀：止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的介质倒流。

水泵吸水管的底阀也属于止回阀类。

（3）安全阀：安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。

（4）调节阀：调节阀类包括调节阀、节流阀和减压阀，其作用是调节介质的压力、流量等参数。

（5）分流阀：分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用是分配、分离或混合管路中的介质。

2、按公称压力分类（1）真空阀：指工作压力低于标准大气压的阀门。

（2）低压阀：指公称压力PN ≤ 的阀门。

（3）中压阀：指公称压力PN 为、、的阀门。

（4）高压阀：指公称压力PN 为10～80Mpa的阀门。

（5）超高压阀：指公称压力PN≥100Mpa的阀门。

三、闸阀1、概述可广泛用于自来水、污水、建筑、石油、化工、食品、医药、轻纺、电力、船舶、冶金、能源系统等体管线上作为调节和截流装置使用。

闸阀（gate valve）的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关，不能作调节和节流。

闸阀的闸板运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关，不能作调节和节流。

闸板有两个密封面，最常用的模式闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形角随阀门参数而异。

闸阀驱动方式分类：手动闸阀，气动闸阀，电动闸阀。

2、分类按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀，楔式闸板式闸阀又可分为：单闸极式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。

按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。

3、适用范围闸阀适用于 DN150 ～ 2500 、工作温度 -29～425℃（碳钢）或 -29～500℃（不锈钢）的小口径管路上，用于截断或接通管路中的介质，选用不同的材质，可分别适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介质、尿素等多种介质。

在石油管道上应用较多。

4、优缺点优点：（1）流体阻力小，密封面受介质的冲刷和侵蚀小；（2）开闭较省力；（3）介质流向不受限制，不扰流、不降低压力；（4）经久耐用，使用简单；（5）形体简单，结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。

缺点：（1）密封面之间易引起冲蚀和擦伤，维修比较困难；（2）外形尺寸较大，开启需要一定的空间，开闭时间长；（3）结构较复杂。

5、安装特点（1）安装位置、高度、进出口方向必须符合设计要求，连接应牢固紧密。

（2）安装在保温管道上的各类手动阀门，手柄均不得向下。

（3）阀门安装前必须进行外观检查，阀门的铭牌应符合现行国家标准《通用阀门标志》GB 12220的规定。

对于工作压力大于 MPa 及在主干管上起到切断作用的阀门，安装前应进行强度和严密性能试验，合格后方准使用。

强度试验时，试验压力为公称压力的倍，持续时间不少于5min，阀门壳体、填料应无渗漏为合格。

严密性试验时，试验压力为公称压力的倍；试验压力在试验持续的时间应符合GB 50243标准要求，以闸板密封面无渗漏为合格。

四、蝶阀1、概述蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90°左右来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。

是指以关闭件（阀瓣或蝶板）为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，在管道上主要起切断和节流用。

蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。

蝶阀全开到全关通常是小于90° ，蝶阀和蝶杆本身没有自锁能力，为了蝶板的定位，要在阀杆上加装蜗轮减速器。

采用蜗轮减速器，不仅可以使蝶板具有自锁能力，使蝶板停止在任意位置上，还能改善阀门的操作性能。

2、优缺点优点：①结构简单，体积小，重量轻，耗材省，特别用于大口径阀门中；②启闭迅速，流阻系数小；③可用于带悬浮固体颗粒的介质，依据密封面的强度也可用于粉状和颗粒状介质。

可适用于通风除尘管路的双向启闭及调节，广泛用于冶金、轻工、电力、石油化工系统的煤气管道及水道等。

缺点：①流量调节范围不大，当开启达30%时，流量就将进95%以上。

②由于蝶阀的结构和密封材料的限制，不宜用于高温、高压的管路系统中。

一般工作温度在300℃以下，PN40（6～40）以下。

③密封性能相对于球阀、截止阀较差，故用于密封要求不是很高的地方。

3、用途蝶阀是用圆盘式（又称蝶板）的启闭件转动90°或90°左右来开启和关闭通道的旋转阀。

蝶阀阀瓣的运动带有擦拭性，故大多数蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的介质。

4、特点（1）外形尺寸小，其长度很短，结构简单，重量轻。

（2）操作方便，启闭迅速，开闭只需旋转阀瓣90°（3）密封性和调节性能良好，由于采用橡胶作密封圈，压缩与回弹性好（即不会硬化），所以密封性好。

阀瓣在开启15°～70°之间，能进行灵敏的流量控制。

（4）操作力矩和流体阻力小。

据测量，蝶阀流体阻力小于除球阀外的其他类型阀门。

（5）由于密封材质的限制，蝶阀的使用压力和工作温度范围较小。

五、球阀1、概述是由旋塞阀演变而来，它的启闭件是一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°实现开启和关闭的目的。

球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。

阀体可以是整体的，也可以是组合式的。

球阀的主要特点是本身结构紧凑，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。

2、优缺点优点：①具有最低的流阻（实际为0）；②因在工作时不会卡住（在无润滑剂时），故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中；③在较大的压力和温度范围内，能实现完全密封；④可实现快速启闭，某些结构的启闭时间仅为~，以保证能用于试验台的自动化系统中。

快速启闭阀门时，操作无冲击。

⑤球形关闭件能在边界位置上自动定位；⑥工作介质在双面上密封可靠；⑦在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀；⑧结构紧凑、重量轻，可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构；⑨阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好地承受来自管道的应力；⑩关闭件能承受关闭时的高压差。

⑾全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下，使阀门内件不受侵蚀，最高使用寿命可达30年，是石油、天然气管线最理想的阀门。

缺点：①因为球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯，它对几乎所有的化学物质都有是惰性的，且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点。

但聚四氟乙烯的物理特性，包括较高的膨胀系数，对冷流的敏感性和不良的热传导性，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。

所以，当密封材料变硬时，密封的可靠性就受到破坏。

而且，聚四氟乙烯的耐温等级较低，只能在小于180℃情况下使用。

超过此温度，密封材料就会老化。

而考虑长期使用的情况下，一般只会在120℃不使用。

②它的调节性能相对于截止阀要差一些，尤其是气动阀（或电动阀）。

六、截止阀1、概述截止阀是指启闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。

根据阀瓣的这种移动形式，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。

由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。

因此，这种类型的阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。

截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。

阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。

截止阀只适用于全开和全关，不允许作调节和节流2、优缺点优点：①在开启和关闭过程中，由于阀瓣与阀体密封面间的摩擦力比闸阀小，因而耐磨。

②开启高度一般仅为阀座通道的1/4，因此比闸阀小得多；③通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修。

④由于其填料一般为石棉与石墨的混合物，故耐温等级较高。

一般蒸汽阀门都用截止阀。

缺点：①由于介质通过阀门的流动方向发生了变化，因此截止阀的最小流阻也较高于大多数其他类型的阀门；②由于行程较长，开启速度较球阀慢。

3、用途截止阀是利用阀瓣（截止阀的关闭件叫阀瓣）沿着瓣座（阀座）通道的中心线移动，来控制管路启闭的一种闭路阀。

截止阀一般适用于各种压力及各种温度条件下，在规定的标准范围内，输送液体和气体介质，但不适用于输送含有固体沉淀或析出晶体的液体。

在低压管路中截止阀也可用来调节管路中介质的流量。

由于受到结构的限制，截止阀的公称通径在250mm以下。

若是在介质压力较高和流速较大的管路上，其密封面会很快磨损。

因此需调节流量时，必须用节流阀。

4、特点：（1）密封面的磨损和擦伤不严重，因此工作较可靠，使用寿命长。

（2）密封面面积较小，结构较简单，制造密封面所需工时和密封圈所需贵重材料均较闸阀少。

（3）启闭时，阀瓣行程小，因而截止阀高度小。

操作方便。

（4）利用螺纹移动阀瓣，不会发生突然启闭现象，就不易发生“水锤”现象。

（5）启闭力矩大启闭较费力。

关闭时，阀瓣运动方向与介质运动压力作用方向相反，必须克服介质的作用力，故启闭力矩大，因此，影响大通径截止阀的应用。

（6）流动阻力较大。

在各类截断阀中截止阀的流动阻力最大。