第三章 阀门连接形式与驱动方式

阀门连接形式与驱动方式主稿：董金新
主要内容：
·阀门连接形式·阀门驱动方式
法兰连接...............1 手动方式 (1)
焊接连接...............1 蜗杆传动 (1)
对夹连接...............1 齿轮传动 (1)
螺纹连接...............1 气动方式 (1)
卡箍连接...............1 电动方式 (1)
液动方式 (1)
其他传动 (1)
阀门连接形式与驱动方式
一、阀门连接形式
阀门与管道的连接形式主要有法兰连接、焊接连接、对夹连接、螺纹连接、卡箍连接、卡套连接等方式。

（一）法兰连接
1、定义
法兰连接：法兰连接是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。

管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。

法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。

法兰连接照片法兰连接图例
2、法兰连接适用范围
法兰连接可适用于各种公称尺寸、公称压力的阀门，但对使用温度有一定的限制，在高温工况时，由于法兰的连接螺栓易产生蠕变现象而造成泄漏，一般情况下法兰连接推荐在≤350℃温度使用。

3、法兰类型
法兰的结构型式：整体法兰（IF）、承插焊法兰（SW）、螺纹法兰（Th）、带颈对焊
法兰（WN）、带颈平焊法兰（SO）、板式平焊法兰（PL）、平焊环松套法兰(PJ/RJ) 、对焊环松套法兰（PJ/SE）、法兰盖（BL）等。

4、法兰密封面形式
法兰密封面主要是防止管道中介质向外泄漏，密封面形式主要有平面（FF）、突面（RF）、凹凸面（MF）、榫槽面（TG）、环连接面（RJ）等几种。

平面法兰连接形式一般适用于PN40及以下的阀门，突面法兰、凹凸面法兰、榫槽面法兰连接形式一般适用于PN160及以下的阀门，环连接面法兰连接形式一般适用于PN420及以下的高压阀门。

阀门与管道连接采用凹凸面（MF）连接时，一般情况下阀门的端法兰采用凹面形式。

阀门与管道连接采用榫槽面（TG）连接时，一般情况下阀门的端法兰采用槽面（G）形式。

平面（FF）突面（RF）凹凸面（MF）
榫槽面（TG）环连接面（RJ）
5、法兰标准
·国家标准法兰（GB/T）
GB/T 9112～GB/T 9124标准规定了钢制管法兰的类型、参数、尺寸数据以及技术条件，其中GB/T 9113.1～GB/T 9113.4为整体钢制管法兰的标准。

整体钢制管法兰可分为平面整体钢制管法兰、突面整体钢制管法兰、凹凸面整体钢制管法兰、榫槽面整体钢制管法兰、环连接面整体钢制管法兰。

GB/T 13402 大直径碳钢管法兰
·中国化工行业标准
HG 20592～HG 20635，其中HG 20592～HG 20614属欧洲体系，HG 20615～HG 20635属美洲体系。

a、钢管外径分以下两种：
国际通用系列（A系列）——英制管
国内沿用系列（B系列）——公制管
b、螺纹法兰采用的管螺纹分为三种种情况：
采用按GB 7306规定的55°圆锥内螺纹（Rc）
采用按GB 7306规定的55°圆柱内螺纹（Rp）
采用按GB/T 12716规定的60°圆锥管螺纹（NPT）
c、法兰标记
HG 20592 和HG 20615对欧洲体系与美洲体系的法兰做出了标记规定。

·中国机械行业标准
JB/T 79.1～JB/T 79.4
JB/T 81
JB/T 82.1～JB/T 82.4
JB/T 83～JB/T 86
·中国石油化工行业标准SH 3406—1996
·美国标准ASME B 16.5—2003 ASME B 16.47—2003
·日本标准JIS B 2210～JIS B 2216
·德国标准DIN 2531～DIN 2535 灰铸铁法兰 DIN 2543～DIN 2551 铸钢法兰·英国标准BS 4504
·法国标准NF E29-211 钢制法兰
6、法兰尺寸查询示例
如阀门连接法兰采用标准HG/T 20592的整体钢制管法兰，公称压力PN25，公称尺寸DN100，密封面为RF形式，查标准HG/T 20592得出法兰尺寸如下：
7、注意事项
·法兰螺栓支承面及螺栓孔的位置
GB/T 9124中规定：法兰的螺栓支承面应进行机加工或锪孔，锪孔尺寸按GB/T 152.4的有关规定，加工后的法兰应保证符合表3规定的极限偏差要求。

所有螺栓孔应均等地分布在螺栓孔中心圆直径上，对于整体式法兰，其螺栓孔应与管道主轴线或铅垂线跨中布置。

·法兰密封面的密纹水线
HG 20603中规定：≤PN40的突面法兰采用非金属平垫片、聚四氟乙烯包覆垫和柔性石墨复合垫时，可车制密水纹线，密封面代号为RF（A），密封面粗糙度为Ra6.3～12.5，水线的深度为0.05mm，水线节距为0.8mm，加工刀具圆角为1.6mm。

GB/T 9124中规定：当使用非金属软垫片时，突面法兰密封面上允许加工水线，但应在订货合同中注明。

突面法兰的密封面允许按f×45°倒角。

密封面粗糙度为Ra3.2～12.5，水线的深度为0.05mm，水线节距为0.8mm，加工刀具圆角为1.6mm。

ASME B 16.5标准中6.4.5.3中规定：应提供同心圆式或螺旋式的细齿表面，其综合表面平均粗糙度为Ra3.2～6.3，切削刀具应为1.5mm（0.06in）或更大关径，每mm的细齿数为1.8～2.2个（每英寸的细齿数为45～55）。

对焊连接承插焊连接
（三）对夹连接
对夹连接指阀门两侧的管道法兰，通过螺栓夹紧使阀门与管道系统相边的一种连
接方式。

示图如下：
（四）螺纹连接与卡箍连接
螺纹连接指阀体上带有内螺纹或外螺纹，通过螺纹与管道系统相连的一种连接方式。

卡箍连接是指阀体上带有夹口，通过卡箍与管道系统相连的一种连接方式。

阀门与管道螺纹连接图示卡箍连接闸阀
二、阀门驱动方式
阀门驱动方式主要有手动、蜗杆传动、齿轮传动（包括锥齿轮和正齿轮）、电动、气动、液动、电磁传动、电—液动、气—液动、电磁—液动等方式。

（一）手动
借助手轮、手柄、杠杆等由人力来操纵的阀门。

（二）蜗杆传动装置(Worm gear actuator)
用蜗轮蜗杆机构启闭或调节阀门的驱动装置。

蜗杆传动装置照片蜗杆传动装置示图
（三）圆锥齿轮传动装置(Conical gear actuator)
用圆锥齿轮机构启闭或调节阀门的驱动装置，亦称伞齿轮传动。

圆锥齿轮传动装置照片圆锥齿轮传动装置示图
（四）圆柱齿轮传动装置(Conical gear actuator)
用圆柱齿轮机构启闭或调节阀门的驱动装置，亦称正齿轮传动。

圆柱齿轮传动装置照片圆柱齿轮传动装置示图
（五）电动装置(Electric actuator)
用电力启闭或调节阀门的驱动装置，亦称电动执行机构。

电动装置安装示例电动装置
·阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。

·操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数，电动装置输出力矩应为阀门操作最大力矩的1．2～1．5倍。

（六）气动装置(Pneumatic actuator)
用气力启闭或调节阀门的驱动装置，亦称气动执行机构。

（七）液动装置(Hydrauic actuator)
用液压力启闭或调节阀门的驱动装置，亦称液动执行机构。