良工閥門(mén)的技術(shù)應(yīng)用與自動(dòng)化
為了成功的實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化，zui重要的是要確保閥門(mén)自身能夠滿(mǎn)足過(guò)程及管道內(nèi)介質(zhì)的特殊要求。通常生產(chǎn)過(guò)程和工藝介質(zhì)能夠決定閥門(mén)的種類(lèi)，閥芯的類(lèi)型以及閥內(nèi)件和閥門(mén)的結(jié)構(gòu)和材料。
閥門(mén)選擇好后接下來(lái)就要考慮自動(dòng)化的要求即執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇。可以簡(jiǎn)單的按兩種基本的閥門(mén)操作類(lèi)型來(lái)考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
1.旋轉(zhuǎn)式閥門(mén)（單回轉(zhuǎn)閥門(mén)）
這類(lèi)閥門(mén)包括：旋塞閥、球閥、蝶閥以及風(fēng)門(mén)或擋板。這類(lèi)閥門(mén)需要已要求的力矩進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)操作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)
2.多回轉(zhuǎn)閥門(mén)
這類(lèi)閥門(mén)可以是非旋轉(zhuǎn)提升式閥桿或旋轉(zhuǎn)非提升式桿，或者說(shuō)是他們需要多轉(zhuǎn)操作去驅(qū)動(dòng)閥門(mén)到開(kāi)或關(guān)的位置。這類(lèi)閥門(mén)包括：直通閥（截止閥）、閘閥、刀閘閥等。作為一種選擇，直線(xiàn)輸出的氣動(dòng)或液動(dòng)氣缸或薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)也開(kāi)來(lái)驅(qū)動(dòng)上述閥門(mén)。
目前共有四種類(lèi)型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們能夠使用不同的驅(qū)動(dòng)能源，能夠操作各種類(lèi)型的閥門(mén)。
1.電動(dòng)多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)
電力驅(qū)動(dòng)的多回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)是zui常用、zui可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類(lèi)型之一。使用單相或三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪或蝸輪蝸桿zui后驅(qū)動(dòng)閥桿螺母，閥桿螺母使閥桿產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)使閥門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉。
多回轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以快速驅(qū)動(dòng)大尺寸閥門(mén)。為了保護(hù)閥門(mén)不受損壞，安裝在在閥門(mén)行程的終點(diǎn)的限位開(kāi)關(guān)會(huì)切斷電機(jī)電源，同時(shí)當(dāng)安全力矩被超過(guò)時(shí)，力矩感應(yīng)裝置也會(huì)切斷電機(jī)電源，位置開(kāi)關(guān)用于指示閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，安裝離合器裝置的手輪機(jī)構(gòu)可在電源故障時(shí)手動(dòng)操作閥門(mén)。
這種類(lèi)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是所有部件都安裝在一個(gè)殼體內(nèi)，在這個(gè)防水、防塵、防爆的外殼內(nèi)集成了所有基本及*的功能。主要缺點(diǎn)是，當(dāng)電源故障時(shí)，閥門(mén)只能保持在原位，只有使用備用電源系統(tǒng)，閥門(mén)才能實(shí)現(xiàn)故障安全位置（故障開(kāi)或故障關(guān)）
2.電動(dòng)單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)
這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)類(lèi)似于電動(dòng)多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要差別是執(zhí)行機(jī)構(gòu)zui終輸出的是1/4轉(zhuǎn)記90度的運(yùn)動(dòng)。新一代電動(dòng)單回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合了大部分多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的復(fù)雜功能，例如：使用非進(jìn)入式用戶(hù)友好的操作界面實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定與診斷功能。
單回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊可以安裝到小尺寸閥門(mén)上，通常輸出力矩可達(dá)800公斤米，另外應(yīng)為所需電源較小，它們可以安裝電池來(lái)實(shí)現(xiàn)故障安全操作。
3.流體驅(qū)動(dòng)多回轉(zhuǎn)式或直線(xiàn)輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)
這種類(lèi)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常用于操作直通閥（截止閥）和閘閥，它們使用氣動(dòng)或液動(dòng)操作方式。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，很容易實(shí)現(xiàn)故障安全操作模式。
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按作用和用途
（1）截?cái)囝?lèi)：如閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、針型閥、隔膜閥等。截?cái)囝?lèi)閥門(mén)又稱(chēng)閉路閥，截止閥，其作用是接通或截?cái)喙苈分械慕橘|(zhì)。
止回閥，止回閥又稱(chēng)單向閥或逆止閥，止回閥屬于一種自動(dòng)閥門(mén)，其作用是防止管路中的介質(zhì)倒流、防止泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，以及容器介質(zhì)的泄漏。水泵吸水關(guān)的底閥也屬于止回閥類(lèi)。
防爆閥、事故閥等，安全閥的作用是防止管路或裝置中的介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值，從而達(dá)到安全保護(hù)的目的。
調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥和減壓閥，其作用是調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量等參數(shù)。
（2）真空類(lèi)：如真空球閥、真空擋板閥、真空充氣閥、氣動(dòng)真空閥等。其作用是在真空系統(tǒng)中，用來(lái)改變氣流方向，調(diào)節(jié)氣流量大小，切斷或接通管路的真空系統(tǒng)元件稱(chēng)為真空閥門(mén)。
（3）特殊用途類(lèi)：如清管閥、放空閥、排污閥、排氣閥、過(guò)濾器等。排氣閥是管道系統(tǒng)中*的輔助元件，廣泛應(yīng)用于鍋爐、空調(diào)、石油天然氣、給排水管道中。往往安裝在制高點(diǎn)或彎頭等處，排除管道中多余氣體、提高管道路使用效率及降低能耗。
按主要參數(shù)
按公稱(chēng)壓力
（1）真空閥：指工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門(mén)。
（2）低壓閥：指公稱(chēng)壓力PN ≤1.6Mpa 的閥門(mén)。
（3）中壓閥：指公稱(chēng)壓力PN 為2.5Mpa、4.0Mpa、6.4Mpa的閥門(mén)。
（4）高壓閥：指公稱(chēng)壓力PN 為10.0Mpa～80.0Mpa的閥門(mén)。
（5）超高壓閥：指公稱(chēng)壓力 PN≥100.0Mpa的閥門(mén)。
（6）過(guò)濾器：指公稱(chēng)壓力PN 為1.0Mpa、1.6Mpa
按工作溫度
（1）超低溫閥：用于介質(zhì)工作溫度 t<－101℃的閥門(mén)。
（2）常溫閥：用于介質(zhì)工作溫度－29℃<t<120℃的閥門(mén)。
（3）中溫閥：用于介質(zhì)工作溫度120℃<t<425℃的閥門(mén)。
（4）高溫閥：用于介質(zhì)工作溫度t>425℃的閥門(mén)。
按驅(qū)動(dòng)方式
按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi)分為自動(dòng)閥類(lèi)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥類(lèi)和手動(dòng)閥類(lèi)
壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)。液動(dòng)閥：借助油等液體壓力驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)。
此外還有以上幾種驅(qū)動(dòng)方式的組合，如氣-電動(dòng)閥等。
按公稱(chēng)通徑
（1）小通徑閥門(mén)：公稱(chēng)通徑DN≤40mm的閥門(mén)。
（2）中通徑閥門(mén)：公稱(chēng)通徑DN為50～300mm的閥門(mén)。
（3）大通徑閥門(mén)：公稱(chēng)閥門(mén)DN為350～1200mm的閥門(mén)。
（4）特大通徑閥門(mén)：公稱(chēng)通徑DN≥1400mm的閥門(mén)
按結(jié)構(gòu)特征
閥門(mén)結(jié)構(gòu)特征閥門(mén)的結(jié)構(gòu)特征是根據(jù)關(guān)閉件相對(duì)于閥座移動(dòng)的方向可分為：
（1）截門(mén)形：關(guān)閉件沿著閥座中心移動(dòng)；如截止閥
（2）旋塞和球形：關(guān)閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)；如旋塞閥、球閥
（3）閘門(mén)形：關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動(dòng)；如閘閥、閘門(mén)等
（4）旋啟形：關(guān)閉件圍繞閥座外的軸旋轉(zhuǎn)；如旋啟式止回閥等
（5）蝶形：關(guān)閉件的圓盤(pán)，圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)；如蝶閥、蝶形止回閥等
（6）滑閥形：關(guān)閉件在垂直于通道的方向滑動(dòng)。如滑
按連接方法
（1）螺紋連接閥：閥體帶有內(nèi)螺紋或外螺紋，與管道螺紋連..
（2）法蘭連接閥門(mén)：閥體帶有法蘭，與管道法蘭連接。
（3）焊接連接閥門(mén)：閥體帶有焊接坡口，與管道焊接連接。
（4）卡箍連接閥門(mén)：閥體帶有夾口，與管道夾箍連接。
（5）卡套連接閥門(mén)：與管道采用卡套連接。
（6）對(duì)夾連接閥門(mén)：用螺栓直接將閥門(mén)及兩頭管道穿夾在一起的連接形式。
按閥體材料
（1）金屬材料閥門(mén)：其閥體等零件由金屬材料制成。如鑄鐵閥門(mén)、鑄鋼閥、合金鋼閥、銅合金閥、鋁合金閥、鉛合金閥、鈦合金閥、蒙乃爾合金閥等。
（2）非金屬材料閥門(mén)：其閥體等零件由非金屬材料制成。如塑料閥、搪瓷閥、陶瓷閥、玻璃鋼閥門(mén)等。
以下為幾種不銹鋼閥門(mén)材料參數(shù)及具體運(yùn)用
（1）角行程包括球閥、蝶閥、旋塞閥等分類(lèi)
（2）直行程包括閘閥、截止閥、角座閥等。
這種分類(lèi)方法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分，是目前、常用的分類(lèi)方法。一般分閘閥、截止閥、節(jié)流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥安全閥、疏水閥、調(diào)節(jié)閥、底閥、過(guò)濾器、排污閥等。
由于閥門(mén)的用途是廣泛的，因此它起的作用也是很大的。例如：在發(fā)電廠(chǎng)中閥門(mén)能夠控制鍋爐和汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；在石油、化工生產(chǎn)中，閥門(mén)同樣也起著控制全部生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在其它部門(mén)也是這樣。盡管如此，閥門(mén)同其它產(chǎn)品比較往往被人們忽視。例如：在安裝機(jī)器設(shè)備時(shí)，人們往往把重點(diǎn)放在主要機(jī)器設(shè)備方面，卻忽視了閥門(mén)。這樣會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)效率降低或停產(chǎn)、或造成種種其它事故發(fā)生。 因此，對(duì)閥門(mén)的選用、安裝、使用等都必須進(jìn)行認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作。
電力驅(qū)動(dòng)閥門(mén)是常用的驅(qū)動(dòng)方式的閥門(mén)，通常稱(chēng)這種驅(qū)動(dòng)裝置形式的驅(qū)動(dòng)裝置為閥門(mén)電動(dòng)裝置，閥門(mén)電動(dòng)裝置的特點(diǎn)如下：1)啟閉迅速，可以大大縮短啟閉閥門(mén)所需的時(shí)間；2)可以大大減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，特別適用于高壓、大口徑閥門(mén)；3)適用于安裝在不能手動(dòng)操作或難于接近的位置，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱，而且安裝高度以不受限制；4)有利于整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化；5)電源比氣源和液源容易獲得，其電線(xiàn)的敷設(shè)和維護(hù)也比壓縮空氣和液壓管線(xiàn)簡(jiǎn)單得多。
閥門(mén)電動(dòng)裝置的缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，在潮濕的地方使用更為困難，用于易爆介質(zhì)時(shí)，需要采用隔爆措施。
閥門(mén)電動(dòng)裝置按所驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)類(lèi)型不同，可分為Z型和Q型兩大類(lèi)。Z型閥門(mén)電動(dòng)裝置的輸出軸可以轉(zhuǎn)出很多圈，適用于驅(qū)動(dòng)閘閥、截止閥、隔膜閥等；Q型閥門(mén)電動(dòng)裝置的輸出軸只能旋轉(zhuǎn)90。，適用于驅(qū)動(dòng)旋塞閥、球閥和蝶閥等。按其防護(hù)類(lèi)型有普通型、隔爆型(以B表示)、耐熱型(以R表示)和三合一型(即戶(hù)外、防腐、隔爆，以S表示)。
閥門(mén)電動(dòng)裝置一般由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(減速器)、電動(dòng)機(jī)、行程控制機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)、手動(dòng)-電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)、開(kāi)度指示器等組成。
氣動(dòng)和液動(dòng)閥門(mén)
氣動(dòng)閥門(mén)和液動(dòng)是以一定壓力的空氣、水或油為動(dòng)力源,利用氣缸(或液壓缸)和活塞的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)的，一般氣動(dòng)的空氣壓力小于0.8MPa,液動(dòng)的水壓或油壓為2.5MPa~25MPa。如用于驅(qū)動(dòng)隔膜閥；回轉(zhuǎn)型氣、液驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)球閥、蝶閥或旋塞閥。液動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力大，適用于驅(qū)動(dòng)大口徑閥門(mén)。如用于驅(qū)動(dòng)旋塞閥、球閥和蝶閥時(shí)，必須將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換面回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。除了采用氣缸或液壓缸的活塞來(lái)驅(qū)動(dòng)外，還有采用氣動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng)的，因其行程和驅(qū)動(dòng)力較小，故主要用于調(diào)節(jié)閥。
手動(dòng)閥門(mén)
手動(dòng)閥門(mén)是zui基本的驅(qū)動(dòng)方式的閥門(mén)。它包括用手輪、手柄或板手直接驅(qū)動(dòng)和通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)兩種。當(dāng)閥門(mén)的啟力矩較大時(shí)，可通過(guò)齒輪或蝸輪傳動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以達(dá)到省略的目的。齒輪傳動(dòng)分直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和錐齒傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)減速比小，適用于閘閥和截止閥，蝸輪傳動(dòng)減速比較大，適用于旋塞閃、球閥和蝶閥
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