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这里涵盖了闸阀的一些基础知识...

闸阀和蝶阀的使用分析,闸阀与蝶阀如何选择

03-23-17

在城市、建筑、企业给排水工程中,中低压阀门广泛应用,特别低压大口径阀门(低压阀门是指公称压力PN≤1.6MPa的阀门),而中压阀门 (PN2.5-6.4MPa)较少,按原理和结构分类时(国际常用的方法)常用的阀门是蝶阀和闸阀,其他还是球阀、止回阀、排气阀、旋塞阀、隔膜阀、减压 阀、调流阀、排泥阀等等。以下分析常用的闸阀和蝶阀两种阀门,为闸阀和蝶阀的选择选型提供更多的产品历史信息。

1、闸阀的使用状况:

闸阀使用历史最久,至今世界各国仍在应用,特别是DN300mm以下,在各类阀门中仍占主导地位。按阀板形状又分平行闸阀和楔形闸阀,楔形闸阀在国 际上使用比较普遍,其特征是阀板前后压差使阀板强制压在出口侧的阀座上,密封性较好,且全开时,由于阀板不留在流路上,压力损失小。用于要切断管道中介 质。

其缺点是操作力矩大,操作时易使阀体、阀杆损坏,特别是大口闸阀。外形尺寸和重量也大,DN1000口径闸阀约3200mm高,需要四个人操作,所以闸阀一般适于小口径,即DN500以下使用。

闸阀从全开到中间开度,阀门的流阻较小,接近全闭时,流阻急剧增加。较大的范围内,流阻变化较小,在接近全闭时,流量变化较大,一定不要在阀门接近 关闭时使用,这时很难进行流量的微调。阀门若开度极小,开口处的流速极快,会使闸板下侧产生气蚀,并伴有激烈的振动的噪声,长时间节流运转,往往会使阀体 和闸板的金属发生气蚀。闸阀工况若处在中间开度,阀板因为是靠两侧的导轨支撑,全闭时配合紧密,而中间位置时,阀板与导轨间隙大而产生振动。因此,即使在 气蚀发生率较低的区域,长时间使阀门节流运转,导轨也会发生畸形、摩耗或损坏,且由于阀座不是全面接触,而接触部位表面压力很高,往往会产生咬蚀或粘连, 因此,不宜用于流量控制。还要注意,闸阀在小开度时,流量变化大,如果对阀门紧急启闭,是造成压力急剧上升或产生负压,特别是关阀门时水锤时产生。

在金属密封闸阀基础上,近些年来开发了橡胶软密封闸阀,其特点是:
(1)阀体底部无凹处,流体通过截面呈直线状,不易堆积和夹杂异物。
(2)闸板密封面是压在阀体上进行止水的,关阀力矩小。
(3)不因配管的弯曲和拉伸而影响密封性能。
(4)整个阀板衬橡胶,耐腐蚀,不出锈水。
(5)阀门可在全开通水的同时更换密封材料和O型圈。

由于功能优越,国际上(特别在欧洲)需求量速增,软密封闸阀是30年前奥地利人发明,在欧洲每年生产50余万台,几乎100%使用,是硬密封闸阀的替代产品,其制造口径在欧日为DN500,美国一般用到DN400,而意大利可生产到DN1200。

2、蝶阀的的使用状况:

30年代,美国发明了蝶阀,50年代传入日本,到60年代才在日本普遍采用,而在我国推广则是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以 上蝶阀已逐渐代替了闸阀。蝶阀与闸阀相比有开闭时间短,操作为矩小,安装空间小和重量轻。以DN1000为例,蝶阀约2T,而闸阀约3.5T,且蝶阀易与 各种驱动装置组合,有良好的耐久性和可靠性。

橡胶密封蝶阀缺点是作节流使用时,由于使用不当会产生气蚀,使橡胶座剥落、损伤等情况发生。为此,现在国际上又开发金属密封蝶阀,气蚀区减小,近几年我国也开发了金属密封蝶阀,在日本近年来还开发耐气蚀、低振动、低噪声的梳齿形蝶阀。

一般密封座的寿命在正常情况下,橡胶15年-20年,金属的80年-90年。但如何正确选用则要根据工况要求。

蝶阀的开度与流量之间的关系,基本上呈线性比例变化。如果用于控制流量,其流量特性与配管的流阻也有密切关系,如两条管道安装阀门口径、形式等全相同,而管道损失系数不同,阀门的流量差别也会很大。

如果阀门处于节流幅度较大状态,阀板的背面容易发生气蚀,有损坏阀门的可能,一般均在15°外使用。

蝶阀处于中开度时,阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心,两侧形成完成不同的状态,一侧的蝶板前端顺流水方向而动,另一侧逆流水方向而动,因 此,一侧阀体与阀板形成似喷嘴形开口,另一侧类似节流孔形开口,喷嘴侧比节流侧流速快的多,而节流侧阀门下面会产生负压,往往会出现橡胶密封件脱落。

蝶阀操作力矩,因开度及阀门启闭方向不同其值各异,卧式蝶阀,特别是大口径阀,由于水深,阀轴上、下水头差所产生的力矩也不容忽视。另外,阀门进口侧装置弯头时,形成偏流,力矩会有增加。阀门处于中间开度时,由于水流对力矩起作用,操作机构需要自锁。

结论:开闭不频繁请选用闸阀,开闭频繁则选用蝶阀;高压选用闸阀,低压(1.6Mpa以下)选用蝶阀;大口径800以下建意用闸阀,800以上用蝶阀。

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