一、连接形式
阀门与管道的连接主要有螺纹连接、法兰连接、焊接连接、对夹连接和卡套连接等。
1. 螺纹连接
螺纹连接结构简单,安装容易,是阀门中采用较多的一种方式。但螺纹易锈蚀,在管径逐渐增大时,安装的难度随之增加,密封性能下降,因此螺纹连接多在小口径(DN<100mm)阀门中采用。
2. 法兰连接
法兰连接是阀门中采用最广泛的一种连接方式。因为法兰有多种密封形式,能适应各不同运行压力和温度要求,装卸方便,密封可靠,几乎不受管径的限制。
3. 焊接连接
阀门与管道焊接是一种特殊的连接方式。焊接阀门安装后不能拆卸,给安装及维修带来困难。但焊接结构强度高,密封可靠,在高温高压中运行的阀门多有采用。
4. 对夹式连接
对夹式连接是以螺栓拉紧固定的方式将阀体夹在两个管道法兰之间。对夹式连接的两个端面距离较短,有利于阀门的安装和拆卸。对夹式连接只在蝶阀及部分高压小口径球阀及止回阀范围内使用。
5. 卡套连接
卡套连接是将管子及卡套与阀体连接端的外螺纹连接,利用卡套的楔形尖角将管子和阀体紧密地挤压在一起而达到连接和密封的目的。卡套连接已广泛用于小口径锻造阀门。
二、驱动机构
阀门的驱动机构是控制和操作阀门运行的组成部件。除运行人员在现场直接操作的手动方式外,还有由远方控制或自动控制的电力驱动、电磁驱动、气压及液压驱动等方式。
1. 手动阀门
手动阀门是由运行人员在现场直接操作的阀门。它包括手轮驱动、手柄或扳手驱动、齿轮驱动、链轮驱动及连杆驱动等。
①. 手轮驱动 多用于阀芯作直线运动,驱动力矩较小的闸阀、截止阀等。
②. 手柄(或扳手)驱动 一般用于阀芯作旋转运动,驱动力矩不大的球阀、蝶阀等。
③. 齿轮驱动 当阀门的启闭力矩较大时,应通过齿轮或蜗轮蜗杆驱动机构来减少启闭力矩。图4-1为阀门齿轮驱动机构。由齿轮驱动的阀门一般都是压力较高、口径较大的阀门。
④. 链轮及连杆驱动 安装在不便直接操作处的阀门,可在手轮上加装链轮或连杆间接驱动,链轮及连杆需由用户自行配置,阀门制造厂不予供应。
2. 电动阀门
电动阀门是由电力驱动的阀门,也是阀门中广泛采用的一种驱动方式。
a. 电动阀门的特点
①. 可用于不能手动操作和难以接近的阀门,易于实现远距离操作和系统的自动化。
②. 可以减轻操作人员的劳动强度,特别适用于高压力、大口径阀门。
③. 可以快速启闭,缩短阀门启闭的操作时间。
④. 用于电动阀门的驱动电机属于专用电动机。因为在阀门刚启动及关闭终了时的瞬间所产生的转矩最大,要求电动机的启动转矩和最大转矩与额定转矩之比均应大于2.5。又由于在阀门关闭终了时,要求电动机能迅速停止,因而要求电动机的转动惯量要比普通电动机小三分之一左右,普通电动机不能具备这种特性。在潮湿及易燃、易爆区域使用的电动机,应有特殊的防护措施。
图4-2为一电动截止阀,阀门的开闭由安装在阀盖上的电动装置控制。电动装置包括专用电动机、减速器、转矩控制机构、行程控制机构、现场操作机构以及手动与电动切换机构。阀门可就地手动或电动操作,也可远距离电动操作。
b. 电动装置
阀门的电动装置有Z型和Q型两大系列。Z系列适用于闸阀、截止阀等阀芯做直线运动的阀门。Q系列适用于球阀、蝶阀等阀芯做旋转运动的阀门。此外,ZD系列是Z系列中转矩较大的分支系列,TZ系列是Z系列中可与阀门同轴直联的分支系列。TQ系列是Q系列中可与阀门同轴直联的分支系列。
阀门电动装置型号编制方法见JB2920《阀门电动装置形式、基本参数和连接尺寸》标准的规定。型号由五个单元组成,表示如下:
阀门电动装置型号与性能参数,见表 4-11~表4-15。
三、气动阀门和液动阀门
气动、液动阀门是以有一定压力的空气、水或油为动力源,利用活塞机构来驱动开闭阀门。气动装置的空气压力一般小于0.8MPa.液动装置的水压或油压为2.5~25MPa。气、液驱动装置都有往复式及回转式两种形式。往复式用于驱动闸阀、截止阀、调节阀等。回转式用于驱动球阀、蝶阀、旋塞阀等。
图4-3为带手轮的气动(或液动)闸阀。阀顶有活塞与阀杆相连,活塞由压缩空气(或液压)推动。下部充气(液)时,活塞上升,开启阀门。上部充气(液)时,活塞下降,关闭阀门。充气(液)方式可由仪表控制,可达到遥控或自控阀门的目的。
四、电磁阀
电磁阀是以电磁为驱动力的阀门,具有快速启闭功能。图4-4为一快速启闭的电磁阀,开启阀门时,将电磁装置接通电流,电磁铁产生磁力,吸起重锤及阀瓣,阀门被打开。切断电流时,磁力消失,重锤及阀瓣下落,阀门即被关闭。