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羅尼詩(shī)盾閥門工程師：
首先將閥門類型與所需功能匹配。
為儀表系統(tǒng)選擇閥門就是要選擇閥門的分類。幾個(gè)例子，包括球閥，隔膜閥和波紋管閥，以及止回閥，過(guò)量流量，精細(xì)計(jì)量閥，閘閥，多通閥，針閥，旋塞，上升閥，溢流閥和安全閥。這些中的每一個(gè)都有許多尺寸，配置，構(gòu)造材料和致動(dòng)模式。
為了做出最好的選擇，總是最好的做法是先問(wèn)自己：我想要閥門做什么？
球閥
圖1.四分之一轉(zhuǎn)促動(dòng)和直通流路適合此閥用于許多開(kāi)/關(guān)應(yīng)用。
大多數(shù)閥門執(zhí)行以下五個(gè)主要功能之一-開(kāi)/關(guān)，流量控制，定向流量，過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流量保護(hù)。使閥類型與功能匹配是第一步，也是最重要的選擇步驟。閥門使用不當(dāng)，例如用于節(jié)流的球閥，并不罕見(jiàn)。在某些情況下，例如，如果球閥處于高壓氧氣系統(tǒng)中，這種失配可能是災(zāi)難性的。使用點(diǎn)火源時(shí)，由于閥門的快速打開(kāi)而使氧氣突然爆炸，可能會(huì)導(dǎo)致起火。
因此，在這里，我們將回顧閥門的基本類型，它們的工作方式，它們實(shí)現(xiàn)的功能以及在選擇一個(gè)閥門時(shí)應(yīng)考慮的事項(xiàng)。
開(kāi)/關(guān)閥
開(kāi)/關(guān)控制-停止和重新啟動(dòng)系統(tǒng)流體流-是最基本的閥功能。主要的開(kāi)/關(guān)選項(xiàng)是球閥，閘閥，隔膜閥和波紋管閥。
也許在所有閥門類型中最常見(jiàn)的是球閥設(shè)計(jì)用于開(kāi)/關(guān)控制。旋轉(zhuǎn)四分之一圈的驅(qū)動(dòng)器通過(guò)旋轉(zhuǎn)帶有大孔的金屬球穿過(guò)其中心來(lái)開(kāi)始或停止流動(dòng)?？着c流路對(duì)齊時(shí)會(huì)發(fā)生直通流動(dòng)。當(dāng)孔從流路旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，流停止。如果您正在尋找具有快速關(guān)閉功能和高流量的開(kāi)/關(guān)閥，那么球閥是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它的手柄位置可以快速指示出閥門是打開(kāi)還是關(guān)閉。球閥易于鎖定和標(biāo)記，以確保安全。尺寸在1/4英寸至2英寸之間時(shí)，它們最實(shí)用，最經(jīng)濟(jì)。
隔膜閥
好處包括快速關(guān)閉，精確的致動(dòng)速度和無(wú)與倫比的循環(huán)壽命。
通常用于過(guò)程控制而非儀表應(yīng)用，通常選擇閘閥來(lái)進(jìn)行開(kāi)/關(guān)控制-特別是對(duì)于2 in以上的管線。閘閥通常也是儀表過(guò)程管線中的第一個(gè)閥門，通常是雙閥塊-和出血配置。在最古老的開(kāi)/關(guān)閥中，通常在大型工業(yè)或傳輸線等一般工業(yè)應(yīng)用中使用它們。有些可能會(huì)超過(guò)100英寸。手柄的多次旋轉(zhuǎn)會(huì)降低密封機(jī)構(gòu)，或者使密封機(jī)構(gòu)升入或移出筆直的流路。關(guān)機(jī)是逐步的。
填料圍繞閥桿，圓柱部分將手柄（或致動(dòng)裝置）與內(nèi)部機(jī)構(gòu)連接起來(lái)，從而防止系統(tǒng)介質(zhì)逸出到閥桿與閥體相遇的大氣中。用金屬對(duì)金屬密封件密封到大氣中的閥門被稱為“無(wú)填料”，因?yàn)樗鼈儾话洶b材料，例如墊圈和O形圈，通常在其他閥門的閥桿周圍發(fā)現(xiàn)。
所有閥桿密封件或填料都容易磨損，可能導(dǎo)致泄漏。帶填料的閥需要定期維修或更換，盡管某些填料類型（例如兩件式人字形設(shè)計(jì)）可產(chǎn)生更有效的密封，并且使用壽命更長(zhǎng)。
針閥
細(xì)螺紋的閥桿可實(shí)現(xiàn)出色的流量控制；一些設(shè)計(jì)提供了不漏氣的關(guān)閉功能。
與填料閥不同，隔膜閥（圖2）是無(wú)填料的。它們提供快速關(guān)閉和精確的驅(qū)動(dòng)速度，在某些情況下，還可以輸送穩(wěn)定量的過(guò)程流體。隔膜閥通常用于高純度應(yīng)用中。由于具有高度工程化的結(jié)構(gòu)，它們可提供任何類型的閥的最長(zhǎng)循環(huán)壽命。每個(gè)閥都包含一個(gè)薄的金屬或塑料膜片，該膜片可以上下彎曲，從而在入口處形成不漏氣的密封。這種堅(jiān)固的閥門通常很小，最大的孔口或內(nèi)部通道通常小于2英寸。
波紋管閥也是無(wú)填料的，因此在對(duì)大氣的密封至關(guān)重要且維護(hù)渠道有限的情況下，它們是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。通常將它們指定用于核電站的圍堵區(qū)域。焊接密封將閥的下部（系統(tǒng)介質(zhì)所在的位置）與閥的上部（啟動(dòng)位置）分開(kāi)。閥桿完全包裹在金屬波紋管中，可上下移動(dòng)（不旋轉(zhuǎn)），從而密封入口。
波紋管和隔膜閥據(jù)說(shuō)具有球形流動(dòng)路徑。在截止閥中，流體不會(huì)像球閥那樣在水平面上直接流過(guò)。而是進(jìn)入閥座下方的閥，并從閥座上方退出。截止閥比相同孔口尺寸的直通流路閥的流速要低。
流量控制閥
這些使操作員可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄來(lái)增加或減少流量。一旦調(diào)整到所需的流速，閥門將可靠地保持該流速。一些流量控制閥還提供了非常可靠的關(guān)閉功能，但是需要從手柄的許多圈旋轉(zhuǎn)到完全打開(kāi)位置到完全關(guān)閉位置。
最常見(jiàn)的流量控制閥是針閥，精細(xì)計(jì)量閥，四分之一轉(zhuǎn)旋塞和上升旋塞。
針閥（圖3）可提供出色的流量控制，并且根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，可提供不漏氣的截止閥。它們由長(zhǎng)柄組成，長(zhǎng)柄具有經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的莖尖幾何形狀（例如，V型或針形），可以精確地安裝在入口上方的閥座中。閥桿有細(xì)螺紋，可實(shí)現(xiàn)精確的流量控制。閥桿填料可密封大氣。
一些設(shè)計(jì)具有金屬對(duì)金屬的座密封件。因此，針型閥是高溫應(yīng)用的理想選擇。但是，由于球形流動(dòng)路徑，流動(dòng)受到限制。針閥還適合較輕，粘性較小的液體。
為了實(shí)現(xiàn)最精確的流量控制，請(qǐng)考慮使用精細(xì)計(jì)量閥。通常是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中找到的針閥類型，其針桿長(zhǎng)而細(xì)，可通過(guò)狹窄的長(zhǎng)通道下降。這樣就形成了明顯的球形圖案，非常適合標(biāo)記精細(xì)的流動(dòng)漸變。某些精密計(jì)量閥不是為切斷而設(shè)計(jì)的。
直角回轉(zhuǎn)旋塞閥是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的閥門。直角回轉(zhuǎn)致動(dòng)使帶有孔口的圓柱形塞子在直通流動(dòng)路徑中旋轉(zhuǎn)。除關(guān)閉外，旋塞閥通常還用于低壓節(jié)流應(yīng)用。
上升的旋塞閥（如針閥）將錐形元件降低到孔中以減少流量。它們與針形閥的不同之處在于它們的流路是直通的，而不是球形的。由于路徑直，該閥在提供精細(xì)的流量梯度方面不那么有效。上升插頭是可穿線的-因此，如果存在系統(tǒng)介質(zhì)阻塞的風(fēng)險(xiǎn)，則是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
方向流閥閥
的第三項(xiàng)功能是引導(dǎo)流量。
止回閥
止回閥 圖4.裝置可防止逆流，并可以提供
固定或可調(diào)的開(kāi)啟壓力。
止回閥（圖4）確保僅向一個(gè)方向流動(dòng)。在大多數(shù)設(shè)計(jì)中，上游流體力將彈簧加載的提升閥芯推開(kāi)，從而允許流動(dòng)。下游力或背壓力的增加會(huì)將提升閥芯推回到閥座中，從而阻止反向流動(dòng)。止回閥可提供固定或可調(diào)的開(kāi)啟壓力。
一些球閥和隔膜閥設(shè)計(jì)有多個(gè)端口。在大多數(shù)多通閥中（圖5），根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置，流體通過(guò)單個(gè)入口進(jìn)入，但可以通過(guò)多個(gè)出口之一流出。多通閥可能有也可能沒(méi)有關(guān)閉位置。
超壓保護(hù)閥
這些設(shè)備可防止系統(tǒng)壓力超過(guò)特定設(shè)置。它們有兩種類型：安全閥和爆破片。
一種類型的安全閥是比例安全閥（圖6）。它包含一個(gè)通向大氣的通風(fēng)口，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)該通風(fēng)口會(huì)打開(kāi)。彈簧式提動(dòng)閥芯可實(shí)現(xiàn)對(duì)液體的測(cè)量釋放。當(dāng)壓力恢復(fù)到低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，排氣口關(guān)閉。
一個(gè)安全泄壓閥的設(shè)計(jì)非常迅速打開(kāi)，釋放出大量的系統(tǒng)介質(zhì)。安全法規(guī)要求在某些應(yīng)用中使用此類閥門。
不要將安全溢流閥和比例溢流閥與止回閥互換使用-這三種閥的功能不同。
破裂盤主要位于樣品瓶上，以防止過(guò)度加壓，例如在運(yùn)輸過(guò)程中溫度升高時(shí)可能會(huì)發(fā)生這種情況。像泄壓閥一樣，爆破片會(huì)排放到大氣中。當(dāng)壓力達(dá)到制造商預(yù)設(shè)的值時(shí)，金屬膜片破裂。一旦激活，必須更換破裂盤。爆破片是一種經(jīng)濟(jì)的選擇，其中運(yùn)輸法規(guī)要求在壓縮氣瓶上配備泄壓裝置。
多通閥
多通閥圖5.一些球閥和隔膜閥可以將流量引導(dǎo)
至多個(gè)出口之一。
過(guò)量流量閥
旨在防止下游管路破裂時(shí)系統(tǒng)介質(zhì)的不受控制的釋放，過(guò)量流量閥在正常情況下使用彈簧將提升閥保持在打開(kāi)位置。當(dāng)下游出現(xiàn)多余的流量時(shí)，提動(dòng)閥芯移至跳閘位置，幾乎阻止了所有流量。糾正系統(tǒng)后，閥門將返回其打開(kāi)位置。這些閥具有固定的跳閘值。
良好的開(kāi)始
一旦您將閥門類型與功能匹配，就可以為儀表系統(tǒng)選擇正確的閥門了。但是，您仍然必須處理許多細(xì)節(jié)，包括：
•安裝問(wèn)題，維護(hù)計(jì)劃和訪問(wèn)；
•安全和規(guī)范要求；和
•系統(tǒng)參數(shù)，如壓力，溫度，流速和系統(tǒng)的介質(zhì)。
最終，您需要確定：
•閥門尺寸和促動(dòng)類型；和
•構(gòu)造（包括O型環(huán)和密封件），它必須與系統(tǒng)中的媒體，壓力和溫度的化學(xué)組合物相容的材料。
閥門制造商的代表以及產(chǎn)品目錄和產(chǎn)品測(cè)試報(bào)告可能是您選擇時(shí)的寶貴資源。
牢記五個(gè)指針
1.了解您的應(yīng)用程序。選擇閥門時(shí)，您必須掌握某些信息，包括系統(tǒng)介質(zhì)的化學(xué)成分以及閥門在其整個(gè)使用壽命中可能遇到的所有壓力和溫度范圍。確保您選擇的閥門可以容納這些參數(shù)。不要直覺(jué)或近似。查閱產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
2.檢查材料兼容性。閥門正確但構(gòu)造材料錯(cuò)誤是可能的。閥門通常采用一組標(biāo)準(zhǔn)的材料，但其他閥門通常也可用。始終檢查產(chǎn)品目錄以識(shí)別溫度和壓力范圍，以及與不同系統(tǒng)介質(zhì)（化學(xué)品）的兼容性。如有疑問(wèn)，請(qǐng)咨詢制造商的代表。
比例溢流閥 圖6.通過(guò)
超壓致動(dòng)時(shí)，該閥可提供一定量
的流體釋放。
3.納入維護(hù)計(jì)劃。不同的閥門有不同的維護(hù)時(shí)間表。您的系統(tǒng)參數(shù)（包括閥門循環(huán)次數(shù)）將影響此計(jì)劃。您的維護(hù)團(tuán)隊(duì)必須能夠管理計(jì)劃。這似乎是顯而易見(jiàn)的一點(diǎn)，但它經(jīng)常被忽略。您是否愿意在100英尺高的空氣中每20天保養(yǎng)一次該閥門？
4.了解壓降。幾乎每個(gè)閥或其他組件都會(huì)產(chǎn)生壓力下降。您必須檢查累積壓降，以免在管線中的某個(gè)點(diǎn)最終承受太小的壓力。每個(gè)閥都以流量系數(shù) Cv進(jìn)行額定，流量系數(shù) Cv描述了孔，閥或其他組件上的壓降與相應(yīng)流量之間的關(guān)系。Cv越高，壓降越低。相同尺寸的球閥和針閥會(huì)產(chǎn)生非常不同的壓降-對(duì)于球閥幾乎沒(méi)有，但對(duì)針閥（或其他截止閥）卻很重要。
5.考慮擁有成本。真實(shí)成本是購(gòu)買價(jià)格加上隨時(shí)間推移擁有和維護(hù)或更換閥門的費(fèi)用。要計(jì)算擁有成本，您必須知道兩次維護(hù)檢查之間閥門將在您的特定系統(tǒng)中運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間。維護(hù)成本應(yīng)包括更換零件，人工和停機(jī)時(shí)間。有些閥門比其他閥門容易維護(hù)。有些可以就地維修，而另一些則必須從生產(chǎn)線中拆除。而且，根據(jù)您的閥門選擇，計(jì)劃外維護(hù)和停機(jī)的機(jī)會(huì)有哪些？
