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供热空调水系统阀门的种类有哪些?应该如何选用?

一、引言
  在供热空调水系统中,阀门被广泛应用于控制水的压力、流量和流向。
  二、供热空调水系统阀门的种类、构造和特点
  供热空调水系统中常用的阀门按阀体结构形式和功能可分为阐阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、平衡阀等类。按照驱动方式分为手动、电动、液动、气动等四种方式。按照公称压力分高压、中压、低压三类。
  供热空调水系统常用阀门的工作原理及特点如下:
  1.蝶阀
  其名称来源于翼状结构的蝶板。在管道上它主要用于切断和节流,当蝶阀用于切断时,多用弹性密封,材料选橡胶、塑料等,当用于节流时,多用金属硬密封。蝶阀的优点是体积小,重量轻,结构简单,启闭迅速,调节和密封性能良好,流体阻力和操作力矩较小。
  蝶阀按结构可分为杠杆式(双摇杆)、中心对称门式、偏置板式和斜板式。
  对公称通径DN<800mm的蝶阀应选择偏置板式。
  2.截止阀
  指关闭体(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门。它在管道中一般只作切断用,而不用于节流,通常公称通径都限制在DN250mm以下。缺点是压力损失大。
  截止阀种类很多,按照结构一般分为直通式、确式和直流式。角式截止阀在制冷系统中较多采用,其进口通道呈90度直角,会产生压力降,最大优点是安装在管路系统的拐角处,既省90度弯头,又便于操作。
  3.阐阀:
  阐阀是指关闭件(阐板)沿介质通道轴线的垂直方向移动的阀门。其优点是流阻系数小,启、闭所需力矩较小,介质流向不受限制。缺点是结构尺寸大,启闭时间长,密封面易损伤,结构复杂。
  把阐阀分为不同类型,最常见的形式是平行式和楔式阐阀,根据阀杆的结构,还可分成明杆阐阀。
  (1)平行式阐阀
  指两个密封面相互平行的阐阀。适用于低压,中、小口径(DN50-400mm)的管道。
  (2)楔式阐阀
  指两个密封面成楔形的阐阀。分为双阐板、单阐板和弹性阐板。
  (3)明杆阐阀
  由于能较直观显示其启闭程度,所以多年来中小通径被广泛应用,通常DN小于等于80mm选用明杆阐阀。
  (4)暗杆阐阀
  其阀杆螺母在阀体内与介质直接接触。适用于大口径阀门和安装空间受限制的管路,如地下管线。
  4.球阀
  球阀是由旋塞阀演变而来的,它在管道上主要用于切断、分配和改变介质流向。它的特点是流体阻力最小,其阻力系数与同长度的管段相等,启闭快,密封可靠,结构紧凑,易于操作和维修,因而广泛用于许多场合。
  球阀按球体的结构形式可分为以下三种:
  (1)浮动球球阀
  其结构简单,密封性能良好,由于球所承受的工作介质载荷全部传给了出口端阀座密封圈,因而这种结构只适用于中、低压场合,其缺点是组装困难,制作精度要求高,同时操作力矩也较大。
  (2)固定球球阀
  球阀的球体固定的,由两段与球体连在一起的固定轴支承,在介质压力的作用下,球体不会产生位移。它适用于高压和大口径的管道。
  (3)弹性球球阀
  适用于高温、高压介质。在球体上开有弹性槽,这种结构在开启和关闭时可以减少两密封面间的磨擦,同时也就降低了操作力矩。
  5.旋塞阀
  旋塞阀的重要特性是它易于适应多通道结构,以致一个阀可以获得两个,三个甚至四个不同的流道。
  旋塞的种类很多,一般可分为:
  (1)紧定式
  一般用于PN小于等于0.6MPa的场合。
  (2)填料式
  大量用于公称压力PN>1.0MPa的场合。
  (3)自封式
  主要靠介质本身的压力来实现,多用于空气介质。自封式结构下面的弹簧可以起到预紧和压紧的作用。
  此外还有三通、四通式旋塞阀,多用于分配、换向等。
  6.止回阀
  又称逆流阀、逆止阀、背压阀和单向阀。是用来防止管道和设备中介质倒流的一种阀门,它靠管路中介质本身的流动产生的力而自动开启和关闭。
  旋启式回阀的阀瓣围绕阀座外的销轴旋转,又分单瓣和多瓣,前者一般用于公称通径DN50-500mm,后者一般用于公称通径DN大于等于600mm。
  还有空排止回阀,是用于锅炉给水泵出口防止介质倒流及起排空作用的;新型缓闭止回阀,有消除水锤作用;隔膜式止回阀,防止水击性能好;球形止回阀,是阻止介质逆流的理想产品。
  7.减压阀
  是通过启阀件的节流和调节,将介质压力降低,并通过阀后介质压力的直接作用,使阀后的压力自动满足预定的要求。通常减压阀后的压力P2应小于阀前压力P1的0.5倍,即P2>0.5P1。
  减压阀按结构分为活塞式、薄膜式、波纹管式、弹簧薄膜式、杠杆弹簧式等。
  8.安全阀
  它在设备、装置和管道上作为安全保护装置,以防止介质的压力超过规定的数值。
  安全阀的主要结构有杠杆式、弹簧工和先导式(脉冲式)三种。其优点是体积小,轻便。灵敏度高,安装位置不受限制;缺点是作用在阀杆上的力随弹簧的变形而变化。弹簧式安全阀又分微启式和全启式,带扳手和不带扳手的,封闭式和敞开式等不同型式。
  9.疏水阀
  疏水阀适用于蒸汽供热设备和管道,用以自动排除凝结水、空气及其它不凝性气体,并阻止蒸汽的漏失,即起阻汽排水的作用。
  选用时,先要根据凝结水的最大排量和进出口的压力差选型,还要加以修正,其修正系数为1.5-4;其次要合理安装。
  蒸汽疏水阀按启闭形式可分为以下几类:
  (1)机械型蒸汽疏水阀:由凝结水液位变公驱动启闭件。
  (2)热静力型蒸汽疏水阀:由凝结水温度变化驱动启阀件。
  (3)热动力型蒸汽疏水阀:由凝结水动态特性变公驱动启阀件。
  10.平衡阀
  平衡阀是水力管网中用来测量及调整至设计流量,并具有必要的测量精度的阀门。
  三、供热空调水系统阀门选择的几点参考意见
  1.闸阀、截止阀和蝶阀的特性与选用
  (1)闸阀
  阀体长度适中,转盘式调节杆,调节性能好,在较大管径管道中被广泛使用。
  (2)截止阀
  阀体长,转盘式调节杆,调节性能良好,适用于场地宽敞,小管径的场合(一般DN小于等于150mm)。
  (3)蝶阀
  阀体短,手柄式调节杆,调节性能稍差,价格较高,但调节操作容易,适用于场地小,大管径的场合(一般DN>150mm)。
  2.冷水机组、热交换器进出口、主管道调节,均可根据情况选用闸阀、截止阀或蝶阀。
  3.分、集水器上,由于主要功能是调节,一般选截止阀或闸阀。
  4.水泵入口装设阀门一只,出口装设阀门两只。其中出口端靠近水泵一侧阀门为止回阀,另两只阀门可选择闸阀、截止阀或蝶阀。
  5.供热空调末端设备出入口小口径管道可选用截止阀或球阀。
  6.多层、高层建筑各层水平管上可半、装设平衡阀,用以平衡各层流量。
  7.水箱及管道、设备最低点装设排污阀,由于不用于调节,宜选用能严密关断的阀门如闸阀、截止阀等。
  8.蒸汽--凝结水管道系统,如蒸汽供暖系统、锅炉水系统、蒸汽溴化锂冷水机组、汽-水热交换器系统中,一般在蒸汽入口处装设减压阀;在可能产生高压处装设安全阀;在排凝结水处装设疏水阀。
  9.供热空调水系统上的排气阀一般采用旋塞阀。

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我国的阀门电动装置生产有四十年的历史,但由于创新的体制发展较晚,国产阀门电动装置没有进行大的技术创新,存在可控性差、测量控制精度低、维护量大等不足。目前使用中的阀门电动装置有20—25万台已经处于更替阶段。而且原国产阀门电动装置已经到更换期。国产阀门电动装置机械寿命在15—25年、电动机寿命8—10年。另外有3—5万台进口的阀门电动装置电气控制部分存在有不同的问题需要解决。
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