截止阀的工作原理

截止阀的工作原理
截止阀（stopvalve,GlobeValve）的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。截止阀只适用于全开和全关，不允许作调节和节流。截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀门时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。近年来，从自密封的阀门出现后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下。截止阀，也叫截门，是使用zui广泛的一种阀门，它之所以广受欢迎，是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便，不仅适用于中低压，而且适用于高压。截止阀的闭合原理是，依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。截止阀只许介质单向流动，安装时有方向性。截止阀的结构长度大于闸阀，同时流体阻力大，*运行时，密封可靠性不强。

截止阀的形式分类
1.根据截止阀的通道方向
　　1）直通式截止阀
　　2）直流式截止阀：在直流式或Y形截止阀中，阀体的流道与主流道成一斜线，这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小，因而通过阀门的压力损失也相应的小了。
　　3）角式截止阀：在角式截止阀中，流体只需改变一次方向，以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。
　　4）柱塞式截止阀：这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。在该阀门中，阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接，密封是由套在柱塞上的两个弹性密封圈实现的。两个弹性密封圈用一个套环隔开，并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。弹性密封圈能够更换，可以采用各种各样的材料制成，该阀门主要用于“开”或者“关”，但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环，也可以用于调节流量。
　　2.根据截止阀阀杆上螺纹的位置
　　1）上螺纹阀杆截止阀：截止阀阀杆的螺纹在阀体的外面。其优点是阀杆不受介质侵蚀，便于润滑，此种结构采用比较普遍。
　　2）下螺纹阀杆截止阀：截止阀阀杆的螺纹在阀体内。这种结构阀杆螺纹与介质直接接触，易受侵蚀，并无法润滑。此种结构用于小口径和温度不高的地方。

截止阀的结构特点
铸钢截止阀
1、流道：角式、直通、直流（Y型）三种
2、阀体与阀盖的连接：法兰
3、连接端：法兰或对焊
4、可以采用多种型式的阀瓣，常规为明杆结构，少数口径较小的截止阀采用暗杆结构GB/T12235-2007
API6D
ASMEB16.34-2004
BS5160-1989
BS1873-1999
MSS-SP-42-1999
JPI-7S-46-1999
JISB2071-1999
JISB2072-1999
JISB2081-1999
JISB2082-1999
锻钢截止阀
1、流道
JB/T7746-1995：缩孔
BS5352-1999：通孔或缩孔（class150～800）；
通孔（class1500）
JPI-7S-36-1999：通孔
2、阀体和阀盖的连接：法兰、螺纹或焊接
3、连接端
JB/T7746-1995：内螺纹、承插焊或法兰
BS5362-1999：内螺纹、承插、法兰和对焊
JPI-7S-36-1999：内螺纹、承插JB/T7746-1995
BS5352-1999
JPI-7S-36-1999
压力自密封锻钢截止阀
1、流道：缩孔
2、阀体与阀盖的连接：内压自封式
3、连接端：对焊、法兰或承插ASMEB16.34-2004
波纹管密封截止阀
1、流道：角式、直通、直流（Y型）三种
2、阀体与阀盖的连接：法兰
3、连接端：法兰或对焊
4、可以采用多种型式的阀瓣，通常为明杆，也有少数口径较小的阀门采用暗杆
5、波纹管和填料双重阀杆密封ASMEB16.34-2004
角式高压截止阀
1、流道：角式
2、阀体与阀盖的连接：螺纹、卡箍或焊接
3、可采用多种型式的阀瓣，对于超高压阀门，通常采用内压自平衡的阀瓣
4、阀体可采用整体式，两件式
5、连接端：法兰或对焊GB/T12235-2007
ASMEB16.34-2004
衬里截止阀
1、流道：角式、直通、直流（Y型）三种
2、阀体与阀盖的连接：法兰
3、连接端：法兰或对焊
4、衬里材料为橡胶、塑料等ASMEB16.34-2004
双向三通截止阀
1、流道：双向三通流道
2、阀体与阀盖的连接：法兰
3、连接端：法兰或对焊ASMEB16.34-2004
放料阀
1、流道：直通式
2、连接端：法兰
3、阀瓣：上展式或下展式
4、阀体与阀盖的连接：法兰ASMEB16.34-2004
三通截止阀
1、流道：三通
2、连接端：法兰
3、阀瓣：平面密封ASMEB16.34-2004
水封截止阀
1、流道：直流
2、连接端：承插焊、对焊
3、阀体与阀盖：均为锻造，有个铬镍钢或碳钢
4、阀瓣：锥面密封（DN10～25），平面密封（DN32～200）GB/T12235-2007
ASMEB16.34-2004
E101-1999
料浆阀
1、流道：直流
2、连接端：法兰
3、阀体结构：分左右阀体中间夹阀座，左右阀体用螺栓连接
4、阀体与支架连接：采用螺栓连接
5、阀盖：class150整体锻造，class300、class400分体式，采用支柱连接
6、阀瓣：锥面密封成平面密封，或节流式密封面堆焊硬质合金GB/T12235-2007
ASMEB16.34-2004
角式节流阀
1、流道：直角
2、连接端：法兰
3、阀体与阀盖：为锻造节流型式，套筒钻孔、活塞在套筒中上下移动起到调节流量作用
4、阀体、阀盖连接“螺栓连接API6A-2002
钛材截止阀1、流道：直通
2、阀体、阀盖、填料箱、阀瓣、阀杆为钛材
3、阀体、阀盖连接：螺栓连接
4、阀瓣为平面密封GB/T12235-2007
压力表截止阀
1、流道：直流、直角、三通
2、阀体与阀盖的连接：整体锻造或螺纹
3、连接端：外螺纹、卡箍
4、阀瓣：有锥面和平面两种ASMEB16.34-2004

截止阀的选型方法
截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。
截止阀的阀瓣一旦处于开启状况，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再的接触，并具有非常可靠的切断动作，合得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。
截止阀一旦处于开启状态，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触，因而它的密封面机械磨损较小，由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来，这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化，因此截止阀的流动阻力较高于其它阀门。
常用的截止阀有以下几种：
1）角式截止阀；在角式截止阀中，流体只需改变一次方向，以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。
2）直流式截止阀；在直流式或Y形截止阀中，阀体的流道与主流道成一斜线，这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小，因而通过阀门的压力损失也相应的小了。
3）柱塞式截止阀：这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。在该阀门中，阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接，密封是由套在柱塞上的两个弹性密封圈实现的。两个弹性密封圈用一个套环隔开，并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。弹性密封圈能够更换，可以采用各种各样的材料制成，该阀门主要用于“开”或者“关”，但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环，也可以用于调节流量。

截止阀优点与缺点
截止阀具有以下优点：
　　1、结构简单，制造和维修比较方便。
　　2、工作行程小，启闭时间短。
　　3、密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。
4、截止阀阀体的结构形式有直通式、直流式和直角式。直通式是zui常见的结构，但其流体的阻力zui大。直流式流体阻力较小，多用于含固体颗粒或粘度大的流体。直角式阀体多采用锻造，适用于较小通经、较高压力的的截止阀。
　　截止阀的缺点如下：
　　1、流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。
　　2、不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。
　　3、调节性能较差。
　　4、截止阀的种类按阀杆螺纹的位置分有外螺纹式、内螺纹式。按介质的流向分，有直通式、直流式和角式。截止阀按密封形式分，有填料密封截止阀和波纹管密封截止阀。
5、波纹管密封截止阀采用波纹管密封的设计，*消除了普通阀门阀杆填料密封老化快易泄露的缺点，不但提高了使用能源效率，增加生产设备安全性，减少了维修费用及频繁的维修保养，还提供了清洁安全的工作环境。
使用优点：
双重的密封设计（波纹管+填料）若波纹管失效，阀杆填料也会避免；
外泄漏，并符合密封标准；
没有流体损失，降低能源损失，提高工厂设备安全；
使用寿命长，减少维修次数，降低经营成本；
坚固耐用的波纹管密封设计，保证阀杆的零泄漏，提供无需维护的条件。

截止阀的实用场合
截止阀是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。根据阀瓣的这种移动形式，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。因此，这种类型的阀门非常适合作为切断或调节以及节流使用。
其选用原则是：
1、高温、高压介质的管路或装置上宜选用截止阀。如火电厂、核电站，石油化工系统的高温、高压管路上。
2、管路上对流阻要求不严的管路上。即对压力损失考虑不大的地方。
3、小型阀门可选用针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。
4、有流量调节或压力调节，但对调节精度要求不高，而且管路直径又比较小，如公称通经≤50mm的管路上，宜选用。
5、合成工业生产中的小化肥和大化肥宜选用公称压力PN160公称压力16MPa或PN320公称压力32MPa的高压角式截止阀或高压角式节流阀。
6、氧化铝拜耳法生产中的脱硅车间、易结焦的管路上，易选用阀体分开式、阀座可去处的、硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式节流阀。7、城市建设中的供水、供热工程上，公称通经较小的管路，可选用截止、平衡阀或柱塞阀，如公称通经小于150mm的管路上。*的优点是：在开启和关闭过程中，由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力比闸阀小，因而耐磨。开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4，因此比闸阀小的多。通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修。公称压力或压力级：PN1.0-16.0MPa、ANSICLASS150-900、JIS10-20K公称通径或口径：DN10～500、NPS1/2～36连接方式：法兰、对焊、螺纹等适用温度：-196℃～700℃驱动方式：、气动、电动、液动、气液联动、阀体材料：WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8（304）、CF3（304L）、CF8M（316）、CF3M（316L）、Ti。选用不同的材质，可分别适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介质、尿素等多种介质。

截止阀的使用过程
A、开启过程
1在关闭位置，阀体受阀杆的机械施压作用，紧压在阀座上。
2当逆时针转动手轮时，阀杆则反向运动，其底部角形平面使球体脱开阀座。
3阀杆继续提升，并与阀杆螺旋槽内的导销相互作用，使球体开始无摩擦地旋转。
4直至到全开位置，阀杆提升到极限位置，球体旋转到全开位置。
B、关闭过程
1关闭时，顺时针旋转手轮，阀杆开始下降并使球体离开阀座开始旋转。
2继续旋转手轮，阀杆受到嵌于其上螺旋槽内的导销的作用，使阀杆和闸板同时旋转90°。
3快要关闭时闸体已在与阀座无接触的情况下旋转了90°。
4手轮转动的zui后几圈，阀杆底部的角形平面机械地楔向压迫球体，使其紧密地压在阀座上，达到*密封。
C、启闭特点
1、启闭无摩擦。这一功能完*了传统阀门因密封面之间相互摩擦而影响密封的问题。
2、上装式结构。对装在管道上的阀门可直接在线检查与维修，能有效减少装置停车，降低成本。
3、单阀座设计。消除了阀门中腔介质因异常升压而影响使用安全的问题。
4、低扭矩设计。特殊结构设计的阀杆，只需配一个小手把阀门就能轻松启闭。
5、楔形密封结构。阀门是靠阀杆提供的机械力，将球楔压到阀座上而密封，使阀门的密封性不受管线压差变化的影响，在各种工况下密封性能都有可靠保证。

截止阀安装与维护
1、手轮、手柄操作的截止阀可安装在管道的任何位置上。
2、手轮、手柄及伟动机构，不允许作起吊用。
3、介质的流向应与阀体所示箭头方向一致。
4、截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀六时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的磨擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。近年来，从自密封的阀门出现后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下。
5、截止阀结构简单,可通过阀杆既旋转又升降的原理,达到阀门的开启或截断,并确保阀门的密封和上密封功能。由于该结构特殊的运动原理,也造成对阀门上密封副间受力极为不利的后果（形成既有密封副间必须的垂直压力,又有密封副间相对滑移的摩擦）。实践证明,阀门的上密封往往只启闭几次,就因为密封副间的擦伤而引起泄漏。擦伤轻微的需拆开修复,擦伤严重的均因损坏而报废,这样的后果不但增加了企业的制造成本,而且影响阀门的性能。为解决此类问题对阀门上密封的结构和材料做了试验和改进。

截止阀制造与标准
标准编号标准中文名称标准英文名称
DL/T531-1994（2005复审）电站高温高压截止阀、闸阀技术条件　
GB/T11689-1989船用法兰铸钢截止阀（四进位）Marinecaststeelflangedstopvalves
GB/T12235-1989通用阀门法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀Generalpurposeindustrialvalves—Flangedsteelglobevalvesandliftcheckvalves
GB/T12233-1989通用阀门铁制截止阀与升降式止回阀Generalpurposeindustrialvalves—Castingironglobevalvesandliftcheckvalves
GB/T1951-1984船用低压外螺纹青铜截止阀Marinelowpressurebronzemalethreadedstopvalves
GB/T2499-1993船用法兰铸铁双排截止阀箱Marinecastironflangedual-rowstopvalves-case
GB/T590-1993船用法兰铸铁截止阀Marinecastironflangedstopvalves
GB/T594-1983船用外螺纹锻钢截止阀Marineforgedsteelmalethreadstopvalves
GB/T584-1999船用法兰铸钢截止阀Marinecaststeelflangedstopvalves
GB/T595-1983船用外螺纹青铜截止阀Marinebronzemalethreadstopvalves
GB/T587-1993船用法兰青铜截止阀Marinebronzeflangedstopvalves
JB/T7245-1994制冷装置用截止阀　
JB/T7747-1995针形截止阀　
JB/T9081-1999空气分离设备用低温截止阀和节流阀技术条件　
JB/T53165-1999高压平衡截止阀产品质量分等　
JB/T53174-1999截止阀产品质量分等　
JB/T53155-1999空气分离设备用低温截止阀和节流阀产品质量分等　
JB/T8859-2004截止阀静压寿命试验规程　
HG/T3215-1986聚三氟氯乙烯塑料衬里截止阀　
NFE29-350-2003工业用阀.钢制球阀、球状截止阀和止回阀（Industrialvalves-Steelglobeandglobestopandcheckvalves.）
NFP43-001-2000建筑物用阀门.建筑物中供应引用水用铜合金截止阀.试验和要求（Buildingvalves-Copperalloystopvalvesforpotablewatersupplyinbuildings-Testsandrequirements.）
NFD36-380-2001燃气燃烧器和燃气用具用自动截止阀的阀门检验系统（Valveprovingsystemsforautomaticshut-offvalvesforgasburnersandgasappliances.）
NFA84-621-2002气焊设备.焊接、切割和相关工艺用带截止阀的速动连接（Gasweldingequipment-Quick-actioncouplingwithshut-offvalvesforwelding,cuttingandalliedprocesses.）
NFM88-771-1975液化烃容器装置.手动截止阀.制造.功能.试验NFP43-002-1981建筑物水管阀门.水表。
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