旋轉運動的閥門,通常被稱為回轉閥,包括球閥和蝶閥。無論旋轉運動的閥門類型,閉孔繞垂直于流動方向的軸。流體可以通過閉孔,是球閥的情況下,或在它的周圍,與蝶閥。旋轉運動的閥門往往有一個簡單的運行機制,因此,易于實現自動化和維護。
上衣 球閥球閥是第二次世界大戰期間,最初被用于飛機燃料系統,其中的重量和空間溢價。它們是由一個身體里面的旋轉球具有一個孔或孔加工直接穿過它。球位于身體的兩個密封圈。
球的旋轉通過90°打開和關閉閥允許流體流直接通過孔。在關閉位置,球的空白邊塊的入口和出口防止任何流量。有球閥浮球設計的兩個基本的設計,這依賴于閥座支架的球,和固定球,它使用一個耳軸支撐球。耳軸安裝用于較大的閥門,因為它可以減少操作扭矩約三分之二,由浮球設置。
傳統上,手柄,連接到球與管軸線時,閥門打開;反之,如果是在垂直于管軸,這表明該閥關閉。
圖12.2.1球閥(在其打開位置顯示)
球閥是作為縮徑或全口徑。全通徑閥門有一個孔,大小與管道的直徑相同,而在縮徑閥門,節流孔的直徑小于管子。全通徑閥門的成本比縮徑閥門,他們應該被用在通過閥門的壓力降是關鍵的或在閥用于上游流量計。全通徑閥門可用于流量計的應用以減少流體湍流的測量裝置的上游。
為了將球進入體內,存在三種不同類型的組件。不僅類型影響裝配方便,但它也影響閥門的可維護性。
兩個和三片閥—閥門的身體被分在同一平面上的一個或兩個地方閥門法蘭,和這些作品是用螺栓連接在一起。這有利于簡化,在線維護。
頂入閥—球是通過插入在閥上閥蓋。這有利于在線維護。
單件閥—球被封閉在體內通過插入安裝在閥軸。這消除了人體關節泄漏任何機會斷開而服務的可能性,但需要維護時,整個閥門從管線上拆下來了。
圖12.2.2單件(一)三塊(B)兩片(C)球閥
閥座材料的選擇決定的條件,為一個特定的球閥是最適合的。雖然新的閥座材料不斷被開發,表12.2.1列出一些常見的現在使用的材料。
上衣 球閥的選項球閥可以產生多種選擇來滿足各種各樣的應用要求:
執行器—球閥,實際上所有的旋轉閥,適用于自動化。這通常是通過使用電動或氣動執行器。執行機構通過連接盒連接到閥。雖然不是必需的,ISO標準安裝墊使連桿組件將安裝在不拆卸閥門,保持閥門完整性。參見教程6.6對執行器的更多信息。
火災安全—球閥是常用的天然氣和石油管道,這在這些應用程序中使用的閥門是火災安全很重要。如果是火災安全閥,當暴露于火災條件下,它將繼續提供最小的泄漏通過閥座和閥桿,并提供有效的關閉期間或火災或暴露在過高的溫度下。設置在BS 6755和API RP 6FA涉及消防安全標準。
主要關注的是,燃燒的溫度會摧毀軟閥座和密封;已經開發了許多方法來克服這個。一種方法是包括二次金屬密封表面的聚合物的座位后面作為身體的一部分。當暴露于燃燒溫度,閥座開始變形過程的介質壓力排除球讓它擠壓聚合物座(圖12.2.3(B))。當座位已被完全摧毀,球會對本體金屬密封面上,提供了一個緊密的關閉(圖12.2.3(C))。
一個火災安全閥運行圖12.2.3
除了對座位的機制所固有的安全,閥桿密封也必須能夠防止泄漏到大氣條件下的“火”。這可以通過使用高溫密封由柔性石墨或柔性石墨®;另外,波紋管密封裝置可以用于(見圖12.2.4)。
圖12.2.4波紋管密封球閥
潔凈蒸汽閥—一些應用程序需要閥門是“clean'design;這些包括蒸汽應用在蒸汽直接注入到產品和工藝在生物流體管路,食品和電子工業。在這樣的應用程序的關注的主要領域是身體與球之間的空間;工藝流體在這些空間導致污染和腐蝕的積累。這可以通過在這些空間插入空腔填料克服。型腔填充可能是閥座或閥組件中的一個單獨的組件的一個組成部分。此外,用清潔蒸汽應用球閥門應該由不銹鋼制成,有良好的表面光潔度(小于81微米Ra推薦)。
節流應用—當球閥用于節流應用,高流速可以撞擊到一個局部區域的球和密封件,造成閥座材料的過早劣化。對標準設計的修改是球閥,可用于節流要求;這些包括金屬座椅的使用,硬涂層和,有時,在球的修改,給一個特征的流動模式。
上衣 蝶閥雖然有蝶閥的許多不同的設計,它們都包括一個旋轉軸成直角的流體盤。當打開時,盤邊上的流量和流體繞過它,提供有限的抵抗。在關閉位置,使盤旋轉對一座在閥體。
蝶閥通常要比一對法蘭點空間,因此是一個有吸引力的替代球閥的空間是有限的。事實上,一些蝴蝶閥是專為管道法蘭之間插入,這些被稱為對夾蝶閥。
圖12.2.5蝶閥
蝶閥的主要缺點是切斷不到其他類型的閥門實現緊密。這可以緩解,在一定程度上抵消蝶板的旋轉軸和使用壓力輔助座椅。利用旋轉偏心軸,則產生一凸輪的行動,這意味著盤創建一個密封座在關閉的最后幾度。這些高性能或偏心式蝶閥的切斷能力和提高他們的設計使他們能夠用于節流。
用于蒸汽應用,蝶閥在很大程度上被球閥取代。蝶閥是較常用的液體系統或在空間有限。蝶閥的緊性意味著更少的材料是必需的,因此它們是理想的應用程序指定使用的昂貴的材料,例如,在海水中的應用在鎳指定。
上衣 和隔離閥的規格尺寸的選擇過程流體必須完全包含在一個設計適當的管道系統,以避免危及人員和環境,和流體本身的污染。管道系統有許多潛在的泄漏路徑,如管接頭,接縫,設備連接和,最重要的是,閥門。閥門可以是一個工廠的問題貢獻最大,如果他們選擇錯誤的或不良的設計或制造的。此外,一個閥門,當選擇正確的程序應該至少持續植物的生命,如果適當的維護。
當選擇一個隔離閥,用于特定的應用,一些需要考慮的因素;這些都是在表12.2.2顯示,隨著閥門的選型參數的影響。
表12.2.3總結的隔離閥的不同類型的主要特征。
表12.2.4總結了最常見的隔離閥類型使用的應用程序。
表12.2.5是一個廣義的指南的隔離閥的選擇特定的蒸汽和冷凝水的應用。應該指出的是,隔離閥的選擇是主觀的,不同行業和不同地區都有自己獨特的偏好。
一旦閥最適合的類型已被選擇,要選擇正確的尺寸。閥通常的大小根據管道尺寸。然而它是明智的檢查,通過閥門的壓力降(當它完全開放)是在可接受的范圍內。壓降是一個閥的流量系數函數(或者Kvs值),流量和入口壓力。規格表通常包含有關的Kvs-值數據時,閥門全開。在典型的操作壓力的知識,和質量流量,可以確定在選擇閥的壓降。另外,如果最大可接受的壓降是已知的,可以選擇一個合適的閥門尺寸。雖然有很多的公式和圖表可預測流量與壓降的關系,下面的簡化經驗公式(方程式3.21.1)產生蒸汽的結果可靠,因此常用:
方程3.21.2
這個公式的形式顯示在圖12.2.7圖的基礎上,這是第一次在3塊,教程21。
如果隔離閥是用于液體系統,通過閥門的壓力降是用下面的公式確定:
方程6.3.1
重新排列公式給出:
方程12.2.1
圖12.2.6飽和蒸汽尺寸表
fig.12.2.7水膠圖