探討化工設(shè)計(jì)中選用常用閥門(mén)的技巧

唐峰(湖南省邵陽(yáng)市邵陽(yáng)學(xué)院生物與化學(xué)工程系, 湖南 邵陽(yáng) 422000)

閥門(mén)是控制流動(dòng)的流體介質(zhì)的流量、流向、壓力、溫度等的機(jī)械裝置，是管道系統(tǒng)中基本的部件。隨著我國(guó)對(duì)化工產(chǎn)品的需求日益增大，如何避免因化工產(chǎn)品質(zhì)量不佳導(dǎo)致的爆炸、環(huán)境污染等問(wèn)題成為化工行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。在化工管道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，各種閥門(mén)的選用是保證化工管道設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)安全性、穩(wěn)定性的前提條件，其中常用閥門(mén)的選用顯得尤其重要。

1 閘閥

閘門(mén)是一種閥門(mén)通路的開(kāi)關(guān)，在其工作時(shí)可以利用閥芯直接開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)通路，一般在化工管道設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)選用此種閥門(mén)控制壓力流體通斷。閘閥除了可以保證開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)的及時(shí)性，還具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)、靈活性高的優(yōu)點(diǎn)，閘閥的缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜、密封面容易損壞、價(jià)格偏高。在化工管道設(shè)計(jì)選用閥門(mén)的時(shí)候，不僅要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況選擇價(jià)格適中的閥門(mén)，還要滿足管道設(shè)計(jì)的要求，不能顧此失彼，給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失或降低產(chǎn)品質(zhì)量。閘閥在安裝時(shí)可以任意確定進(jìn)出口位置，也就是閘閥安裝具有無(wú)方向性的特點(diǎn)，并且不會(huì)對(duì)管道設(shè)計(jì)帶來(lái)負(fù)面影響。閘閥的應(yīng)用流體有兩種，一種是粘稠度比較高的流體，比如油類介質(zhì)，另一種是雜質(zhì)含量較多的壓力流體，比如含有粒狀固體的介質(zhì)。無(wú)論是哪種流體，閘閥對(duì)其要求都是溫度不能過(guò)高，并適用于作放空閥和低真空系統(tǒng)閥門(mén)。

2 球閥

球閥的閥芯是帶有貫通孔的球狀體，在啟動(dòng)球閥時(shí)，球會(huì)跟著手柄的扳動(dòng)而發(fā)生位置的變化，從而達(dá)到開(kāi)啟或關(guān)閉管路的目的。球閥具有開(kāi)關(guān)容易辨別、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反映迅速、體積小、重量輕和使用方便的特點(diǎn)，通過(guò)市場(chǎng)上球閥的價(jià)格比較可以發(fā)現(xiàn)，球閥的價(jià)格普遍都不是很高，并且在后期維修過(guò)程中，球閥的維修方法并不繁瑣。與閘閥相比，球閥的密封面不容易磨損，流體對(duì)其形成的阻力也比較小。球閥對(duì)迅速截?cái)喙艿缐毫α黧w的作用是非常明顯的，但是需要注意的是，球閥不能用于流量調(diào)節(jié)，單個(gè)的球閥對(duì)流量進(jìn)行控制的效果也會(huì)大大降低[1]。因此，球閥只有在密封性要求較高、需要快速關(guān)閉管路的管道設(shè)計(jì)中才會(huì)用到，同時(shí)也適用于氣化、壓力流體具有腐蝕性等情況的管路設(shè)計(jì)。球閥對(duì)溫度的要求同閘閥一樣也是不宜高溫，當(dāng)球閥將密封面作為塑料時(shí)，其對(duì)溫度的要求就是低溫，最佳介質(zhì)的溫度是0℃以下。

3 節(jié)流閥

在通常情況下，節(jié)流閥不用作截止通路，而是在控制流量需求方面起作用。節(jié)流閥與截止閥的結(jié)構(gòu)在很多地方都相似，最大的區(qū)別是節(jié)流閥的閥瓣是節(jié)流部件，而閥瓣又有不同的形狀，使得節(jié)流閥的特性也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。節(jié)流閥的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)性能好、重量輕和外形尺寸小，缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)精度受結(jié)構(gòu)的影響比較大，其結(jié)構(gòu)使閥芯的腐蝕速度比較快，調(diào)節(jié)的精度會(huì)隨閥芯的腐蝕程度發(fā)生變化，腐蝕程度越厲害，精度越低，反之精度越高。節(jié)流閥同閘閥和球閥一樣適用于溫度不高的壓力流體，對(duì)于壓力的要求則是高壓。節(jié)流閥的質(zhì)量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一就是閥內(nèi)空間的大小，閥內(nèi)空間越大，質(zhì)量越好。目前在市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)多種型號(hào)的閥芯，在形狀和性能上各不相同，如何選擇節(jié)流閥需要把管道設(shè)計(jì)的具體要求作為參考因素。除此之外，在選擇節(jié)流閥的時(shí)候要留意閥座的通徑，一般要保證閥座的通徑在合適的范圍內(nèi)，這是為了減少介質(zhì)對(duì)閥瓣的沖蝕程度，因?yàn)楫?dāng)節(jié)流閥的開(kāi)啟較小時(shí)，就會(huì)增大介質(zhì)的流速[2]。

4 安全閥

安全閥是為了保護(hù)整個(gè)管路的正常工作而設(shè)計(jì)的自動(dòng)保護(hù)裝置，可以有效保護(hù)管路設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率。其工作原理是以自身的閥體設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)控制流體壓力，使其維持在安全值以下，從而達(dá)到保證管路壓力流體正常流動(dòng)的目的。如果管路的流體壓力超出安全值，安全閥就會(huì)啟動(dòng)，減少管路內(nèi)的流體，降低壓力。由此可以看出，安全閥的使用頻次并不多，只有在遇到特殊情況的時(shí)候才會(huì)啟動(dòng)對(duì)管路內(nèi)的流體進(jìn)行降壓。實(shí)際上，在管路設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)依據(jù)不同的情況選用不同型號(hào)的閥門(mén)，安全閥的種類多種多樣，對(duì)溫度沒(méi)有過(guò)高要求，不同的溫度有對(duì)應(yīng)的閥門(mén)，其使用范圍也比較廣。

5 減壓閥

減壓閥對(duì)管道內(nèi)壓力流體的壓力流量控制必須借助節(jié)流閥才能完成，主要是利用閥芯對(duì)壓力流量進(jìn)行調(diào)節(jié)?？刂茐毫α髁矿w現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面，通過(guò)降低壓力流量的體積達(dá)到降低管道內(nèi)壓力的目的，另一方面，當(dāng)管道內(nèi)飛壓力流體壓力流量不穩(wěn)定時(shí)，減壓閥可以調(diào)整壓力，保持管道內(nèi)壓力的穩(wěn)定性，從而減小壓力流體對(duì)其他部件的造成的傷害。在應(yīng)用減壓閥的時(shí)候，要注意減壓閥的工作壓力允許范圍，一旦超過(guò)這個(gè)范圍，輕則發(fā)生減壓閥性能降低或損壞其他部件的現(xiàn)象，重則形成重大安全事故。減壓閥在氣液狀態(tài)下的壓力液體均可使用，并且可以運(yùn)用于壓力較大的流體，使用范圍比較廣泛。

6 結(jié)語(yǔ)

在化工設(shè)計(jì)中常用閥門(mén)的選擇不僅對(duì)于保證產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要，還可以降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)[3]。

[1]何平.淺談化工設(shè)計(jì)中的常用閥門(mén)選型策略[J].科技風(fēng),2012,22:9.

[2]方磊,張歡歡.關(guān)于化工設(shè)計(jì)的閥門(mén)選型策略分析[J].石化技術(shù),2015,01:107.

[3]宋世偉.化工設(shè)計(jì)中的常用閥門(mén)選型策略探析[J].化工管理,2015,09:9.