空分配套阀门 ———杭州杭氧工装泵阀有限公司 张幼军 电话：0571-88927116

一.概述 阀门是流体管路的控制装置，其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路的设备的正常运行。

2 空分设备用阀门型号的编制方法 1___ 2___ 3___ 4___ 5___ 6___ 7___ 1---类型代号   阀门型号的组成及.代号含义《JB/T308-2004》 1___ 2___ 3___ 4___ 5___ 6___ 7___ 1---类型代号 2---传动方式代号 3---连接形式代号 4---结构形式代号 5---阀座密封面或衬里材料代号 6---公称压力代号 7---阀体材料代号

阀门类型代号 代号 Q 旋 塞 阀 X J D 止回阀和底阀 H L 隔膜阀 G 安 全 阀 A Y 疏水阀 S 类 型 代 号 闸 阀 Z 类 型 代 号 代号 闸 阀 Z 球 阀 Q 旋 塞 阀 X 截止阀 J 蝶 阀 D 止回阀和底阀 H 节流阀 L 隔膜阀 G 安 全 阀 A 减压阀 Y 疏水阀 S  

传动方式代号 传动方式 代号 电磁-液动 1 正齿轮 4 液动 7 电-液动 2 伞齿轮 5 气-液动 8 蜗轮 3 气动 6 电动 9    

阀门连接方式代号 连 接 型 式 代号 内 螺 纹 1 法 兰 4 对 夹 7 外 螺 纹 2 卡 箍 8 焊 接 6 卡 套 9

截止阀、节流阀 截 止 阀 和 节 流 阀 结 构 型 式 代 号 直 通 式 1 三 通 式 3 角 式 4 直 流 式 5 平衡 6 7

蝶阀结构形式代号 结构形式 代号 密封型 单偏心 非密封型 5 中心垂直板 1 6 双偏心 2 7 三偏心 3 8 连杆机构 4 9  

安全阀结构形式代号 结构形式 代号 弹簧载荷弹簧封闭结构 带散热片全启式 弹簧载荷弹簧不封闭且带扳手结构 微启式、双联阀 3 微启式 1 7 弹簧载荷弹簧不封闭且带扳手结构 微启式、双联阀 3 微启式 1 7 全启式 2 8 带扳手全启式 4 杠杆式 单杠杆 带控制机构全启式 6 双杠杆 脉冲式 9

密封面或衬里材料代号(本体材料用W) 密封面或衬里材料 代号 巴氏合金 B 尼龙塑料 N 搪瓷 C 渗硼钢 P 氟塑料 F 衬铅 Q 陶瓷 G 奥氏体不锈钢 R Cr13不锈钢 H 塑料 S 衬胶 J 铜合金 T 蒙乃尔合金 M 橡胶 X 渗氮钢 D 硬质合金 Y

阀体材料代号 阀体材料 代号 碳钢 C 塑料 S Cr13不锈钢 H 铜及铜合金 T 铬钼钢 I 钛及钛合金 Ti 可锻铸铁 K 灰铸铁 Z 铝合金 L 铬系不锈钢 P 蒙乃尔合金 M 球墨铸铁 Q

型号和名称编制方法示例 (1)法兰（用于铝管）连接、角式 、阀座密封面材料由阀体直接加工、PN0.6Mpa、阀体材料为铜合金的低温截止阀:DJ44W-6T (2)手动、焊接连接、垂直板式小间隙型、阀座密封面材料由阀体直接加工、PN0.6Mpa、工作温度-196℃~+80℃、阀体材料为铝合金的低温蝶阀：DD365W－6L

工厂代号的组成及.代号含义 1___ 2___ 3___ 4___ 5___ 6___ 1---公称压力代号 2---表温度代号 1___ 2___ 3___ 4___ 5___ 6___ 1---公称压力代号 2---表温度代号 3---变形代号 4---阀门类型代号 5---公称通径 6---差异代号 例：305J80、127DK 300

（二）、 阀门的构造和用途 蝶阀 蝶阀是指关闭件（阀瓣）为圆盘，围绕阀座内的轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，在管道上主要作用切断和节流用。

蝶阀具有以下优点 1． 体积小，重量轻。与相同压力级和同样口径的闸阀相比，它均可减轻约30～50%。 1．  体积小，重量轻。与相同压力级和同样口径的闸阀相比，它均可减轻约30～50%。 2．  结构简单，开闭迅速。蝶阀的零件少，结构紧凑，开闭只需将阀瓣旋转90°即可。 3．  调节和密封性能良好。蝶阀可以实现分级控制流量，调节性能好。 4．  流体阻力和操作力矩小。根据对蝶阀所作的流阻试验证明，蝶阀的流阻小于其它类型的阀门。操作力矩小是由于阀瓣处于近似平衡状态，这样就可以用相当小的力量去开启。

分子筛切换蝶阀 产品特点 密封性能好、双向性好、开启灵活、可靠性高（疲劳试验≥6×104次）； 公司生产空分配套的各种系列切换蝶阀，以其优质的产品质量广泛用于空分中的分子筛系统。其中100D系列切换蝶阀80年代中期就曾荣获原机械工业部优质产品奖，并经过技术的不断改进，至今仍畅销不衰。 5万-6万等级配套的分子筛切换和空冷系统最大管道设计为DN1000-1200, 分子筛切换系统配套蝶阀的特点：密封性好、使用寿命长、动作反馈准确。调节蝶阀是在切换蝶阀的基础上增加调节型装置。目前杭氧工装已具备生产口径≤DN1400蝶阀的能力。 公称压力： PN6～10 温度：-20℃～+200℃ 产品特点 密封性能好、双向性好、开启灵活、可靠性高（疲劳试验≥6×104次）；

执行标准 JB/T7550-94 《空气分离设备用切换蝶阀》 GB/T13927-92 《通用阀门 压力试验》 HTA4508-97 《阀门装配与试验通用技术 条件》

动作机理 结构为卧式、齿轴、齿条活塞传递形式，运动方式精确、平稳（原为曲柄连杆式）。密封机理采用自密封形式，当阀瓣开启时主密封圈与阀体O型槽处于腾空状态，有一定的空隙，（如图1）当阀瓣关闭时，阀瓣与主密封圈间有一定的过盈量，这一定的过盈量压迫主密封圈变形，使得主密封圈向三个方向胀开，当气压压至主密封圈把主密封紧紧贴至阀瓣与阀体，从而达到比较好的的密封效果；当阀瓣开启时主密封圈的弹性作用又恢复原状，完成一个动作周期。阀体O形槽与主密封圈应设有一定的间隙，避免阀瓣开启、关闭时造成硬碰硬摩擦，可保证其有较长的寿命。阀瓣采用两耳形式，以增加它的流通能力。

图1

构图

结构图 D671X-6 109D 切换蝶阀

蝶阀本体部结构图

切换蝶阀 PN0.6 DN1200

低温蝶阀 用于空分中的分馏塔等系统 驱动型式有手动、气动 其密封形式有间隙型、密封型等。 公称通径为DN50~DN800mm 公称压力为0.6~6.4Mpa. 适用温度为-196℃~+80℃（低温型） 特点：阀体本部采用铝合金等特殊材质,并且设计合适的保温长度，确保产品低温下的使用性能。驱动装置采用蜗轮蜗杆手动机构或KOSO气动执行机构。可根据用户要求特殊设计，以满足用户的特殊使用要求。

手动间隙型结构图150D

间隙型结构图167D

密封型结构图277D

低温蝶阀 PN0.6 DN600 工厂代号：167D

三偏心蝶阀 结构及原理：蝶阀的三偏心结构密封副型式为圆锥斜切锥面型，其蝶板为圆锥斜切而得，圆锥半锥角为β。三个偏心分别为：蝶板回转中心（轴心）相对于蝶板中面偏心a 、蝶板回转中心（轴心）相对于流道中心的径向偏心e 以及圆锥轴线相对于流道中心线的角度偏心γ。结构设计原理如图所示。

结构设计原理图 1、蝶板回转中心（轴心）相对于蝶板中面偏心 a ； 2、蝶板回转中心相对于流道中心的径向偏心e ； 3、圆锥轴线相对于流道中心线的角度偏心γ。

通常蝶阀为单偏心或双偏心结构，单偏心结构是设计时将阀门轴中心线偏离密封面中心线，即形成了单偏心结构(109D系列及710E系列)；双偏心结构是设计将单偏心结构中的阀门轴中心线再偏离阀体中心线，即形成了双偏心结构。三偏心是在两偏心的基础上增加了第三个偏心——斜锥.

这一独特的偏心组合不仅利用了原有的凸轮效应，而且完全消除了90°行程中阀座与密封面之间的全部磨擦，消除了磨损而引起的泄漏 ;还优化了阀座与密封圈之间的接触特性，密封圈与阀座接触面是“锥中锥”结构，两者接触角产生“楔形效应”，达到较好的密封效果；阀门的接触角大于锁定锥度范围，从几何形状上排除了卡死的可能，从而确保阀门开关所需扭矩在阀门使用年限内不会产生很大的变化。

结构图

技术参数 公称压力：PN1.6~PN10.0Mpa 公称通径：DN100~DN600 使用温度：低温型、常温型 驱动方式：气动、手动 适用介质：空气、氮气、氧气、天然气 连接方式：对夹式 阀体材质：CF3M (WCB)阀体密封面堆焊司太莱合金 阀瓣密封圈：双相不锈钢

三偏心结构特点 扭矩密封确保阀门持续的双向密封特性； 通过一个独特的三偏心原理实现90°回转无磨擦设计，它消除了阀门90°旋转阀座与密封圈之间的磨擦； 一体式硬面阀座可以满足多种工况使用，寿命长、维修少； 采用平面轴承，强度好、寿命长，减少磨擦力矩.填料采用四氟石棉填料，可靠性强；

硬面阀座确保阀门在各种恶劣工况（高温、低温）下耐用且密封可靠 阀瓣密封圈采用双相不锈钢材质，阀体密封面堆焊司太莱合金，抗磨蚀能力强。

适用场合 膨胀机进出口、液体泵进出口； 高压差场合、切换系统。

产品实物图 低温型 常温型 放大图

三偏心蝶阀低温试验

三偏心蝶阀运动模拟

截止阀 截止阀是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门，在管道上主要作切断用 。 它有以下优点： ★开闭过程中，密封面间的磨擦力比闸阀小、耐磨。 ★开启高度小。 ★通常只有一个密封面，制造工艺性好，亦便于维修。

公司生产空分配套的各种系列截止（节流）阀，以其优质的产品质量广泛用于空分中的空冷、分子筛纯化、分馏塔、变压吸附等系统，型式有直通、角式。公称通径为DN4~DN600mm,公称压力为0.6~25Mpa.根据零件选材的不同，适用温度为-196℃~+80℃（低温型）、-20℃~+80℃（常温型）。其中冷箱内配套的低温阀是公司产品的主导产品。并可根据用户要求特殊设计，以满足用户的特殊使用要求。

一、低温截止阀 1. 这里着重介绍用于空分分馏塔内的低温冷阀（又称冷阀）。 空分设备分馏塔中管道大都采用铝材管道，由于空分的大型化，同样对配套的低温截止阀也提出了大口径的要求。为其配套的铝合金制低温截止阀是公司产品的一大特点。公司目前具有生产DN≤600铝合金制低温截止阀的能力。 产品特点：无可见泄漏、性能可靠、维修方便

结构特点：采用双阀瓣结构。由于口径的增大，势必产生较大的密封力矩，阀杆承受较大的轴向力，采用双阀瓣可避免阀门结构过于庞大，还可减小手轮直径，使得阀门开启关闭更容易。再者，采用双阀瓣结构，介质流向是由阀瓣上方流向下方，在介质压力的作用下，阀门关闭更可靠，金属密封达到无可见泄漏。结构上另一特点是使用现场可抽芯维修。因为冷箱内充灌珠光砂等保温材料，维修阀门和更换备件应尽可能避免耙珠光砂，所以除性能可靠外，维修方便是冷箱内低温截止阀的一个重要特点，在设计中应充分考虑阀门可抽芯维修。

阀体部分铝合金材质，为提高密封面硬度，采用分离式阀座，阀体的密封圈经阳极氧化、液氮浸泡后用冷套方式压入。 阀杆的导向套采用无油润滑Du轴承，既可增加导向精度，使阀杆上下运动更可靠，又能给维修带来方便。 冷箱上大阀门还有一特点是其与冷箱的连接是非刚性的，而是浮动性的，这样便于阀门在冷箱内与管道的连接和工作中低温带来的管道变形补偿。所以在填料函上法兰部位配有浮动套结构。

冷套工艺 冷阀阀座

结构图 DJ64L-10L DN600 低温角式截止阀

单阀瓣冷阀结构图

冷箱内用低温截止阀 PN6~6 4 DN10~600

2．并联流程阀门的安装 并联流程示意（分馏塔液体工艺泵循环输送系统、膨胀机系统） 2．并联流程阀门的安装 并联流程示意（分馏塔液体工艺泵循环输送系统、膨胀机系统）

在上述流程中，往往用到设备一用一备并联使用流程。该流程使用阀的特点是一台设备停时，其进出口阀均关闭，对于该出口阀来说，主要是防止反向气流倒窜，因而该阀位号往往是画反装符号。但阀门结构不同，阀的安装是不同的。应该注意的问题： 1）      对于大口径（例：250JJ400A~600）与高压（例：650JJ100~300）截止阀来说，阀本身是双阀瓣结构，流向是侧进底出，因而在该出口位置，合理安装应使反向气流从阀门侧进底出。

2）   对于单阀瓣结构的阀门来说，合理安装是应使反向气流从底进侧出。起到密封同时还可以避免填料处跑冷。但应注意的是：251JJ350与151JJ400这两只阀，阀瓣是单阀瓣，但由于阀杆强度安全系数不够，往往在0.5Mpa压差以上会出现密封不稳定现象。所以这两只阀合理安装应使反向气流从阀门侧进底出。

3．目前开发的几种高压低温截止阀 556J系列 PN40 DN100~25

650JJ、651JJ系列

执行标准 JB/9081-97 《空气分离设备用低温截止阀和节流阀》 GB/T13927-92《通用阀门 压力试验》 JB/T7749-1995《低温阀门技术条件》 HTA4508-97《阀门装配与试验通用技术条件》

.安全阀 安全阀是为了防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门。当工作压力超过规定数值时，阀门便自动开启，排放多余介质，而当压力恢复到原来数值时，又自动关闭。

公司生产空分配套的各种系列安全阀，是空分设备中不可缺少的一种安全保护装置。安全阀在弹簧选材及工艺上均作特殊处理，从而保证低温下性能可靠。尤其分馏塔上塔使用的大口径低温安全阀（DN300-DN400），采用先导式结构，解决了低温常态下大口径起跳的难题。 公司生产安全阀有全启式、微启式等多种型式，公称通径为DN4~DN400mm,公称压力为0.6~25Mpa.根据零件选材的不同，适用温度为-196℃~+80℃（低温型）、-20℃~+80℃（常温型）。 并可根据用户要求特殊设计，以满足用户的特殊使用要求。

先导式安全阀结构图245A A49W-10P DN400

2、先导式安全阀（工厂代号：275A）

作用原理： 先导式安全阀分为主阀和导阀两部分，主阀的进口端引出一根先导气源控制管，通过一只三通L型球阀与导阀的进口端A处相通，当容器或管道内的压力升高超过规定值时，导阀活塞压缩小弹簧，带动小阀芯上移，超压气体进入主阀活塞腔，压缩大弹簧，使活塞推杆（大阀瓣）下移，从而打开主阀，超压气体得以全量排放。当容器或管道中的压力降到正常工况压力时，导阀活塞腔内的压力随之也降低，活塞受弹簧反向作用，关闭导阀切断进入主阀活塞腔内的气源，此时操作人员可以打开紧急开启装置中的（见图一）电磁阀（2），加速降低活塞腔内的压力,同时在弹簧的反作用力下使主阀快速回座，当容器和管道进入正常工况后，关闭电磁阀（2），完成一次超压排放过程。如不打开电磁阀（2），回座时间会很长。 为防止自动控制系统（先导）失灵，本阀特设计一组紧急开启装置(见下图),当自控装置失灵报警后,操作人员应立即打开紧急开启装置中的电磁阀(1),使仪表空气(压力≥整定压力)直接进入主阀的活塞腔，迅速打开主阀达到全量排放，当工作压力进入正常工况后，关闭电磁阀(1)打开电磁阀(2),使主阀快速回座，最后再关闭电磁阀(2)。

全启式结构图

安全阀的常用术语 ① 开启压力——当介质压力上升到安全阀安装时调整好的预定压力时，阀瓣便自行开启，介质明显地急速喷出，此时阀门进口处的压力称为开启压力，以Ps MPa表示。 ② 排放压力——阀瓣开启后，如设备中介质压力继续上升，当达到设备允许的最高压力时，阀瓣应全开，排出额定的排量，这时阀门进口处的压力称为排放压力，以Pd MPa表示。 ③ 关闭压力——安全阀开启，排除了部分介质后，设备中的压力逐渐降低，当压力降到小于设备工作压力的预定值时，阀瓣关闭，开启高度为零，介质停止流出，这是阀进口处的压力称为关闭压力，又称回座压力，以PK MPa表示。

安全阀的常用术语 ④ 工作压力——设备正常工作时的介质压力，称为安全阀的工作压力，以Pg MPa表示，此时，安全阀应处于密封状态，看不到有介质在关闭件的密封面间泄出，也听不到有漏气声，在规定的持续时间内，压力表无降压现象。 ⑤ 排量——在排放压力时，阀瓣处于全开状态，这时从阀出口处测得的介质单位时间排出量，称为阀的排量，以G表示，对于蒸汽常用kg/h或T/h为单位，对于气体常用m3/min或kg/s为单位，对液体则用T/h或l/min为单位。

调节阀 调节阀是按照调节器所给信号的大小和方向，通过执行机构来改变阀的开度以实现调节流体流量的调节机构。 公司生产空分配套的各种精小型气动系列调节阀，有单座和套筒型。公称通径为DN20~DN200mm,公称压力为1.6~4.0MPa。根据零件选材以及保温长度的不同，适用温度为-196℃~+80℃（低温型）、-20℃~+80℃（常温型）。 并可根据用户要求特殊设计，以满足用户的特殊使用要求。

1、调节阀的流量特性 1）、线性： 介质的瞬时流量Q与阀芯的位移h成线性关系。(阀芯的总位移为H) dQ/dh=C       1、调节阀的流量特性 1）、线性： 介质的瞬时流量Q与阀芯的位移h成线性关系。(阀芯的总位移为H) dQ/dh=C Q=c*h+Q0 (c为常数，Q0为L=0时的流量，为Qmin) 也就是说，流量的变化量与行程的变化量之比为常数。 特点是：例如：C=10当阀门处于小开度时，流量不大（如5m3/h），此时行程增加1%，流量的变化量为10 m3/h，想慢慢调整而慢不了，很难控制！当阀门处于大开度时，流量很大了（如100m3/h），此时行程再增加1%，流量的变化量还是10 m3/h，想快快不了。即：线性的调节阀在开度变化相同的情况下，显然流量小时，流量的变化值相对较大，调节作用较强，易产生超调和引起振荡；流量大时，流量的变化值相对较小，调节作用进行缓慢，不够灵敏。

2）、等百分比： 介质瞬时流量的变化率与阀芯位移的变化量之比为常数 (dQ/Q)/dh=c dQ/Q=c* dh 两边积分：lnQ=c*h+c1 假设h=0时，流量Q=0，则C1=0 当h=H时，最大流量Q为常数QM 则c= lnQM/H   lnQ= （lnQM /H）*h Q=e（lnQM /H）*h=(e lnQM)h/H=QM h/H 所以等百分比特性也叫对数特性。

特点是：例如：当阀门处于小开度时，流量不大（如5m3/h），此时行程增加1%，流量的变化量为0 特点是：例如：当阀门处于小开度时，流量不大（如5m3/h），此时行程增加1%，流量的变化量为0.05 m3/h，当阀门处于大开度时，流量很大了（如100m3/h），此时行程再增加1%，流量的变化量是1 m3/h，流量的变化始终是基于当时的瞬时流量的。即：等百分比的阀在开度变化相同时，流量变化的百分比总是相等的，阀的控制精确度在全行程范围内是不变的。 相同规格的阀门在同一开度下，等百分比特性的阀通过的流量总是小于直线特性的阀，因此，等百分比特性阀的最大开度往往比直线特性阀选得大一些。

3）抛物线特性： dQ/dh=C(Q)1/2 4）快开特性： dQ/dh=f(h) 一般很少选用。  以上都是阀门的固有特性，只有在阀门前后的直管段足够长的前提下才能得到这样的调节性能。在实际的管系中，由于各种因素的影响，等百分比畸变为线性，而线性畸变为快开。

2、 调节阀口径的选定 1． 调节阀口径计算选定的步骤 1） 根据工艺要求，选定阀的型式、流向及流量特性，并决定流量系数KV的计算方法。 2、 调节阀口径的选定 1．    调节阀口径计算选定的步骤 1）   根据工艺要求，选定阀的型式、流向及流量特性，并决定流量系数KV的计算方法。 2）  确定计算KV值的各项参数值，如阀前、后压力，最大、常用、最小流量，阀前后压差，密度以及其它辅助修正系数。 3）   判别工况是阻塞流，还是非阻塞流，如为阻塞流工况，且流量较大，则应进行噪音预估计算；如为非阻塞流，一般可不进行噪音预估计算。 4） 选定合适的KV值计算公式，计算最大流量下阀的KV值，并圆整之。 5）         按圆整的Kvmax值在所选阀型的标准系列中，找出与KV≥Kvmax/85%靠近的额定KV值，其对应的阀径即为所选定阀的阀径。

6）校验。 a.     压力校验。调节阀入口处的压力应大于阀的工作压力PN。 b.     压差校验。调节阀的实际最大压差小于起计算压差。 c.     开度验算。在最大流量时，阀的开度一般不超过90%，最小流量时，开度应不小于15%。开度过大，应选放大一档的额定KV值，并必须再进行压差及可调范围的验算。 d.     可调比的验算。 由于人工计算的复杂，通常各单位都有口径计算选用软件，只是在算好再进行校验即可。  

阀门常用泄漏量等级 1.工艺阀（A、B、C、D）<<GB/T13927>> 试验介质 最大允许泄漏量mm3/s A 液体 在试验持续时间内无可见泄漏 0.01DN 0.03DN 0.1DN 气体 0.3DN 3DN 30DN

2.调节阀（I、II、III、IV、V、VI） <<GB4213>> 泄漏等级 试验介质 最大阀座泄漏量 I 商定 II L或G 5X10-3 X阀额定容量，l/h III 10-3 X阀额定容量，l/h IV 10-4 X阀额定容量，l/h V L 1.8X10-7 ×△P × D,l/h VI G 3X10-3 × △P ×(标准规定泄漏量)

PN16.DN200为例 <<GB13927>>标准：D—360ml/min <<GB4213>>标准：IV—132 l/min VI—7ml/min

低温调节阀 ZJHS低温型 DN20~200 PN1.6~PN6.3

低温调节阀结构图 ZJHS低温型 DN20~200 PN1.6~PN6.3

常温调节阀 ZJHP（M）常温型 单座型、单座平衡型、套筒型 DN20~300 PN1.6~PN6.3

常温单座调节阀结构图 ZJHP 单座型 泄漏量：IV~VI DN20~200 PN1.6~PN6.3 代号：301C××

常温单座平衡型调节阀结构图 ZJHP 单座平衡型 泄漏量：IV~VI DN125~200 PN1.6~PN6.3 代号：301C××B

常温套筒型调节阀结构图 ZJHM 套筒平衡型 泄漏量：IV~VI DN40~300 PN1.6~PN6.3 代号：301C××T

执行标准 GB/T4213-1992《气动调节阀》 HTA4508-97《阀门装配与试验通用技术条件》

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