涂装线设计中阀门的选型
一、前言
阀门是流体管路的控制装置,其基本功能是接通、切断、调整介质在管路中的流通状态,改变介质的流动方向,调节介质的压力和流量,使管路系统按照人的意志进行工作,并且维持管路和设备的正常运行。在涂装设备中因为各种管道的大量使用,各种类型的阀门得到了广泛的应用,特别是近年来国内新建的汽车涂装线自动化程度越来越高,管路系统越来越复杂,阀门的使用数量也越来越多,这就要求涂装设备的设计者必须了解各种阀门的特点,根据管路系统的要求配置合适的阀门。
二、阀门基本知识介绍
1. 阀门的基本参数
(1)公称直径 指阀门与管道连接处通道名义直径,用DN表示。
(2)公称压力 指阀门的机械强度有关的设计压力,用PN表示。
(3)阀门的压力与温度等级
当阀门的工作温度超过公称压力的基准温度时,其最大工作压力必须相应降低。
(4)阀门的适用介质
工业阀门应用于涂装行业,通过的介质主要有气体(压缩空气、蒸汽、煤气、天然气等);液体(水、电泳漆、超滤液、油漆及各类酸碱溶液等)。
2 .阀门的分类
按用途和作用可分为:
(1)截断阀 截断或接通管道介质。如:球阀、蝶阀、截止阀、闸阀、隔膜阀、旋塞阀。
(2)单向阀 防止管道中的介质倒流。
(3)分配阀 改变介质的流向,分配、分离或混合介质的作用。如分配阀、疏水阀、三通球阀。
(4)调节阀 调节介质的压力和流量。如减压阀、调节阀、节流阀。
(5)安全阀 防止装置中介质压力超过规定值,提供超压安全保护作用。
涂装线中应用较多的阀门类型是:球阀、蝶阀、截止阀、闸阀、隔膜阀、调节阀、疏水阀、安全阀等;从数量上来讲,应用较多的是蝶阀、球阀、截止阀、闸阀等;在手动阀门的基础上增加各种自动装置,出现了各种自动阀门,从而实现了管路控制的自动化,如:气(电)动球阀、气(电)动蝶阀、气(电)动调节阀。
按公称压力分类:
(1)真空阀 工作压力低于标准大气压。
(2)低压阀 公称压力PN≤1.6MPa。
(3)中压阀 公称压力PN为2.5∼6.4MPa。
(4)高压阀 公称压力PN为10∼80.0MPa。
(5)超高压阀:公称压力PN≥100MPa。
涂装线的管道多数属于低压管道,个别部位存在少量的中、高压管道,例如集中供漆、供胶系统管道。
按工作温度分为:
(1)常温阀:用于介质工作温度-40°C≤t≤120°C
(2)中温阀:用于介质工作温度120°C≤t≤450°C。
(3)高温阀:用于介质工作温度t>450°C。
(4)低温阀:用于介质工作温度-100°C≤t≤40°C。
(5)超低温阀:用于介质工作温度t<-100°C。
涂装线的管道多数属于常温管道,存在部分中温管道,例如蒸汽管道。
按阀体材料分类:
(1)非金属材料阀门如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。
(2)金属材料阀门如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。
(3)金属阀体衬里阀门如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门。
在涂装线中常用的多数是金属阀门,液体管道中常用不锈钢阀门、碳钢阀门、铸铁阀门、铜合金阀门(少量用在压缩空气管道,对压缩空气等级要求较高的仍然用不锈钢阀门)、PVC材质的隔膜阀。
按连接方法分类:
(1)螺纹连接阀门 阀体有内或外螺纹,与管道螺纹连接。
(2)法兰连接阀门 阀体带有法兰,与管道法兰连接。
(3)焊接连接阀门 阀体带有焊接坡口,与管道焊接连接。
(4)卡箍连接阀门 阀体带有夹口,与管道夹箍连接。
(5)卡套连接阀门 与管道采用卡套连接。
(6)对夹连接阀门 用螺栓直接将阀门及两头管道穿夹在一起的连接方式。
涂装线中的阀门主要的连接方法是:螺纹连接(小口径阀门)、法兰连接(大口径阀门)、对夹连接(主要用在蝶阀、单向阀的连接)
三、涂装线常用的各种阀门特性比较
1、 球阀
利用球体绕阀杆的轴线旋转。90°实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
优点:
1)流体阻力小(实际为0)。
2)密封可靠。绝大多数球阀的阀座都采用聚四氟乙烯弹性体制造,在较大的压力和温度范围内,能实现完全密封,工作介质在双球面上密封可靠。
3)耐腐蚀性好,寿命长。球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯,它对几乎所有的化学物质都有是惰性的,且具有摩擦因数小,性能稳定,不易老化,温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点,在阀体采用不锈钢材料时,具有优良的耐腐蚀性。
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