7.6 切断调节阀
对调节阀的切断要求是调节阀最重要的使用功能和内在质量。对切断等级的划分及标准见表1.调节阀在使用中所遇泄漏大是最常见的故障之一，除因堵卡造成泄漏增加外，绝大部分都是调节阀结构的缺陷和选型不当造成的。 1) 堵卡造成泄漏增大
此问题自然要从防堵上考虑，详见防堵类调节阀（7.5）一节。 2) 结构缺陷造成泄漏增大 （1）双密封的阀不能用作切断阀
双密封调节阀，如双座阀、套筒阀最主要的缺点之一就是泄漏大。然而，不少厂家却在套筒阀上下了很大功夫去改进结构来降低泄漏量；使其演变成非常复杂的结构，见图4－35。于是，带来了许多不足：零件多、可靠性差；备件难、维护难；切断效果不理想。实际上，这是设计思路陷入了误区，与其在阀体的“心脏”内作如此复杂的改动，倒不如通过外部来实现。故此，笔者认为，应该选用单密封类套筒阀，这样，密封问题、可靠性问题、维修和备件问题均一一解决了，此时解决矛盾的重点转化为介质对阀的不平衡力增大的问题，解决它仅需配强力活塞执行机构即可。这种通过外部来解决的办法显然比通过内部的复杂改进要容易得多，与其说这是办法问题，还不如说这是思路问题。
(a)密封环式
(b)复式密封环
图4－36低泄漏套筒阀内部结构
(c)双层软密封
（2）密封面的设计 ① 面对面密封：
常见的柱塞阀芯，其密封面为60℃的小斜面，阀座也是60℃的小斜面，此小斜面的宽度通常在0.5mm～2mm间，要密封好就必须让两个斜面良好接触，但事实上，它始终受到加工误差的影响，如同心度、不圆度、倾斜度，其密封效果自然不十分理想。这类阀的泄漏率通常为10，通过精密的研磨可达10，只能达到较好的密封等级。
②球面密封：利用阀芯的球面转动与固定的阀座小斜面相切，它们之间为线接触，这就比上述面对面密封的效果好。华林公司推出的全功能超轻型阀、球面密封蝶阀就是通过此方法来制作的，其泄漏率可达10，比面对面密封可提高两个数量级。 （3）密封材料的考虑
①软密封“好出厂不好用”：软密封肯定密封效果最佳，但谁又能保证在用一段时间后，其泄漏量又是多少呢？在管道安装、系统的清洗中都会留下或多或少的不干净的杂物，如焊渣、铁屑，他们流经调节阀时，极易把软密封材料划伤，使泄漏量增加，所以“好出厂不好用”。
②硬密封再堆焊耐磨合金是切断阀的最佳选择：这种途径同时考虑了密封性及其可靠性，虽然出厂指标是10，达不到软密封效果，但它足以满足严密封的切断要求，更主要的是它能经久耐用。 （4）隔膜阀可靠性差
早在50年代，隔膜阀通常被当作首选切断调节阀，一直延续到现在，如水处理系统中的脱盐水控制，仍然选用它。这里，需注意的是，无论是较早的衬胶隔膜阀，还是后来的衬氟塑料隔膜阀，它们都存在一个共同的缺点，那就是隔膜片不可靠，极易被折破，使阀的使用寿命极短。 （5）切断阀的优选次序
按上述分析，特提供如下切断类阀的优选次序：
①全功能超轻型阀→②球面密封蝶阀→③偏心阀→④V型球阀→⑤单座阀→⑥单座套筒阀→⑦软密封阀（O型球阀、衬胶蝶阀、衬胶隔膜阀、软密封的单座阀）。
7.7 超小流量阀
当KV≤2×10时，称为超小流量阀。如此小的流量，其全开流量比一般阀的泄漏量还小，所以，仅凭一般的机械加工、一般的工艺要求是无法保证的。唯一能说明问题的是对每台阀的芯座进行流量标定，以最终标定、具体的、真实的流量来说明。
7.8 0.2秒紧急动作阀
在发生故障的情况下，为保证系统完全，需要阀紧急打开或关闭，且时间只能在0.2秒范围之内，具有这种功能的调节阀称为快速动作阀。在目前电动阀的发展水平，还没有发现满足此速度要求的电动执行机构。唯有气动阀配一种紧急动作装置来予以满足。至于阀体部分采用什么型式是根据其工作条件而定，可在十大类阀型中予以选择，如快速动作蝶阀、快速切断全功能阀、快速切断单座阀等。值得一提的是，为提高其动作，阀的行程不宜过长，再就是速度也不宜太快，太快会带来冲击破坏。
7.9 微小压力自力式调节阀
稳定最小压力为1KPa的阀称为微压力自力式调节阀。它通常在钢铁厂、煤气厂或化学工业中的丙烷气、焦煤气中用得较普遍，过去此类阀大多靠进口，国内尚属空白。但在目前，通过对国外产品的吸收和借鉴，我们已能较好地解决这一难题。
7.10 基型调节阀与特殊调节阀的辩证关系
调节阀按大类可分为基型产品、特殊产品和变型产品，从而构成了繁多的品种和规格，要完全透彻地掌握它们，实属不易。从我们举办学习班的经验上看，只要弄清楚它们其中的内在联系，融汇贯通，就会收到事半功倍的效果。首先按十个大类归纳理顺，划分十大基础产品，弄清楚其结构、应用特点；再总结出它们的主要参数、工作条件、适用场合和注意事项。这些都一一掌握以后，凡超出一般的工作条件和要求的，就在相应的基型产品基础上进行改进，满足其特殊使用要求的就成为了特殊的产品。如强腐蚀介质就需要改进材质；高压阀考虑强度和使用寿命；切断调节阀考虑节流件的密封；不干净介质考虑防堵等，这些特殊的设计和处理用在什么样的基型产品上，就要从结构和现场使用条件予以选定。如高压阀；通常用角形高压阀，但当管道要求水平安装时，便选直通单座高压阀，若口径大，泄漏要求不严时，还可选定高压蝶阀。作为专用调节阀就是在某一特定或指定的场合中使用的调节阀，同样也是在基型产品上进行特定改进，只是应用的场合比特殊调节阀使用范围更窄而已，如针对烧碱蒸发系统设计的阀为烧碱专用阀；水处理系统（脱水盐）专用阀为水处理专用阀，同样还有磷铵阀、氟气专用阀等。 下面请详见表4的基型产品和特殊产品的内在联系表。
按主要性能分 序 号
-
单
主要指标
座 阀
双 座 阀
九大类基型产品（普通产品） 套 筒 阀
角 型 阀
三 通 阀
隔 膜 阀
蝶 阀
偏 心 阀
全 功 能 阀
特殊产品或变型
产品
球 阀
1 软密封切断阀
≤10、气泡级
√ × √ √ √ √ √ √ √ √
2 硬密封切断阀
≤10 堆耐磨合金 450～900℃ PN22、32Mpa △Ｐ＞[△Ｐ] 超过标准 常温低压强腐蚀 高温高压强腐蚀
中等腐蚀 不干净介质 结晶介质 0.2秒 Ｒ＞１００ Ｓ＜0.2 降低噪音 高度重量下降约
30％ 高度重量下降约
30％
× √ √ √ √ × √ √ √ × √ √ × × × √ √
× √ × × √ × × × √ × √ √ × √ × √ ×
× √ × × √ × × × × × × √ × √ √ √ √
× √ √ √ √ × × √ √ √ √ √ × × × √ ×
× √ × × × × × × √ × √ √ × × × √ ×
× × × × × × √ × × × × √ × × × √ ×
√ × √ √ × √ √ √ √ √ √ √ × × × √ √
× √ √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √ × × √ √
× √ √ × √ √ × × √ √ √ √ √ × × √ √
√ √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
3 耐磨损（冲蚀）阀 4 5 6 7 8 9 10 11 12
高温阀 高压阀 大压差调节阀 大口径阀 全四氟耐蚀阀 全合金耐蚀阀 普通耐蚀阀 防堵阀 保温夹套阀
13 0.2秒紧急动作阀 14 15 16 17 18
高可调比阀 低S节能阀 低噪音阀 轻型阀 精小型阀
从以上可以看出，普通产品与特殊产品、专用产品虽然看上去无多大差异，可实质上它们是相通的，体现了一种普通矛盾与特殊矛盾的辩证关系，即普通矛盾反映特殊矛盾，特殊矛盾存在普通矛盾之中。所以，实际上特殊的产品存在于普通产品之中，是由普通产品派生出来的。特殊的调节阀主要表现为高温、高压、切断、耐腐、防堵、重量等，那么这复杂的矛盾能否转化为普通矛盾使之简化呢？出于这种考虑，我们设计了一种新型的调节阀―E多功能超薄型球阀，使众多规格、型号、功能的调节阀几乎可以用这一种产品来替代，将过去的特殊矛盾通通转化为简单的普通矛盾，使之在调节阀的计算、选型、维护、备品备件、工厂管理、调节阀的识别等方面带来了很大的方便。如此一来，也不用按上述的方法去逐一区分了。 1 调节阀结构型式的选择
1.1 从使用功能上选阀需注意的问题 1）调节功能
①要求阀动作平稳；②小开度调节性能好；③选好所需的流量特性；④满足可调比；⑤阻力小、流量比大（阀的额定流量参数与公称通径之比）；⑥调节速度。 2）泄漏量与切断压差
这是不可分割、互相联系的两个因素。泄漏量应满足工艺要求，且有密封面的可靠性的保护措施；切断压差（阀关闭时的压差）必须提出来（遗憾的是许多设计院的调节阀计算规格书中无此参数），让所选阀有足够的输出力来克服它，否则会导致执行机构选大或选小。 3）防堵
即使是干净的介质，也存在堵塞问题，这就是管道内的不干净东西被介质带人调节阀内，造成堵卡，这是常见的故障，所以应考虑阀的防堵性能。通常角行程类的调节阀比直行程类的调节阀防堵性能好得多，故以后角行程类的调节阀使用将会越来越多。 4）耐蚀
它包括耐冲蚀、汽蚀、腐蚀。主要涉及到材料的选用和阀的使用寿命问题，同时，涉及到经济性问题。此问题的实质应该是所选阀具有较好的耐蚀性能且价格合理。如能选全四氟阀就不应该选全耐蚀合金阀；能选反汽蚀效果较好、结构简单的角形高压阀（满足两年左右使用寿命），就不应该选结构复杂、价格贵的其它高压阀。 5）耐压与耐温
这涉及调节阀的公称压力、工作温度的选定。耐压方面，如果只是压力高并不困难，主要是压差大会产生汽蚀；耐温方面，通常解决450℃以下是十分容易的，450～600℃也不困难，但到600℃以上时，矛盾就会突出；当温度在80℃时的切断类调节阀选用软密封材料通常是不可取的，应该考虑硬密封切断。常用材质的工作温度、工作压力与公称压力的关系见下表5－1。 6）重量与外观
此问题非常直观，一定是外观好、重量轻的阀受使用厂家欢迎。这里要改变一种偏见，认为调节阀是个“老大粗”，重一点或外观差一点，没什么了不起。现在我们十分重视它，从而提出了调节阀应该具有小型化、轻型化、仪表化的特征。
表5－1 常用材质的工作温度、工作压力与PN关系
材 料
公称压
介 质 工 作 温 度（℃）
＜ 625
力PN＜120 ＜200 ＜250 ＜300 ＜350 ＜400 ＜425 ＜450 ＜475 ＜500 ＜525 ＜550 ＜575 ＜600 （Mpa） 1.6 4.0 6.4
1.6 4.0 6.4
1.5 4.0 6.4
1.4 3.7 5.9
- 3.3 5.2
- 3.0 4.7
最 大 工 作 压 力（MPa） - 2.8 4.1
- 2.3 3.7
- 1.8 2.9
- - - - -
- - - - -
- - - - -
- - - - -
- - - - -
- - - - -
铸铁 - - - - -
碳素钢
22.0 22.0 22.0 20.2 18.0 16.1 14.1 12.7 9.8 32.0 32.0 32.0 29.4 26.2 23.4 20.5 18.5 14.4 4.0
4.0 6.4
4.0 6.4
4.0 6.4
4.0 6.4
4.0 6.4
3.0 4.4
2.7 4.2
2.4 2.1 1.9 1.7 1.4 1.1 0.8 0.5 4.0 3.8 3.5 3.4 3.2 2.9 2.6 2.2
1Crl8Ni9Ti
6.4
22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 16.5 14.8 13.2 11.5 10.5 9.3 7.7 6.0 4.4 2.7 32.0 32.0 32.0 32.0 32.0 32.0 24.0 21.6 19.2 16.8 15.2 13.6 11.2 8.8 6.4 4.0
含钼不少于0.4%的钼钢及铬钼钢
4.0 6.4 22.0 32.0
- - - -
- - - -
- - - -
- - - -
4.0 6.4
3.6 5.8
3.4 5.5
3.2 2.8 2.2 1.6 5.2 4.5 3.5 2.5
- - -
- - - -
- - - -
- - - -
22.0 20.1 19.0 17.9 15.7 12.2 9.0
32.0 29.1 27.5 25.9 22.7 17.6 13.0 -
7）十大类调节阀的功能优劣比较：详见1－1表。
1.2 综合经济效果确定阀型
在满足上述使用功能的要求中，适用的阀有几类，此时便应综合经济效果确定某一阀型，为此，我们认为，至少应该考虑以下四个问题： 1)高可靠性。
①结构简单；②可靠性高。这里需要改变过去片面追求性能指标，忽视可靠性的错误作法。 2）使用寿命长。
3）维护方便，备品备件有来源。 4）产品价格适宜，性能价格较好。
1.3 调节阀型式的优选次序
根据调节阀的功能优劣（见表1－1）和上述观点，特提供调节阀的优选次序如下：
①全功能超轻型调节阀→②蝶阀→③套筒阀→④单座阀→⑤双座阀→⑥偏心旋转阀→⑦球阀→⑧角形阀→⑨三通阀→⑩隔膜阀。
在这些调节阀中，我们认为应该尽量不选用隔膜阀，其理由是隔膜是一个极不可靠的零件，使其隔膜阀也成为了可靠性差的产品。
2 执行机构的选择
2.1 执行机构选择的主要考虑因素
执行机构选择的主要考虑因素是：①可靠性；②经济性；③动作平稳、足够的输出力；④重量外观；⑤结构简单、维护方便。
2.2 电动执行机构与气动执行机构的选择比较 1）可靠性方面
气动执行机构简单可靠：老式电动执行机构可靠性差是它过去的一贯弱点，然而在90年代电子式执行机构的发展彻底解决了这一问题，可以在5～10年内免维修，它的可靠性甚至超过了气动执行机构。正由于此，笔者认为，它将成为下世纪调节阀的主流。 2）驱动源
气动执行机构的最大不足就是需另设置气源站，增加了费用；电动阀的驱动源随地可取。 3）价格方面
气动执行机构必须附加阀门定位器，再加上气源，其费用与电动阀不相上下（进口电气阀门定位器与进口电子式执行机构价格相当；国产定位器与国产电动执行器不相上下）。 4）推力和刚度 两者相当。 5）防火防爆
“气动执行机构+电气阀门定位器”略好于电动执行机构。
2.3 推荐意见
（1）在可能的情况下，建议选用进口电子式执行机构配国产阀（如全功能超轻型阀），以用于国产化场合、新建项目等。
（2）薄膜执行机构虽存在推力不够、刚度小、尺寸大的缺限，但其结构简单，所以，目前仍是使用最多的执行机构。但这里我们强调的是最好选用ZHA、ZHB型的精小型薄膜执行机构去代替ZMA、ZMB型的老式薄膜执行机构，以获得更轻的重量、更小的尺寸和大的输出力。
（3）活塞执行机构选择注意方面：①气动薄膜执行机构推力不够时，选用活塞执行机构来提高输出力；对大压差的调节阀（如中压蒸汽切断），当DN≥100时，我们建议选用单密封的调节阀（单座阀或单座套筒阀），保证阀有较好的切断性
调节阀教程
