给水系统阀门的分类及选用原则

摘要：针对给水系统的特点和阀门在使用中存在的问题，从阀门的分类着手，介绍了给水系统常用阀门的选用要点和应注意的问题。关键词：给水系统;阀门;分类;选用;维护

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keywords: water supply systems; valves; classification; use; maintenance

中图分类号：tu99

1 阀门分类

1.1按用途和作用分类

截断阀类：主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。

调节阀类：主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。

止回阀类：用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。

分流阀类：用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。

安全阀类：用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。

1.2按主要参数分类

1.2.1按压力分类

真空阀工作压力低于标准大气压的阀门。

低压阀公称压力pn小于1.6mpa的阀门。

中压阀公称压力pn2.5~6.4mpa的阀门。

高压阀公称压力pn10.0~80.0mpa的阀门。

超高压阀公称压力pn大于100mpa的阀门。

1.2.2按介质温度分类

高温阀t大于450c的阀门。

中温阀120c小于t小于450c的阀门。

常温阀-40c小于t小于120c的阀门。

低温阀-100c小于t小于-40c的阀门。

超低温阀t小于-100c的阀门。

1.2.3按阀体材料分类

非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。

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。

金属阀体衬里阀门：如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门。

1.3通用分类法

这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国际、国内最常用的分类方法。一般分闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等。

2 常用阀门及其特点

2.1闸阀：闸阀也叫闸板阀，是指关闭件（闸板）沿通道轴线的垂直方向移动的阀门，在管路上主要作为切断介质用，即全开或全关使用。

2.1.1优点：①流体阻力小；②启、闭所需力矩较小；③介质流向不受；④全开状态下密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小；⑤压力、温度适应范围广；⑥轴向结构长度比较短。

2.1.2缺点：①外形尺寸和开启高度较大，所需安装的空间亦较大；②在启闭过程中密封面容易磨损、刮伤，不适用于介质中有硬质颗粒的流体；③一般闸阀都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加了一些困难；④启闭时间长。

2.2蝶阀：蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90°左右来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。

2.2.1优点：①结构简单，体积小，重量轻，耗材省，特别用于大口径阀门中；②启闭迅速，流阻系数小；③可用于带悬浮固体颗粒的介质，依据密封面的强度也可用于粉状和颗粒状介质。可适用于通风除尘管路的双向启闭及调节，广泛用于冶金、轻工、电力、石油化工系统的煤气管道及水道等。

2.2.2缺点：①流量调节范围不大，当开启达30%时，流量就达95%以上。②由于蝶阀的结构和密封材料的，不宜用于高温、高压的管路系统中。一般工作温度在300℃以下，pn40（6～40）以下。③密封性能相对于球阀、截止阀较差，故用于密封要求不是很高的地方。

2.3球阀：由旋塞阀演变而来，它的启闭件是一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°实现开启和关闭的功能。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。

2.3.1优点：①具有最低的流阻（实际为0）；②因在工作时不会卡住（在无润滑剂时），故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中；③在较大的压力和温度范围内，能实现完全密封；④可实现快速启闭，某些结构的启闭时间仅为0.05～0.1s，以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时，操作无冲击。⑤球形关闭件能在边界位置上自动定位；⑥工作介质在双面上密封可靠；⑦在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀；⑧结构紧凑、重量轻，可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构；⑨阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好地承受来自管道的应力；⑩关闭件能承受关闭时的高压差。⑾全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下，使阀门内件不受侵蚀，最高使用寿命可达30年，是石油、天然气管线最理想的阀门。

2.3.2缺点：因为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，且具有摩擦系数小、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。但聚四氟乙烯的物理特性，包括较高的膨胀系数，对冷流的敏感性和不良的热传导性，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。所以，当密封材料变硬时，密封的可靠性就受到破坏。而且，聚四氟乙烯的耐温等级较低，只能在小于180℃情况下使用。超过此温度，密封材料就会老化。而考虑长期使用的情况下，一般只会在120℃下使用。

2.4截止阀：与闸阀相比,结构简单,制造与维修方便,调节性能好,广泛用于各种介质的输送管道中。但流体通过截止阀时有方向的改变,所以阻力较大,不宜用于粘度大、含有悬浮物质和易结晶物料的管路,也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。截止阀广泛用于各种受压流体管路,在蒸汽和压缩空气管路也常用截止阀。

截止阀是一种常用的截断阀,主要用来接通或截断管路中的介质,一般不用于调节流量。截止阀适用压力、温度范围很大,但一般用于中、小口径的管道。关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门，其阀座通口的变化与阀瓣行程成正比例关系。

2.5安全阀：是指在受压容器、设备或管路上，作为超压保护的装置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启卸压，以防止设备、容器或管路的压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门自动关闭，从而保护设备、容器或管路的安全运行。

2.6减压阀：是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。

2.7节流阀：节流阀是通过改变流道截面以控制流体的压力及流量,属于调节阀类,但由于它的结构,没有调节阀的调节特性,故不能代替调节阀使用。截止型节流阀在结构上除了启阀件及相关部分外,均与截止阀相同。节流阀的启闭件大多为圆锥流线型。

2.8调节阀：调节阀用于水、蒸汽管网上作为调节流量之用,自锁型能使管网始终保持平衡状态。

2.9止回阀：叫止逆阀或单向阀,其作用是流体的流动方向,防止流体倒流。按阀盘的动作分为升降式和旋启式两种,一般升降式止回阀只能安装在水平管路上,而旋启式止回阀可以安装在水平、垂直或者倾斜的管路上,升降式止回阀比旋启式止回阀密封性能好,但阻力较大。当工艺管路只允许流体向一个方向流动时,要使用止回阀。如:锅炉进水管,必须安装止回阀,以保证只允许软水进入锅炉,而不允许锅炉内的水和蒸汽倒流。一般离心泵的出口,除安装调节阀外,也须安装止回阀,以防流体倒流,撞击齿轮叶片,损伤叶片,缩短泵的寿命。

止回阀是能自动阻止流体倒流的阀门。止回阀的阀瓣在流体压力作用下开启,流体从进口侧流向出口侧。当进口侧压力低于出口侧时,阀瓣在流体压差、本身重力等因素作用下自动关闭以防止流体倒流。

3 阀门选用要点

3.1体积小、质量轻

在室外为减小阀门井尺寸，在建筑物内部因各个专业管道相对集中，建筑层高有限，为满足室内房间的有效空间，体积小、质量轻的阀门是首选。建筑内部经常开启关闭的给水排水管道系统，宜选用铜或不锈钢材质的闸阀、截至阀。消防给水管道由于不经常开启，宜选用球墨铸铁闸阀或蝶阀。蝶阀要有锁定装置。

3.2开启灵活、耐磨损、使用寿命长

在建筑物内部用水设备及器具前的小型阀门，使用频率高，其灵活耐久是重要考虑因素。选用耐腐蚀性能好的铜、不锈钢材质的截至阀为好。

3.3环保卫生

给水系统输送的均为生活饮用水，与人们饮水安全直接相关，故阀门的涂料应符合《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》（gb/t17219-1998）的要求。因此，在设计说明中应明确提出要有“产品及卫生监督部门”的认证证明，方可使用。

3.4阀体承受压力

阀体承受工作压力应满足系统设计供水压力下不被破坏的使用要求，且有合格证明。

3.5材质强度高且耐久性能好

（1）管径小于和等于50mm的阀门，一般设置在卫生洁具、用水设备、户用水表的配水支管上。这些部位的阀门使用启闭频繁，故应以耐腐蚀性能好的铜和不锈钢材质为最佳。

（2）管径大于50mm的阀门，一般都设置在配水干管上，阀门的启闭不太频繁，故可以选用球墨铸铁或铸钢阀体，铜制阀杆、高强度铸铝铜螺母的阀门为佳。

（3）输送特殊液体管道上的阀门，应选用相应牌号的不锈钢、abs塑料阀门、聚乙烯塑料阀门为佳。

3.6密封结构和密封材料好

（1）密封以双密封结构、o型圈、内部油润滑为佳。

（2）柔性密封：如硅橡胶、丁橡胶、柔性石墨、聚苯、聚四氟乙烯等具有弹性，具有耐磨、耐高温、耐老化、耐挤压和不变形等优点。建筑给水系统以选用维修方便的柔性密封的阀门为好。

（3）刚性密封：一般为不锈钢、合金涂料的金属密封，亦称机械密封，具有强度高、耐久、密封好等优点。由于它要求加工精度高，检修困难，在建筑给水系统中较少采用。

（4）阀杆填料：要求耐久且更换周期长、耐老化、耐高温、耐久且磨损小。以聚四氟乙烯、柔性石墨为佳，橡胶、橡胶石墨次之。

3.7耐腐蚀性能好

（1）内衬或内涂材料为无毒耐腐材质，并符合《生活饮用水卫生标准》且表明光滑，水流阻力小。

（2）覆盖面要全面完善，不影响密封效果，且能防止不同形式的电化学腐蚀。