第二章 阀门术语.doc

《阀门常识》——阀门基础知识系列教材之二

阀 门 术 语

主 稿： 董 金 新
主要内容：
·基本参数术语……………………………… 1
·零部件名称术语…………………………… 5

《阀门常识》——阀门基础知识系列教材之二
阀 门 术 语
一、基本参数术语
Ø 公称尺寸（Nominal size）
GB/T 1047-2005《管道元件 DN（公称尺寸）的定义和选用 》中定义如下：
公称尺寸是用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标志，由字母DN和后跟无因次的整数数字组成。这个数字与端部连接件的孔径或外径（用mm表示）等特征尺寸直接有关。
·公称尺寸是供参考用的一个方便的圆整数，DN后的数字不代表测量值。
·优先选用的DN数值：
DN6 DN100 DN700 DN2200
DN8 DN125 DN800 DN2400
DN10 DN150 DN900 DN2600
DN15 DN200 DN1000 DN2800
DN20 DN250 DN1100 DN3000
DN25 DN300 DN1200 DN3200
DN32 DN350 DN1400 DN3400
DN40 DN400 DN1500 DN3600
DN50 DN450 DN1600 DN3800
DN65 DN500 DN1800 DN4000
DN80 DN600 DN2000
·长度单位换算关系
工程中常用英制单位表示公称尺寸，示例：NPS 3；NPS表示公称管子尺寸。
1 in.(英寸)≈25.4mm
1 丝=0.01mm
Ø 公称压力（Nominal pressure）
GB/T 1048-2005《管道元件 PN（公称压力）的定义和选用 》中定义如下：
公称压力：与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关、用于参考的字母和数字组合的标识，由PN和后跟无因次的数字组成。
·公称压力PN后的数字不代表测量值。
·选用的PN系列数值：
DIN 系列 ANSI系列
PN 2.5 PN 20
PN 6 PN 50
PN 10 PN 110
PN 16 PN 150
PN 25 PN 260
PN 40 PN 420
PN 63
PN 100
·除上述PN系列外，必要时允许选用其他PN数值。
·管道元件允许压力取决于公称压力PN、材料与设计以及允许的工作温度等，允许压力在相应标准的压力—温度等级表中给出。
·具有相同PN和DN数值的所有管道元件同其配合的法兰应具有相同的配合尺寸，如密封面尺寸、连接孔数量、大小及中心距等。见下图所示：

·压力单位换算关系
在英、美等国家常采用CLASS（CL）压力级（磅级），日本标准常采用K级。工程应用中常用几种压力单位的换算关系如下：
1 MPa=10bar(巴)=10 kgf/cm2(公斤力)
1000 psi=1000 lbf/in2≈1000×0.453 kgf/(25.4mm)2≈7MPa
CL与公称压力PN的关系（参考）
CL
150
300
400
600
800
900
1500
2500
PN
20
50
68
110
130
150
260
420
K级与Class压力级对照表
CL
150
300
600
K级
10
20
40

Ø 压力—温度额定值
压力—温度额定值：是指在指定温度下用表压表示的最大允许工作压力。当温度升高时，最大允许工作压力随之降低。
0Cr18Ni9材料锻钢法兰及阀门的压力—温度额定值（GB/T 9124）示例
公称
压力
工作温度 ℃
≤20 100 150 200 250 300 350 400 425 450 475 500 510 520 530
最大允许工作压力（MPa）
PN 2.5
0.234 0.212 0.191 0.174 0.161 0.150 0.143 0.139 － 0.136 － 0.133
PN 6
0.56 0.51 0.46 0.42 0.39 0.36 0.34 0.33 － 0.33
PN 10
0.94 0.85 0.76 0.70 0.64 0.60 0.57 0.56 － 0.54 0.53
·压力—温度额定值数据是在不同工作温度和工作压力下正确选用法兰、阀门和管件的主要依据,也是工程设计和生产制造中的基本参数。
·各国都制订了阀门、管件、法兰的压力—温度额定值标准。我国GB/T9131,美国ASME B 16.5和ASME B 16.34,德国DIN 2401标准等。
Ø 密封比压/必须比压/许用比压
·定义：密封比压是指作用于单位密封面上的平均正压力，实际上指密封面理论计算比压。用q表示。
密封必须比压是指保证阀门密封所需比压。用表示。
密封许用比压是指阀门密封材料允许的最大比压。用表示。
·阀门密封机理：阀门的品种规格成千上万种(品种与规格是两个不同的概念) ，但它们有一个的共同的要求——密封性能。密封分静密封和动密封，静密封即两个面无相对运动，动密封即两个面之间有相对运动。
阀门密封副之间的密封属动密封，靠两个密封面(密封副)紧密接触来实现密封。
任何实际平面都不是理想平面,存在微观不平度—表面粗糙度。正因为存在微观不平度，使两个密封面之间形成无数条流体通道，从而引起泄漏。
当在两个密封面上逐步施加外力时，材料将发生挤压,使流体通道越来越小,泄漏逐步变小。当外力达到一定程度时，流体通道直径小于介质流体分子直径时，泄漏将趋于零——实现密封。但外力不得无限加大，如密封比压超过了材料的许用比压时,将导致材料产生破坏。阀门密封副实现密封的条件如下:

式中: ——必须比压 ——密封比压 ——材料的许用比压
· ——必须比压
铸铁、青铜、黄铜
钢、硬质合金
式中: ——密封面宽度(mm)
·——材料的许用比压(MPa)
密封材料的许用比压
材料名称
材料牌号
硬度
许用比压(MPa)
密封面无滑动磨擦
密封面有滑动磨擦
铬基硬质合金

HRC48-51
150
50
钴基硬质合金

HRC40-45
250
80
不锈钢
2Cr13\3Cr13\Cr17Ni2
HB200-300
250
45

Ø 结构长度
阀门的结构长度指阀门与管道连接的两个端面(或中心线)之间 的距离。直通式阀门为进、出口端面之间的距离，角式为进口（或出口）端面到出口（或进口）轴线的距离。
图1 Face—to—face 图2 end—to—end 图3 face—to—centre

·阀门的结构长度对用户的维修有直接的影响，特别是在已经固定的管线上，要使同类型、同公称压力、同规格的阀门能够互换，必须具有相同的结构长度。
·我国GB/T 12221 规定了阀门的结构长度，美国ASME B 16.10规定了阀门的结构长度。
Ø 流量系数
·流量：单位时间流经管道横截面的流体数量。分质量流量（Qm）与体积流量（Qv）。
·流量系数：是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。如果阀门前后的管道直径一致，不可压缩流体统经阀门的能量损失为：

式中：H——单位重量流体流经阀门的能量损失；
p1——阀前的压力；
p2——阀后的压力；
ρ——流体密度；
g——重力加速度
A——管道的横截面积；
若上式中各参数采用如下单位：
A——cm2 ； ρ——g/ cm2 ；Q——m3/h ； p1、p2——100kPa
则上式可得到
令 ，C即为流量系数，它与阀门结构、阀前阀后的压差、流体性质等因素有关。
在国际单位制中，流量系数采用Kv表示。Kv的定义：温度5～10℃的水在105Pa压降下，每小时内流过阀门的立方米数。
很多采用英制单位的国家用Cv表示流量系数。Cv的定义：用40～60oF的水，保持阀门两端压差为1psi，阀门全开状态下每分钟流过的水的美加仑数。
Cv=1.167Kv

二、阀门结构与零部件术语
Ø 阀体(body)
与管道直接连接,并控制介质流通的阀门主要零件。
Ø 阀盖(bonnet,cover,cap,lid)
与阀体相连并与阀体构成压力腔的主要零件。
Ø 支架(Yoke)
在阀盖或阀体上，用于支承传动机构或阀杆螺母的零件。
Ø 启闭件(Disc)
用于截断或调节介质流动的零件的统称,如闸阀的闸板，球阀的球体等。
·闸板——闸阀中的启闭件，其型式有单闸板、双闸板、弹性闸板等。
·蝶板——蝶阀中的启闭件。
·阀瓣——截止阀、止回阀、节流阀等阀门中的启闭件。
·球体——球阀中的启闭件。
Ø 密封面(Sealing face)
启闭件与阀座(或阀体)紧密结合，起密封作用的两个接触面。
Ø 阀座
安装在阀体上与启闭件组成密封副的零件。
Ø 填料函(stuffing box)
在阀盖(或阀体)上，充满填料，用来阻止介质由阀杆处泄漏的一种结构。
Ø 填料(Packing)
装入填料函中，阻止介质从阀杆处泄漏的填充物。
Ø 填料压盖(Gland)
用以压紧填料达到密封的零件。
Ø 阀杆(Stem)
将启闭力传递到启闭件上的主要零件。
Ø 阀杆螺母(Stem nut)
与阀杆螺纹构成运动副的零件。
Ø 上密封(Back seat)
当阀门全开时，阻止介质向填料函处渗透的一种密封结构。

阀体、阀盖、支架通过螺栓联接而成

阀体与支架通过螺栓联接 阀盖与支架采取一体式结构

Ø 电动装置(Electric actuator)
用电力启闭或调节阀门的驱动装置，亦称电动执行机构。

电动装置安装示例 电动装置
·阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。
·操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数，电动装置输出力矩应为阀门操作最大力矩的1．2～1．5倍。
Ø 气动装置(Pneumatic actuator)
用气力启闭或调节阀门的驱动装置，亦称气动执行机构。

·JB/T 8864-2004
Ø 液动装置(Hydrauic actuator)
用液压力启闭或调节阀门的驱动装置，亦称液动执行机构。

Ø 蜗杆传动装置(Worm gear actuator)
用蜗轮蜗杆机构启闭或调节阀门的驱动装置。

Ø 圆锥齿轮传动装置(Conical gear actuator)
用圆锥齿轮机构启闭或调节阀门的驱动装置，亦称伞齿轮传动。

Ø 圆柱齿轮传动装置(Conical gear actuator)
用圆柱齿轮机构启闭或调节阀门的驱动装置，亦称正齿轮传动。

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