隔膜阀按结构形式的分类

2020-05-03 真空技术网整理 阀门手册

  隔膜阀的种类很多,而且有多种分类方法,本文主要按结构形式对隔膜阀进行分类介绍。

1、堰式(屋脊式)隔膜阀

  阀体流道中以屋脊形结构与隔膜构成密封副的隔膜阀称为堰式(屋脊式)隔膜阀。

  堰式隔膜阀(图1)的导流堰作为阀体的一部分,相当于阀座,隔膜压在上面以截断介质流动。这种类型的隔膜阀一般尺寸较大。凸起的导流堰减小了隔膜阀从完全开启至完全关闭的行程,从而减小了隔膜的应力和应变。关闭时,带有隔膜的阀瓣下移,使其与阀体的堰(脊背)密封,达到切断流体的要求。

屋脊式隔膜阀

图1 屋脊式隔膜阀

1—阀体;2—隔膜;3—阀瓣;4—阀盖; 5—阀杆螺母;6—阀杆;7—手轮

  行程短,流阻系数较大(相对直通式),对隔膜挠性要求较低,无淤积介质的死角,是隔膜阀中应用最广泛的一种,分无衬里及衬塑、衬胶、衬搪瓷等,具有一定的节流特性,耐蚀性和抗颗粒介质好,密封可靠。

  堰式(屋脊式)隔膜阀在关闭与全启位置间的行程设计较短。这样隔膜的挠性应力较小,因而隔膜的寿命较长。因行程短故可允许使用PTFE这种材料制成的隔膜,对于较长的行程来说,PT-FE的挠性是不够的。不过在使用PTFE时,隔膜的背后必须衬以橡胶,以保证在紧密关闭时所必需的弹性。

  标准的堰式隔膜阀也可使用在真空中。不过使用在高真空时,隔膜必须特殊增强。

秒速飞艇官网   由于隔膜面积大于流体通道的截面积,流体会对拱起的隔膜产生一个相对大的压力,这就使隔膜阀的关闭力矩很大,因而就限制了隔膜阀尺寸系列的发展。例如图1中所示,典型的堰式隔膜阀的尺寸最大为DN350(14in)。如图2中所示的较大尺寸的堰式隔膜阀装有双隔膜,最大尺寸为DN500(20in)。

适用于大口径的双阀盖堰式隔膜阀

图2 适用于大口径的双阀盖堰式隔膜阀

1,9—阀杆;2,8—阀盖;3,7—阀瓣;4,6—隔膜;5—阀体

秒速飞艇官网   常规类型的堰式隔膜阀同样可以用在自动排放的水平管路中。可以将阀杆从水平位置抬升15°~20°,使水平管路有一些落差,这样可以实现管路的自动排放。

  图3中所示的阀门为英国桑德斯的屋脊式隔膜阀,阀杆被护罩保护在内部,这种结构能够保护阀杆外螺纹免受灰尘及外部腐蚀的作用。当阀杆螺纹在黄色的开度指示器内移动时,手轮带动覆盖阀杆螺纹的护罩运动。反过来,黄色的开度指示器通过润滑油腔来润滑阀杆螺纹以延长其使用寿命。

  如果隔膜破裂的话,需要在阀杆上装上O形密封圈紧贴着阀盖,这样能够防止流体溢出。

带有润滑功能及升降指示器的屋脊式隔膜阀

图3 带有润滑功能及升降指示器的屋脊式隔膜阀

2、直流式隔膜阀

  直流式隔膜阀(图4)具有截止阀和屋脊式隔膜阀的特点,阀座密封采用包覆非金属材料的金属阀瓣,具有较高的承载能力和密封性。另有隔膜作为中法兰密封和阀杆填料密封,又作为隔离阀体和阀盖的屏障,密封可靠,阀体流道呈线形,流通能力好,流阻系数小,阀体内腔可衬塑、衬胶。

直流式隔膜阀

图4 直流式隔膜阀

1—阀体;2—阀瓣;3—隔膜;4—阀盖; 5—阀杆;6—阀杆螺母;7—手轮

3、直通式隔膜阀

  直通式隔膜阀(图5)其流体的通道近似直线,流阻小,行程较长(相对于堰式)。对隔膜挠性要求较高,切断性能和流通性能均佳,耐腐蚀,能包容颗粒状介质,内腔分无衬里及有衬塑、衬胶、衬搪瓷等。

直通式隔膜阀

图5 直通式隔膜阀

秒速飞艇官网 1—阀体;2—隔膜;3—阀瓣; 4—阀盖;5—阀杆;6—手轮

  当直通式阀门开启时,它的隔膜升高,使任意方向都畅流;当阀门关闭时,隔膜密封紧密,可以保证管线中有沙砾或纤维时也能绝对闭合。

秒速飞艇官网   与堰式隔膜阀相比,直通式隔膜阀需要隔膜具有更多的弹性。因此,这种结构使隔膜选择弹性材料的范围受到了限制。

秒速飞艇官网   由于直通式隔膜阀隔膜是高弹性材料且面积比较大,因此高真空工况下隔膜容易膨胀并且进入流道。隔膜的膨胀程度与制造有关,膨胀会引起阀门流道面积减小或隔膜塌陷。为避免后者情况出现,阀盖必须向上移动来平衡隔膜上的压力。当在高真空中使用该种阀门时,需向生产制造商咨询。

  直通式隔膜阀同样有全通径与缩径流道之分。对于缩径流道的阀门,需要安装小一个规格的阀盖组件。例如,公称尺寸为DN50(NPS2)的缩径流道阀门应该安装公称尺寸为DN40(NPS1½)的阀盖。其阀盖结构与堰式隔膜阀相似。典型的直通式隔膜阀的尺寸系列已经达到公称尺寸DN350(NPS14)。

  全流道式阀门多用于饮料工业。它可以使用蒸汽或烧碱用球刷清洗(图6),而无须打开或从管线上拆除阀门。

全流道式隔膜阀

图6 全流道式隔膜阀(球刷清洁器通过情形)

4、截止式隔膜阀

  截止式隔膜阀(图7)的阀体通道及密封面结构形式与截止阀相似,阀瓣采用金属包覆非金属材料的隔膜作为隔离阀体和阀盖的屏障。旋转手轮使阀杆升降,通过阀瓣将隔膜压在阀体密封面上达到密闭贴合,而使阀门启闭。

截止式隔膜阀

图7 截止式隔膜阀

1—阀体;2—隔膜;3—阀瓣;4—阀盖; 5—阀杆;6—阀杆螺母;7—手轮

  截止式隔膜阀的密封性好,但流动阻力较屋脊式隔膜阀大,具有较高的承载能力和密封性及节流特性,可用于低真空(小于或等于101325Pa)。

5、角式隔膜阀

  角式隔膜阀(图8)的入口和出口成90°角,阀瓣下有隔膜作为隔离阀体和阀盖的屏障,切断性能和流通能力均佳,密封可靠,流通能力好,流阻小,无淤积介质的死角。

角式隔膜阀

图8 角式隔膜阀

1—阀体;2—隔膜;3—阀瓣;4—阀盖; 5—阀杆螺母;6—阀杆;7—手轮