蝶閥 球閥及市場分析

2022-05-09 03:39:03 字數 5611 閱讀 6131

一、蝶閥市場分析

(一)蝶閥簡介

1、蝶閥定義

蝶閥是一種結構簡單的調節閥,同時也可用於低壓管道的開關控制。蝶閥(butterfly valve)是指關閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤,圍繞閥軸旋轉來達到開啟與關閉的一種閥,在管道上主要起切斷和節流用。蝶閥啟閉件是乙個圓盤形的蝶板,在閥體內繞其自身的軸線旋轉,從而達到啟閉或調節的目的。

蝶閥全開到全關通常是小於90°,蝶閥和蝶杆本身沒有自鎖能力,為了蝶板的定位,要在閥杆上加裝蝸輪減速器。採用蝸輪減速器,不僅可以使蝶板具有自鎖能力,使蝶板停止在任意位置上,還能改善閥門的操作效能。蝶閥的最大口徑已達10公尺。

大口徑蝶閥一般帶有緩閉阻尼裝置,以防止產生水擊。蝶閥的密封材料通常用橡膠,用於低溫、高溫或調節工況的蝶閥,也使用金屬密封材料。蝶閥在高壓差、高溫工況實現密封還有較大的困難,所以它在這方面的應用還受到一定限制。

蝶閥的蝶板具有多種結構。中心對稱板的流體阻力較小,但密封面易擦傷和洩漏,故多用於流量調節;斜置板的密封性較好,但加工較困難;偏置板的密封性也較好,加工、維修都較方便,但流體阻力較大。(見下圖)

2、分類

(1)按結構形式分類

中心密封蝶閥、單偏心密封蝶閥、雙偏心密封蝶閥、三偏心密封蝶閥。

(2) 按密封面材質分類

軟密封蝶閥、金屬硬密封蝶閥

(3)按密封形式分類

①強制密封蝶閥a、彈性密封蝶閥 b、外加轉矩密封蝶閥

②充壓密封蝶閥

③自動密封蝶閥

(4)按工作壓力分類

真空蝶閥、低壓蝶閥、中壓蝶閥、高壓蝶閥、超高壓蝶閥

(5)按工作溫度分類

高溫蝶閥、中溫蝶閥、常溫蝶閥、低溫蝶閥、超低溫蝶閥。

(6)按連線方式分類

對夾式蝶閥、法蘭式蝶閥、支耳式蝶閥、焊接式蝶閥。

3、工作原理

蝶閥是用圓形蝶板作啟閉件並隨閥杆轉動來開啟、關閉和調節流體通道的一種閥門。蝶閥的蝶板安裝於管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內,圓盤形蝶板繞著軸線旋轉,旋轉角度為0°~90°之間,旋轉到90°時,閥門則程全開狀態。

採用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長,但很難做到完全密封。金屬密封能適應較高的工作溫度,彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。 如果要求蝶閥作為流量控制使用,主要的是正確選擇閥門的尺寸和型別。

蝶閥的結構原理尤其適合製作大口徑閥門。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業上得到廣泛應用,而且還應用於熱電站的冷卻水系統。常用的蝶閥有對夾式蝶閥、法蘭式蝶閥、對焊式蝶閥三種。

對夾式蝶閥是用雙頭螺栓將閥門連線在兩管道法蘭之間;法蘭式蝶閥是閥門上帶有法蘭,用螺栓將閥門上兩端法蘭連線在管道法蘭上;對焊式蝶閥的兩端面與管道焊接連線。

4、 結構特點

(1)蝶閥具有結構簡單、體積小、重量輕、材料耗用省,安裝尺寸小,開關迅速、90°往復迴轉,驅動力矩小等特點,用於截斷、接通、調節管路中的介質,具有良好的流體控制特性和關閉密封效能。

(2)蝶閥可以運送泥漿,在管道口積存液體最少。 低壓下,可以實現良好的密封。 調節效能好。

(3)蝶板的流線形設計,使流體阻力損失小,可謂是一種節能型產品。

(4)閥桿為通杆結構,經過調質處理,有良好的綜合力學效能和抗腐蝕性,抗擦傷性。蝶閥啟閉時閥杆只作旋轉運動而不作公升降執行,閥桿的填料不易破壞,密封可靠。與蝶板錐銷固定,外伸端為防衝出型設計,以免在閥杆與蝶板連線處意外斷裂時閥杆崩出。

(5)連線方式有法蘭連線、對夾連線、對焊連線及凸耳對夾連線。驅動形式有手動、蝸輪傳動、電動、 氣動、液動、電液聯動等執行機構,可實現遠距離控制和自動化操作。

5、蝶閥優缺點

優點:(1)啟閉方便迅速、省力、流體阻力小,可以經常操作。

(2)結構簡單、體積小、重量輕。

(3)可以運送泥漿,在管道口積存液體最少。

(4)低壓下,可以實現良好的密封。

(5)調節效能好。

缺點:(1)使用壓力和工作溫度範圍小。

(2)密封性較差。

6、蝶閥執行標準

《風量調節閥》jb/t7228-94

製造標準:gb/t 122387-89

法蘭標準:jb79-59

檢驗標準:jb/t9092-99

(二)蝶閥發展過程

30年代,美國發明了蝶閥,50年代傳入日本,到60年代才在日本普遍採用,而在我國推廣則是70年代後的事了。目前世界上一般在dn300公釐以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比有開閉時間短,操作為矩小,安裝空間小和重量輕的優點。

以dn1000為例,蝶閥約2t,而閘閥約3.5t,且蝶閥易與各種驅動裝置組合,有良好的耐久性和可靠性。橡膠密封蝶閥缺點是作節流使用時,由於使用不當會產生氣蝕,使橡膠座剝落、損傷等情況發生。

為此,現在國際上又開發金屬密封蝶閥,氣蝕區減小,近幾年我國也開發了金屬密封蝶閥,在日本近年來還開發耐氣蝕、低振動、低雜訊的梳齒形蝶閥。

一般密封座的壽命在正常情況下,橡膠15年-20年,金屬的80年-90年。但如何正確選用則要根據工況要求。 蝶閥的開度與流量之間的關係,基本上呈線性比例變化。

如果用於控制流量,其流量特性與配管的流阻也有密切關係,如兩條管道安裝閥門口徑、形式等全相同,而管道損失係數不同,閥門的流量差別也會很大。如果閥門處於節流幅度較大狀態,閥板的背面容易發生氣蝕,有損壞閥門的可能,一般均在15°外使用。蝶閥處於中開度時,閥體與蝶板前端形成的開口形狀以閥軸為中心,兩側形成完成不同的狀態,一側的蝶板前端順流水方向而動,另一側逆流水方向而動,因此,一側閥體與閥板形成似噴嘴形開口,另一側類似節流孔形開口,噴嘴側比節流側流速快的多,而節流側閥門下面會產生負壓,往往會出現橡膠密封件脫落。

(三)蝶閥在使用過程遇到的問題

蝶閥作為一種用來實現管路系統通斷及流量控制的部件,已在石油、化工、

冶金、水電等許多領域中得到極為廣泛地應用。在已公知的蝶閥技術中,其密封形式多採用密封結構,密封材料為橡膠、聚四氟乙烯等。由於結構特徵的限制,不適應耐高溫、高壓及耐腐蝕、抗磨損等行業。

現有一種比較先進的蝶閥是三偏心金屬硬密封蝶閥,閥體和閥座為連體構件,閥座密封表面層堆焊耐溫、耐蝕合金材料。多層軟疊式密封圈固定在閥板上,這種蝶閥與傳統蝶閥相比具有耐高溫,操作輕便,啟閉無磨擦,關閉時隨著傳動機構的力矩增大來補償密封,提高了蝶閥的密封效能及延長使用壽命的優點。但是,這種蝶閥在使用過程中仍然存在以下問題:

1、由於多層軟硬疊式密封圈固定在閥板上,當閥板常開狀態時介質對其密封面形成正面沖刷,金屬片夾層中的軟密封帶受沖刷後,直接影響密封效能。

2、受結構條件的限制該結構不適應做通徑dn200以下閥門,原因是閥板整體結構太厚,流阻大。

3、因三偏心結構的原理,閥板的密封面與閥座之間的密封是靠傳動裝置的力矩使閥板壓向閥座。正流狀態時,介質壓力越高密封擠壓越緊。當流道介質逆流時隨著介質壓力的增大閥板與閥座之間的單位正壓力小於介質壓強時,密封開始洩漏。

(四)蝶閥市場前景

蝶閥閥門是使配管和裝置內的介質(液體、氣體、粉末)流動或停止、並能控制其流量的裝置。是石油、化工、電站、長輸管線、造船、核工業、各種低溫工程、宇航以及海洋採油等國民經濟各部門不可缺少的流體控制裝置。具體來講,國內城市建設多用蝶閥、然密封閘閥和平衡閥等。

城市供熱系統中,金屬密封蝶閥佔據著不可替代的位置。在城市環保系統中,首當其衝的需要的就是蝶閥和軟密封閘閥。經過多年的發展,閥門作為乙個流體輸送的元件,近年來,隨著國民經濟增長閥門行業的發展非常迅速。

到2023年,中國的蝶閥市場將比美國的市場大10%,比日本的市場大四倍。採購商們將購買價值24億美元的閥門(其中以蝶閥、球閥、閘閥等)。到2023年,採購商前十名排行榜中的三家,以及前二十名排行榜中的六家都將在亞洲產生。

未來我國蝶閥行業市場前景非常廣闊。這主要得利於:

1、國家政策的支援。隨著國家加快振興裝備製造業政策逐步推進,通用基礎製造業發展將進一步得到重點支援。

2、蝶閥產品市場的強勁需求,國有經濟持續穩定發展,固定資產投資逐步擴大。尤其是幾項世紀工程「西氣東輸」、「西電東送」、「南水北調」等專案的開工需要大量的閥門產品配套;另外,我國正面臨著工業化時代的到來,石化行業、電力部門、冶金部門、化工行業和城市建設等使用閥門大戶將增強對蝶閥產品的需求。

二、球閥市場分析

(一)球閥簡介

1、球閥定義

啟閉件(球體)由閥杆帶動,並繞閥杆的軸線作旋轉運動的閥門。主要用於截斷或接通管路中的介質,亦可用於流體的調節與控制,其中硬密封v型球閥其v型球芯與堆焊硬質合金的金屬閥座之間具有很強的剪下力,特別適用於含纖維、微小固體顆料等介質。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質的合流、分流、及流向的切換,同時也可關閉任一通道而使另外兩個通道相連。

本類閥門在管道中一般應當水平安裝。

2、工作原理

球閥它具有旋轉90度的動作,旋塞體為球體,有圓形通孔或通道通過其軸線。球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動方向,它只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。球閥最適宜做開關、切斷閥使用,但近來的發展已將球閥設計成使它具有節流和控制流量之用,如v型球閥。

3、主要特點

球閥的主要特點是本身結構緊湊,密封可靠,結構簡單,維修方便,密封面與球面常在閉合狀態,不易被介質沖蝕,易於操作和維修,適用於水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質,而且還適用於工作條件惡劣的介質,如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等,在各行業得到廣泛的應用。球閥閥體可以是整體的,也可以是組合式的。

球閥不僅結構簡單、密封效能好,而且在一定的公稱通徑範圍內體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小,並且驅動力矩小,操作簡便、易實現快速啟閉,是近十幾年來發展最快的閥門品種之一。球閥是由旋塞閥演變而來的,它的啟閉件作為乙個球體,利用球體繞閥杆的軸線旋轉90°實現開啟和關閉的目的。球閥在管道上主要用於切斷、分配和改變介質流動方向,設計成v形開口的球閥還具有良好的流量調節功能。

特別是在美、日、德、法、意、西、英等工業發達國家,球閥的使用非常廣泛,使用品種和數量仍在繼續擴大,並向高溫、高壓、大口徑、高密封性、長壽命、優良的調節效能以及一閥多功能方向發展,其可靠性及其他效能指標均達到較高水平,並已部分取代閘閥、截止閥、節流閥。隨著球閥的技術進步,在可以預見的短時間內,特別是在石油天然氣管線上、煉油裂解裝置上以及核工業上將有更廣泛的應用。此外,在其他工業中的大中型口徑、中低壓力領域,球閥也將會成為主導的閥門型別之一。

優點:(1)流體阻力小,全通徑的球閥基本沒有流阻。

(2)結構簡單、體積小、重量輕。

(3)緊密可靠。它有兩個密封面,而且目前球閥的密封面材料廣泛使用各種塑料,密封性好,能實現完全密封。在真空系統中也已廣泛使用。

(4)操作方便,開閉迅速,從全開到全關只要旋轉90°,便於遠距離的控制。

(5)維修方便,球閥結構簡單,密封圈一般都是活動的,拆卸更換都比較方便。

(6)在全開或全閉時,球體和閥座的密封面與介質隔離,介質通過時,不會引起閥門密封面的侵蝕。

(7)適用範圍廣,通徑從小到幾公釐,大到幾公尺,從高真空至高壓力都可應用。

(8)由於球閥在啟閉過程中有擦拭性,所以可用於帶懸浮固體顆粒的介質中。

缺點:(1)加工精度高,造價昂貴,(2)高溫中不宜使用,(3)如管道內有雜質,容易被雜質堵塞,導致閥門無法開啟。

4、球閥分類

(1)浮動球球閥

球閥的球體是浮動的,在介質壓力作用下,球體能產生一定的位移並緊壓在出口端的密封面上,保證出口端密封。

浮動球球閥的結構簡單,密封性好,但球體承受工作介質的載荷全部傳給了出口密封圈,因此要考慮密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷,在受到較高壓力衝擊時,球體可能會發生偏移。這種結構,一般用於中低壓球閥。

浮動球球閥

(2)固定球球閥

球閥的球體是固定的,受壓後不產生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座,受介質壓力後,閥座產生移動,使密封圈緊壓在球體上,以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承,操作扭距小,適用於高壓和大口徑的閥門。

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