一，阀门的定义
阀门是流体管路的控制装置,其基本功能是接通或切断管路介质的流通、改变介质的流通、改变介质的流动方向、调节介质的压力和流量、保护管路和设备的正常运行。本文重点介绍几种给水管路的常用阀门选型及注意事项。
对于给水管路,经常使用的阀门有闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀等,而每一种阀门根据其结构形式又可分为更多的类别。
针对众多的阀门品种,要选择管路系统最适合安装的阀门产品,首先应了解阀门的特性、使用的部位、流通的介质情况;其次,应根据工作环境,选用价格合理、质量可靠的阀门;最后就是选择阀门应注意的事项。
二、阀门的特性
阀门的特性可分为两种:使用特性和结构特性。
阀门的使用特性确定了阀门的主要使用性能和使用范围。属于阀门使用特性的有:
①产品类型.闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等;
②阀门主要零件:阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面的材料等;
③阀门传动方式。
三、阀门结构特性
阀门的结构特性确定了阀门的安装、维修、保养等方法的特性。属于结构特性的有:
①阀门的结构长度和总体高度;
②与管道的连接形式:法兰连接、焊接连接、内螺纹连接、外螺纹连接等;
③密封面的形式:镶圈、螺纹圈、堆焊、喷焊等;
④阀杆结构形式:旋转杆、升降杆等。
四、阀门的选型
阀门是一种“养兵千日,用于一时”的控制装置。平时要求阀门开启要到位,减少管段的水损失;一旦需要,阀门应能迅速的关闭、可靠的断流。
给水系统中的阀门选型的原则是:选择优质、可靠、适用性强的阀门;对于长期以来不能满足要求的类型,应考虑采用新型的、更为先进的阀门。
接下来,就以几种常用阀门在给水系统中的应用为例进行阐述。
1、截止阀选型说明
截止阀是管网中用量最大的一种阀门,用于DN≤50mm供水管网中。长期以来,管网系统使用的截止阀存在着“外漏、关不严、寿命不长”的普遍现象。对此,截止阀选型时应从以下几个技术方面进行衡量,进而予以确定:
①过水断面的最小尺寸;
②阀腔通流型式。根据需要,选用直通式或角式截止阀;
③阀杆的尺寸、阀体壁厚以及阀门各部分材质;
④上密封的形式。尽可能选用“O”型密封圈以及优质填料的截止阀。
⑤防腐性能。阀门内外不生锈、腐蚀,特别是接触水的部位清洁、卫生。
根据以上要求选定产品、控制截止阀质量与性能。
2、闸阀的选型说明
在100mm≤DN≤600mm给水管网中,经常使用的是传统硬密封闸阀(Z41T-1.0),该类闸阀存在“关不严、外漏、启闭不灵”等缺陷,维修特频繁。而时下市场上大量出现的一种软密封闸阀(亦称“弹性座封闸阀”)基本上能避免这些问题。
这种软密封闸阀有如下特点:底部无槽,因而不会引起关不严的故障;其阀板整体包覆橡胶,利用橡胶的弹性提高了阀门密封性能,可保证零泄漏;上密封结构更合理,制造精度高,采用多道“O”型橡胶圈密封,从根本上解决了传统闸阀上压盖易外泄的现象,对水质也有根本的保证。
由上表可以看出,弹性座封闸阀的价格比同规格的明杆闸阀价格要高出2～3倍。但是从我们对上海沃托阀门有限公司生产的弹性座封闸阀使用情况来看,无论是从阀门的运行维护费用,还是从使用可靠性等方面考虑,使用软密封闸阀还是合理的,特别是在DN≤500mm的给水管网中使用具有明显的优势。
3、蝶阀的选型说明
蝶阀在管网的使用中存在 “关闭不严、工作不可靠、维修频繁”等现象;且其使用寿命短,有的使用3～5年就需整体更换。但蝶阀比同规格的闸阀便宜。
当前蝶阀选型中关注的几个问题:
①中线蝶阀说明：
中线蝶阀在我国小口径蝶阀中使用量很大,效果也比较好。
②立式与卧式蝶阀的比较：
在中、大型蝶阀中,阀轴存在立式与卧式的区别,通常立式蝶阀的覆土较深,水中杂物容易缠绕轴端,影响启闭;卧式蝶阀的变速传动箱在侧旁,阀井在道路上占的平面位置较宽,影响安排其它管线。
因此在中型中径蝶阀用立式为多,大口径蝶阀在平面位置许可的条件下力求卧式。
③偏心蝶阀说明：
中线蝶阀的启闭力矩偏大,且使用寿命短。为了减轻这方面的缺点,选用偏心蝶阀。
偏心蝶阀在承载水压上是有方向性的,且反向承压能力较弱,因此选型订货时应强调此项要求。
④软密封与金属密封说明
软密封：给水管网使用的蝶阀多数是软密封蝶阀,这种密封方式在使用中出现了以下问题:
A.橡胶质量不佳,容易老化、长期受压变形、挤压开裂;
B.蝶阀在安装施工过程中胶圈受损,影响了密封性;
C.软密封蝶阀难以保证蝶板在阀体腔中的同心度,往往以过度挤压的方式解决密封问题，因而阀门的使用寿命较短。
金属密封：
A.金属密封蝶阀由于密封件的弹性较小;
B.金属密封蝶阀运行中密封面不易损伤,但它的制造精度要求较高,一旦渗漏难以修复,且价格较高。
综上所述,蝶阀在选型时,应考虑:
A.蝶阀密封面橡胶圈材质、固定方式;
B.重要零部件的尺寸、精度、材质;
C.蝶阀的操作环境;
D.价格因素。
其中,应对密封面材质、固定方式予以特别重视。
4、止回阀的选型说明
止回阀在给水系统中起着使介质单向流动的作用。其选型时,首先要考虑的是阀体的通流面积、密封面形式以及阀体材料;其次,要考虑是止回阀的结构形式,在这一方面,大家的选型工作容易出现问题。在此,特意说明。
①旋启式止回阀在水平和垂直管道上均可应用。
②升降式止回阀只能用于水平管道上。
五、阀门选型原则：
接下来,通过对比,介绍给水系统常见阀门的选型。
1、闸阀与蝶阀区别
蝶阀的主要缺点是蝶板占据一定的过水断面,增大一定的水头损失;闸阀虽无此问题,但大口径立式闸阀的高度影响管道的覆土深度,大口径卧式闸阀的长度,增大管线占据横向面积,影响其它管线的安排。
在给水管网中为了降低管道覆土深度,一般口径较大管道选配蝶阀;对覆土深度影响不大的,力求选配闸阀。
从使用情况而言,蝶阀出现的故障比闸阀高。因此在条件许可的情况下,给水管网当中,尽可能的选用闸阀。
2、球阀、旋塞阀与蝶阀区别：
球阀具有结构简单、流阻小、密封可靠、动作灵活,维修及操作方便等优点。旋塞阀亦具有类似优点,唯过水面积不是正圆形。球阀及旋塞阀均比蝶阀重,铸造及加工难度大,价格较贵,一般适用于中小口径管道上。近些年由于铸造技术的改进,从而降低了球阀的生产成本。因此,球阀用于大口径管道上的可行性值得探索。
3、给水的阀门选型：
截止阀：
城市建设中的室内供水工程上,公称通径较小的管路,可选用截止阀,如公称通径小于50mm的管路上。
铜制阀门：
由于铜合金的力学性能好,具有不易生锈、耐蚀性强的优点,因此铜制阀门已渐渐取代了铁制阀门。
三角阀：
三角阀表面基本都采用电镀,它的作用不仅是控制管道介质的流量,也能起到装饰作用。三角阀一般连接管道和进水软管用于水嘴、坐便器供水用;也有连接管道和进水软管用于热水器供水的。
闸阀：闸阀基本用于管道和水表的连接。
球阀:
① 球阀用于管道和热水器的连接;
② 由于球阀启闭比闸阀方便,目前管道和水表的连接也大部分采用球阀。
六、阀门选型说明摘要
管道的最终控制是阀门来实现的,因此阀门的选型情况如何,直接关系到项目的投资和对管线介质的有效控制。辩证的处理上述两者的关系,从中找到平衡点,那将是本文论述的最终目的。
为了保证阀门能有效的实现这些功能，必须满足许多条件。例如选择合适的阀门类型、结构、材料等。
以上三个原则中满足使用功能要求是主要的，也就是说工艺性和经济性要服从使用功能的要求，在保证使用功能的前题下力求有良好的工艺性和经济性。因此，阀门选型要根据具体情况综合考虑，解决主要矛盾。