导读
在流体管路系统中,调节阀是控制器件,其投资约占管线安装工程成本的30%~50%。管件的主要功能为启闭、节流、调节流量、隔离设备和管路系统、防止介质倒流、调节和排尿压力等。管件只是管道中最复杂的器件,它通常由多个零部件组装而成,技术浓度高。随着石油焦化工业的快速发展,石油焦化生产装置中的介质大多具备毒性大、可燃、易爆和磨蚀性强的特性,运行载荷较复杂严苛,操作气温和压力较高,完工周期长,球阀即便出现故障,轻者造成介质泄露,既污染环境又导致经济损失,重者造成装置停建停产,并且导致恶性车祸。因此,在管线设计中,科学合理地选择球阀既能减少装置的建设成本,又保证生产安全运行。文章主要介绍了各种常用球阀如阀门、截止阀、节流阀、旋塞阀、球阀、隔膜调节阀等的选型方式。
1、阀门选型的要领
1
明晰球阀在设备或装置中的用途
确定球阀的工作条件:适用介质的性质、工作压力、工作气温和操纵控制方法等。
2
正确选择球阀的类别
球阀型式的正确选择是以设计者对整个生产工艺步骤、操作载荷的充分把握为先决条件的,在选择球阀类别时,设计人员应首先把握每种球阀的结构特征和功耗。
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确定球阀的端部连结
在螺纹联接、法兰连结、焊接端部连结中,前两种最常用。螺纹联接的球阀主要是公称管径在50mm以下的球阀,假如管径规格过大,连结部的安装和密封非常困难。法兰连结的球阀,其安装和拆装都比较便捷,而且较螺纹联接的阀体单薄,售价较高,故它适用于各类管径和压力的管线连结。冲压连结适用于较荷刻的条件下,比法兰连结更为靠谱。虽然冲压连结的球阀拆装和再次安装都比较困难,因此它的使用仅限于一般能常年靠谱地运行,或使用条件荷刻、温度较高的场合。
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球阀材质的选择
选择球阀的外壳、内件和密封面的材质,不仅考虑工作介质的地理功耗(盐度、压力)和物理功耗(磨蚀性)外,还应把握介质的清洁程度(有无固体颗粒),除此此外,需要参照国家和使用部委的有关规定。正确合理的选择球阀的材质可以荣获球阀最经济的使用寿命和最佳的使用功耗。阀门材料采用次序为:不锈钢-不锈钢-铸铁,密封圈材料采用次序为:橡胶-铜-合金刚-F4。
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其它
除此此外,还应确定流经球阀流体的流量及压力等级等,运用现有的资料(如闸阀产品目录、阀门产品样本等)选择适当的阀体。
2、常用管件介绍
球阀种类多、品种复杂,主要有阀门、截止阀、节流阀、蝶阀、旋塞阀、球阀、电动阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀和紧急截断阀等,其中常用的有阀门、截止阀、节流阀、旋塞阀、蝶阀、球阀、止回阀、隔膜阀。
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阀门
阀门是指启闭体(阀板)由凸台推动,沿壳体密封面作升降运动的球阀,可拨通或切断流体的通道。阀门较截至阀密封功耗好,流体阻力小,启闭省力,具备一定的调节功耗,是最常用的切断球阀之一。劣势是规格大、结构较截至阀复杂,密封面易锈蚀,不易修理,通常不宜作节流用。按阀门轴套上螺纹位置分为明杆式和暗杆式两类。按阀座的结构特征又可分为楔式和垂直式两类。
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截至阀
截至阀是向上闭合式闸阀,启闭件(阀瓣)由凸台推动沿汽缸(密封面)轴线作升降运动的球阀。与阀门相比,其调节功耗好,密封功耗差,结构简略,制造修理便于,流体阻力较大,价钱实惠,是一种常用的切断阀,通常适于中、小口径的管线。
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阀门
阀门的启闭件是带矩形通孔的立方体,立方体随衬套摇动以实现启闭的球阀。阀门的结构简略,继电器快速,操作便捷,容积小,净重轻,零部件少,流体阻力小,密封性好,修理便于。
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节流阀
节流阀除阀瓣以外与截至阀结构基本相似,其阀瓣是节流部件,不同形状具备不同的特征,喷嘴的管径不宜过大,因其开启高度较小介质流速减小,进而加快对阀瓣的泥岩。节流阀外观规格小、重量轻、调节功耗好,但调节精度不高。
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旋塞阀
旋塞阀是以带通孔的塞体作为启闭件,塞体随衬套摇动,以实现启闭的球阀。旋塞阀结构简略、开关快速、操作便捷、流体阻力小,部件少、重量轻。旋塞阀有直通式、三通式和四通式。直通式旋塞阀适于切断介质,三通式和四通式旋塞阀适于改变介质方向或进行介质分流。
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阀门
阀门是蝶板在壳体内绕固定轴旋转90°即可完成启闭作用。阀门容积小、重量轻、结构简略,只由少数几个零件组成。
并且只需旋转90°;即可迅速启闭,操作简略。阀门处于完全开启位置时,蝶板长度是介质流经阀门时惟一的阻力,然而通过该球阀所形成的压力降很小,故具备较差的流量控制特征。阀门分弹性软密封和金属硬密封两种密封型式。弹性密封球阀,密封圈可以镶嵌在壳体上或附在蝶板周边,密封功耗好,既可适于节流,又可适于中等真空管路和磨蚀性介质。辅以金属密封的阀体通常较弹性密封的阀体寿命长,但很难做到完全密封,一般适于流量和压降变化大、要求节流功耗好的场合。金属密封能适应于较高的工作体温,弹性密封则具备受气温限制的缺陷。
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阀门
阀门是能手动阻挡流体倒流的球阀,阀门的阀瓣在流体压力作用下开启,流体从进口侧流向出口侧。当进口侧压力高于出口侧时,阀瓣在流体压差、本身重力等诱因作用下,手动关掉,以避免流体倒流。按结构方式分升降式阀门和旋启式阀门。升降式较旋启式密封性好,流体阻力大。对于泵吸入管的吸入口处,宜采用底阀,其作用是:开泵前灌注水使泵的入口管富有水;停泵后保持入口管和泵体富有水,以备再度启动。底阀通常只安装在泵进口的平行管线上,使得介质自下而上流动。
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隔膜阀
隔膜阀的启闭件是一块橡胶隔膜,夹于阀门与阀盖之间。
隔膜后边突出部份固定在轴套上,阀门内衬有橡胶,因为介质不踏入阀盖型腔,所以衬套无需滤料箱。隔膜阀结构简略、密封功耗好,以便修理,流体阻力小。隔膜阀分为堰式、直通式、直角式和直流式。
3、常用球阀选型说明
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阀门的选型说明
通常状况下,应首选阀门。阀门除适用于蒸气、油品等介质外,还适用于富含粒状固体及硬度较大的介质,并适用于放空和低真空系统的球阀。对带有固体颗粒的介质,阀门阀门上应带有一个或两个吹扫孔。对高温介质,应采用高温专用阀门。
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截至阀选型说明
截至阀适用于对流体阻力要求不严的管道上,即对压力损失考虑不大,以及低温、高压介质的管道或装置,适用于DN<200mm的蒸气等介质管线上;大型球阀可采用截至阀,如针形阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等;截至阀有流量调节或压力调节,但对调节精度要求不高,但是管道外径又比较小时,宜采用截至阀或节流阀;对于剧毒介质,宜采用波纹管密封的截至阀;但截至阀不宜适于硬度较大的介质和富含颗粒易沉淀的介质,也不宜作放空阀及低真空系统的球阀。
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阀门选型说明
阀门适用于高温、高压、粘度大的介质。大多数阀门可适于带漂浮固体颗粒的介质中,根据密封的材料要求也可适于块状和颗粒状的介质;全通道阀门不适用于流量调节,但适用于要求迅速启闭的场合,以便实现车祸紧急截断;一般在密封功耗严苛、磨损、缩口通道、启闭动作快速、高压截至(压差大)、低噪声、有汽化现象、操作质心小、流体阻力小的管道中,推荐使用阀门。
阀门适用于重型结构、低压截至、腐蚀性介质中;阀门还是高温、深冷介质的最理想球阀,高温介质的管道系统和装置上,宜采用加上阀盖的高温阀门;采用浮动球止回阀时其壳体材料应承接立方体和工作介质的挠度,大口径的阀门在操作时还要较大的力,DN≥200mm的阀门应采用齿轮传动方式;固定球止回阀适用于较大口径及压力较高的场合;另外,适于工艺剧毒物料、可燃介质管线的阀门,应具备防火、防静电结构。
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节流阀选型说明
节流阀适用于介质气温较低、压力较高的场合,适用于还要调节流量和压力的部位,不适用于黏度大和富含固体颗粒的介质,不宜作隔间阀。
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旋塞阀选型说明
旋塞阀适用于要求迅速启闭的场合,通常不适用于蒸气及湿度较高的介质,适于气温较低、粘度大的介质,也适用于带漂浮颗粒的介质。
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阀门选型说明
阀门适用于口径较大(如DN﹥600mm)及结构厚度要求短,以及须要进行流量调节及启闭要求迅速的场合,通常适于气温≤80℃、压力≤1.0MPa的水、油品和压缩空气等介质;因为阀门相对于阀门、球阀压力损失比较大,故阀门适用于压力损失要求不严的管道系统中。
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阀门选型说明
阀门通常适用于清静介质,不宜适于富含固体颗粒和硬度较大的介质。当≤40mm时,宜选用升降阀门(仅容许安装在水平管线上);当DN=50~400mm时,宜选用旋启式升降阀门(在水平和平行管线上都可安装,如安装在平行管线上,介质流向要由下而上);当DN≥450mm时,宜选用缓冲型阀门;当DN=100~400mm也可采用对夹式阀门;旋启式阀门可以弄成很高的工作压力,PN可以达到42MPa,按照外壳及密封件的材质不同可适用于任何工作介质和任何工作气温范围。介质为水、蒸汽、气体、腐蚀性介质、油品、药品等。介质工作气温范围在-196~800℃之间。
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隔膜阀选型说明
隔膜阀适用于工作气温大于200℃、压力大于1.0MPa的油品、水、酸性介质和含漂浮物的介质,不适用于有机丙酮和强氧化剂介质;抛光颗粒性介质宜选堰式隔膜阀,采用堰式隔膜阀要参照它的流量特征表;黏度流体、水泥水以及沉淀性介质宜采用直通式隔膜阀;除特定要求,隔膜阀不宜适于真空管道和真空设备上。
4、各种球阀试压方式
通常状况下,工业球阀在使用时不做硬度实验,但修复之后阀门和阀盖或磨蚀外伤的阀门和阀盖应做硬度实验。对于安全阀,其整定压和回座压力及其他实验应符合其说明书和有关细则的规定。球阀安装之彰应作硬度和密封性实验。低压球阀抽检20%,如不合格应100%的检测;中、高压球阀应100%的检测。球阀试压常用的介质有水、油、空气、蒸汽、氮气等,各种工业球阀含气动球阀的试压方式如下:
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阀门的试压方式
气动阀门的硬度实验应在立方体半开状态下进行。
①浮动式联轴器密封性实验:将阀处于半开状态,一端引进实验介质,另一端封闭;将立方体摇动几次,球阀处于关掉状态时打开封闭端检测,同时检测滤料和螺母处密封功耗,不得有漏水现象。之后从另一端引进实验介质,重复上述实验。
②固定式联轴器密封性实验:在实验前将立方体空载摇动几次,固定式联轴器处于关掉状态,从一端引人实验介质至规定值;用压力表检测引进端密封功耗,使用压力表精度0.5~1级,阻值为实验压力的1.5倍。在规定时问内,没有利尿现象为合格;再从另一端引进实验介质,重复上述试验。之后,将球阀处于半开状态,两端封闭,螺孔富有介质,在实验压力下检测滤料和螺母处,不得有漏水。
③三通阀门应在各个位置上进行密封性实验。
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阀门的试压方式
阀门实验状态:升降式阀门阀瓣轴线处于与水平平行的位置;旋启式阀门通道轴线和阀瓣轴线处于与水平线近似垂直的位置。
硬度实验时,从进口端引进实验介质至规定值,另一端封闭,看阀门和阀盖无漏水为合格。
密封性实验从出口端引进实验介质,在进口端检测密封面处,滤料和螺母处无漏水为合格。
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减压阀的试压方式
①减压阀的硬度实验通常以单件实验后装配,亦可装配后实验。硬度实验持续时间:的小于3min。波纹管与组件铆接后,应用减压阀后最高压力的1.5倍、用空气进行硬度实验。
②密封性实验时按实际工作介质进行。用空气或水实验时,以公称压力的1.1倍进行实验;用蒸气实验时,以工作气温下容许的最高工作压力进行。进口压力与出口压力之差要求不大于0.2MPa。实验方式为:进口压力调定后,逐步调节该阀的调节螺丝,使出口压力在最大与最小值范围内能灵敏地、连续地变化,不得有停滞、卡阻现象。对蒸气减压阀,当进口压力调走后,关掉阀后切断阀,出口压力为最高和最低值,在2min内,其出口压力的升值应符合表4.176—22中规定,同时,阀后管线体积符合表4.18中规定为合格;对水、空气减压阀,当进口压力调定后,出口压力为零时,关掉减压阀进行密封性实验,在2min内无泄露为合格。
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阀门的试压方式
气动阀门的硬度实验与截至阀一样。阀门的密封功耗实验应从介质流人端引进实验介质,蝶板应开启,另一端封闭,注入压力至规定值;检测滤料和其他密封处无漏水后,关掉蝶板,打开另一端,检测蝶板密封处无漏水为合格。作为调节流量用的阀门可不做密封功耗实验。
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旋塞阀的试压方式
①旋塞阀进行硬度实验时,介质从一端引进,封闭其余通路,将瓶塞依次旋转到全开的各工作位置进行实验,阀门未发觉漏水为合格。
②密封性实验时,直通式旋塞应保持腔内与通路压力相等,将瓶塞旋转到关掉位置,从另一端进行检测,之后将瓶塞旋转180°重复上述实验;三通式或四通式旋塞阀应保持腔内与通路一端压力相等,将瓶塞依次旋转到关掉位置,压力从直角端引进,从其他端同时进行检测。
旋塞阀实验前容许在密封面上涂一层非碱性稀润滑油,在规定时间内未发觉漏水和扩大的水滴为合格。旋塞阀实验时间可短一些,通常按公称管径规定为l~3min。
燃气用的旋塞阀应以1.25倍工作压力进行空气密封性实验。
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隔膜阀的试压方式
隔膜阀硬度实验从任一端引进介质,开启阀瓣,另一端封闭,实验压力升至规定值后,看阀门和阀盖无漏水为合格。之后升压至密封性实验压力,关掉阀瓣,打开另一端进行检测,无漏水为合格。
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截至阀和节流阀的试压方式
截至阀和节流阀的硬度实验,一般将装配好的球阀置于试压架中,打开阀瓣,注入介质至规定值,检测阀门和阀盖是否头晕和渗水。也可单件进行硬度实验。密封性实验只做截至阀。实验时截至阀的销钉成平行状态,阀瓣开启,介质从阀瓣里面一端引进至规定值,检测滤料和螺母处;待合格后关掉阀瓣,打开另一端检测是否有漏水。假如球阀硬度和密封性实验都要做时,可先做硬度实验,之后升压至密封性实验规定值,检测滤料和螺母处;再关掉阀瓣,打开出口端检测密封面是否漏水。
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阀门的试压方式
阀门的硬度实验与截至阀一样。阀门的密封性实验有两种方式。
①闸板开启,使阀内压力升至规定值;之后关掉阀座,立刻取出阀门稳压减压阀,检测阀座右侧密封处有否漏水或则直接往阀盖上的管箍内注入实验介质至规定值,检测阀座右侧密封处。以上步骤称作后边试压。这些步骤不宜在公称管径以下的阀门做密封实验。
②另一种方式是将阀座开启,使球阀实验压力升至规定值;之后关阀座,打开一端管件,检测密封面是否漏水。再倒头,作以上重复实验至合格为止。
气动阀门滤料和螺母处密封性实验应在阀座密封性实验之前进行。
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安全阀的试压方式
①安全阀的硬度实验与其他球阀一样,是用水作实验的。实验阀门上部时,压力从进I=I端引进,密封面封闭;实验阀门下部和阀盖时,压力从出El端引进,其他端封闭。在规定时间内阀门和阀盖无漏水现象为合格。
②密封性实验和定压实验,通常使用介质是:蒸气用安全阀以饱和蒸气为实验介质;氨或其他氢气用阀以空气为实验介质;水和其他非磨蚀性液体用阀以水为实验介质。对于一些重要位置的安全阀常用乙炔为实验介质。
密封实验以公称压力值为实验压力进行实验,再者数不多于两次,在规定时间内无漏水为合格。验漏方式有两种:一是将安全阀各连结处密封,用奶油把薄纸封贴在出El法兰上,薄纸鼓足为漏,不鼓足为合格;二是用奶油把薄塑胶板或其他板封贴在出口法兰上部,灌水挡住阀瓣,检测水底不冒泡为合格。安全阀定压和回座压力实验次数不超过3次,符合规定为合格。安全阀的各项功耗实验见GB/–1989安全阀功耗实验方式》。
球阀选型小结
通过以上剖析可知,通常状况下,应首选阀门。
截至阀适用于对流体阻力要求不严的管道上,以及低温、高压介质的管道或装置,不宜适于硬度较大和富含颗粒的介质,也不宜作放空阀及低真空系统的球阀。
阀门适用于高温、高压、粘度大的介质,一般用在密封功耗严苛、磨损、缩口通道、启闭动作快速、压差大、低噪声、有汽化现象、操作质心小、流体阻力小的管道中。
节流阀适用于介质气温较低、压力较高的场合,不适用于黏度大和富含固体颗粒的介质,不宜作隔间阀。
旋塞阀适用于要求迅速启闭的场合,通常不适用于蒸气及湿度较高的介质,适于气温较低、粘度大的介质,也适用于带漂浮颗粒的介质。
阀门通常适于气温≤80℃、压力≤1.0MPa的水、油品和压缩空气等介质;因为阀门相对于阀门、球阀压力损失比较大,故阀门适用于压力损失要求不严的管道系统中。
阀门通常适用于清静介质,不宜适于富含固体颗粒和硬度较大的介质。
隔膜阀适用于工作气温大于200℃、压力大于1.0MPa的油品、水、酸性介质和含漂浮物的介质,不适用于有机丙酮和强氧化剂介质。
在石油、化工及其它行业的管线系统,球阀应用、操作速率和服务千变万化,要控制或避免孱弱的泄露,最重要、最关键的设备是阀体。合理的选择球阀才能增加装置的建设成本、保证生产安全运行。
固定阀门稳压减压阀,通过旋转球阀中的立方体来控制球阀的打开和关掉,立方体后边有一个通孔,可以旋转90°,通孔的半径等于或大于管线的半径,当立方体旋转90°时,管线进出口面都是球面,因而关掉球阀,切断流体,当阀门回转90°时,管线进出口面都是球孔面,流体通过球阀,阀门可旋转到不同的视角,因而可控制流体的大小;固定阀门常适于通常管道上,如输送水,油,蒸气等。
截至阀,又称截门阀,通过旋转衬套施加压力,可以完全密封掉喷嘴出口,因而阻挡流体流通;截至阀常用在天然气,液化气,硝酸等一些磨蚀性氢气,液体管道中。
阀门,如同一个闸门一样,通过旋转衬套,控制阀座做上下平行运动来控制流体,阀座两侧的密封圈能完全密封整个截面,阀门只好做全开和全关,不能作为调节流量的球阀使用;阀门主要用在供水,污泥,船用等管线上作为截流装置使用。
旋启式阀门,是靠流体的压力将阀盖打开,当球阀进出口管线内流体的压力均衡时,阀盖又能靠自身的重力关掉,阻挡流体通过,其主要作用是避免流体倒流,属于手动阀类;主要适于石油,焦化,药业等管道上。
阀门,又叫翻板阀,可以旋转90°,通过旋转衬套推动碟板摇动,改变碟板的视角才能控制流体的流量,可适于切断,拨通,调节管道中的流体;常适于自来水,供水等管道中,作为调节和截流装置。
调节阀,又叫控制阀,适于控制流体的大小,当球阀调节部位收到调节讯号,轮缘会依照讯号手动控制球阀的继电器程度,以便达到对流体流速及压力的调节;常适于供水,煤气,石化等管道中。
溢流阀和减压阀的作用
溢流阀是避免系统超速,保证安全。减压阀是在保证系统不缺相的前提下,增加系统压力.
可以说溢流阀是被动工作,而减压阀是主动工作.
1,减压阀保持出口处压力不变,而溢流阀保持进口处压力不变;
2,在不工作时,减压阀进出口互通,而溢流阀进出口不通;
3,非工作状态时,减压阀的阀口是敞开的,而溢流阀是常闭的
溢流阀和减压阀的差别
溢流阀是压力控制阀,主要是控制系统压力,还起换向的作用:
减压阀是一种使阀出口压力高于进口压力的压力调节阀。
1、减压阀主要是拿来减少油压系统某一分支管路的压力,使分支压力比主油路压力低且稳定,在调定压力的范围内,减压阀也像溢流阀这样是关掉的。并且随着系统压力的下降当达到减压阀调定的压力时,减压阀打开,部份油液会经过他返回油箱(此刻有一定压力的油回油箱,油箱的水温会上升),这一支路的液压是不会上升了。它起到对本大道的减压与稳压作用!溢流阀则不同,它装在泵的出口处会保证系统的整体压力稳定且不会超压。因此他有安全、调压、稳压等作用!
2、溢流阀通常并联在系统的山路中起调压、稳压与减压作用,而减压阀通常串联在某一支路上起减压与保压本大道的作用!
溢流阀是常闭的,也是当系统超压才动作;减压阀是常通的,通过窄小通道减压。
溢流阀的作用是:稳压、溢流、过载保护。减压阀是降低压力,,油压系统某一部份压里降低。用途不一样。因此不能替代。
溢流阀控制进油口压力,减压阀控制出油口压力
举个实例说明
给你个简略的解释,何谓溢流阀,你可以从溢流这个词去理解,就是假如油压泵输出其实流量过多都会从溢流阀溢出,进而使踏入系统的流量增大,从而使系统的浮力稳定,这个稳定的浮力就是通过溢流阀控制的;而减压阀又分为定差减压阀和定值减压阀,后者就是是踏入油压阀和流出液压阀的压力差是恒定值,假定你设定的值是10,踏入减压阀的压力是x这么减压阀的出口压力即为x-10;定值减压阀就是输出地压力恒定,举个实例假如定值减压阀的值设为20,只要踏入减压阀的压力小于20,这么减压阀的出口压力就恒为20.明白吗
先导式安全阀是一种独特结构的安全阀。主要适于石油天然气、化工、电力、冶金和城市煤气等领域,是受压设备、容器或管道上的最佳超压保护装置。先导式安全阀主要特点是变弹簧直接作用为导阀间接作用,增加了动作的灵敏度,但是主阀选用套筒活塞式,双重密封喷嘴结构,动作精度高、重复性好、回座快、不泄露、能带高背压排放、工作等命长、工作稳定牢靠,先导式安全阀还可在线调校,反复启跳排放后,依然能手动回座,关掉严密,操作维护便于。
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