调节阀的类型及应用场景详解

传统的调节阀类型有单座调节阀和双座调节阀。虽然双座调节阀的结构比较复杂，但比单座调节阀的流通能力大1.5倍。由于阀芯的平衡结构，大大降低了改变位置所需的作用力。因而减小了执行机构的功率和尺寸。

公称尺寸DN500mm、公称压力PN16MPa、工作温度t_p≤200℃用于蒸汽和凝结水远距离操纵的双座调节阀示于图8-1。这种调节阀用于大功率石墨慢化沸水反应堆装置的循环水排放管路上，安装在无人巡视的厂房内。但也可以用来调节核电站的上述参数不同的工艺过程。阀门的最大允许压差不应超过1.1MPa。按流通能力此类阀门有两种规格，即K_V=2500m³/h和K_V=4000m³/h，它们相互完全通用，只是两者阀芯的形状有所不同。

此阀的阀体为球形，阀体通流部分的这种形状能在调节阀最小重量下获得最大流通能力。调节阀的阀体、阀盖、阀芯用碳素钢制造。阀座焊接到阀体上，为了降低介质的冲刷和磨损，阀座和阀芯的密封表面堆焊镍基硬质合金，表面硬度达38～44HRC。

为了减轻重量，阀芯做成空心状，并依靠小孔来平衡工作压力。阀体与阀靠法兰用螺栓连接，并用柔性石墨、不锈钢带缠绕式垫片密封。同时考虑了沿法兰周界有可能再增加一道密封焊，作为后备密封。阀杆采用填料密封，采用柔性石墨环加柔性石墨编织填料，填料中间加隔离环，以便将漏流导入特排系统。

图8-1 用于蒸汽和凝结水的远距离操纵的双座调节阀（公称尺寸DN500、公称压力PN16、工作温度t_p≤200℃）

为了补偿阀芯-阀杆的温度变形，在传动轴和阀盖之间安装了一组碟形弹簧。调节阀是远距离操纵的，当执行机构的轴杆垂直放置时，用万向联轴器连接阀杆。当轴杆水平放置时用锥齿轮传动连接阀杆。调节阀与管道的连接采用焊接。

将PN25、工作温度t_p≤215℃、公称尺寸DN250类似结构的调节阀，安装在通向脱氧器的蒸汽管道上、过热蒸汽的蒸汽疏水阀的水位调节管道上、干净凝结水通向冷凝器的管道上以及诸如此类的管道上。按流通能力区分，此类阀有4种规格，即K_V=160m³/h、K_V=400m³/h、K_V=630m³/h、K_V=1000m³/h。按驱动部件分，此类调节阀有两种规格：即带万向联轴器的远距离操纵和带锥齿轮的驱动装置。调节阀的流量特性为线性，但也可以做成其他流量特性。这要由相应的阀芯形式而定。在调节阀上的允许压力降不超过1.4MPa。

调节阀是通过多转速电动操作机械远距离操纵的。

上述公称尺寸DN500和DN250的两种调节阀的阀体采用半球形标准封头作为毛坯，冲压—焊接而成的。由于阀体有大量的焊缝，并对它提出了要进行工艺评定的高质量要求，所以阀体制造的工作量有所增加。为了减少锻焊阀体焊接的工作量，近年来在提高阀体的铸造质量方面进行了大量而复杂的工作，其目的是为制造出高质量的阀体铸件。由于改善了浇铸质量，为核电站用的铸钢阀制定了具体的技术条件，确定了它的检验方法，因而现在可以制造一系列的铸造调节阀。

在图8-2中给出了公称尺寸DN150、公称压力PN40和工作温度t_p≤250℃的远距离操纵双座调节阀。阀体和上下端盖均为铸件，此类阀是在标准双座调节阀的基础上制成的，但此标准双座调节阀对铸钢件的质量提出了更高的要求。

为了在安装时保证管道与调节阀连接处的焊接质量，制造厂在阀体铸钢件的进出口端焊接上一段短管，其焊缝经过了热处理和认真的检查。所有主要零部件（如阀芯、阀座、填料部件和传动部件）应和标准调节阀通用，这可以降低其成本。这种结构公称尺寸DN100的调节阀，制造成流通能力为K_V=160m³/h、K_V=100m³/h、K_V=63m³/h。而DN150的调节阀，其流通能力为K_V=100m³/h、K_V=160m³/h、K_V=250m³/h、K_V=400m³/h。用于各种不同工艺管路上的调节阀材料有两种：碳素钢和铸造12Cr18Ni9不锈钢。

图8-2 远距离操纵双座调节阀（公称尺寸DN150、公称压力PN40、工作温度t_p≤250℃）

当设计和计算双座调节阀的阀芯时，应牢牢记住：如果阀芯的两个堵头具有同样的形状，同时上下阀座的横截面面积也相等时，那么沿阀杆产生一定的动力。这主要是由于在下阀座上未平衡掉的流体反冲力的作用所造成的。这个力在选择和计算执行机构时必须予以考虑。为了减小这个力可采用两种方法：减小下堵头的尺寸使下阀座上的流道截面增大，从而达到降低下堵头上的压力降。或者增大上堵头的尺寸，使上阀座上的流道截面缩小，从而增大上堵头上的压力降。上述两种情况都可以使阀芯上的流体不平衡力减小。第一种情况更好些，因为降低压力降会减少出现汽蚀的可能性。

随着流道直径的增加，其不平衡度也会增大，空心阀芯会产生最小的流体动力不平衡度，因为液体流在阀芯窗口处的反作用力的方向是垂直于它的轴线。此外，空心阀芯的结构也更易于加工。

双座调节阀的缺点是：机械加工工艺复杂，这是因为要把阀芯上的两个密封面加工到同时贴紧在两个阀座密封面上，而且具有相近的密封比压，工艺上是很困难的，即使在工厂的试验条件下也要花费足够的工作量才能达到密封性能。但是由于阀座磨损的不均匀性，密封性能也会破坏。因此，泄漏量较大，可达流通能力K_V值的0.5%。阀体与阀芯材料的线胀系数不同，也是导致温升后的伸长量不等，也会对密封性能产生不利影响。因此，对密封性能要求更高的系统上宜于采用单座调节阀。

用于大功率石墨慢化沸水堆装置—回路上，工作压力为5.4MPa的循环水系统的单阀座角式针形调节阀示于图8-3中。公称尺寸DN100的这种调节阀可工作在80℃的温度以内。它用奥氏体不锈钢06Cr19Ni10制成。为了提高这种调节阀工作的可靠性，阀杆密封设有三组填料，第一组填料和第二组填料间装有隔离环，可把从第一组填料泄漏的介质引向特排区。每组填料可分到填装及压紧。在阀杆端部与阀芯的连接处安装有碟形弹簧，可起温度补偿和调节阀关闭后补偿阀杆行程的作用。这样可以限制沿阀杆方向可能产生的作用力。

图8-3 单阀座角式针形调节阀（公称尺寸DN100、工作压力p_p=5.4MPa、工作温度t_p≤80℃）

调节阀的通流部分应考虑选择适当的形状，以使介质流均匀分布，并平滑地改变其流动方向。调节阀的出口管接头做成文丘里管，它与阀体的中央部分和阀座做成一体，可防止调节阀的出口部分以及管道与它搭接的部分强烈磨损。为了便于检修，阀座可做成可以更换的，并与文丘里管的喷口和扩散口做成一个整件，做成这种形式后无需将调节阀从管路上拆下就能进行维修。在阀盖的顶部设有将空气从内腔中排出的堵头，为了远距离控制并进行远距离操纵的阀门，使用了水平或垂直连接的万向联轴器，并装有蜗轮蜗杆驱动装置。

在核电站的气体回路上，使用了微量调节阀来调节很小的流量。流通能力K_V=0.05m³/h，公称尺寸DN6，工作压力p_p=4.0MPa，工作温度t_p≤30℃，这种阀的结构示于图8-4中。流量的调节用带变截面铣槽的针形阀芯来实现。

这种小流量调节阀的结构特点是：靠加长针形阀芯的长度使阀芯在整个行程内与阀座之间开启时的流通横截面积变化不大，这样使阀芯的行程增大，这就使得阀芯移动很大距离时节流横截面积的变化也不会很大，这样来扩大调节范围。为了减小调节阀的尺寸和重量，填料安装在阀体内，不设阀盖，填料压板螺栓直接和阀体连接，填料的材料选用聚四氟乙烯。

图8-4 带电动驱动装置的微量调节阀（公称尺寸DN6、工作压力p_p=4.0MPa、工作温度t_p≤30℃）

调节阀用电动驱动装置来操作，电动机与调节阀组成一个整体。通过安装在支架上的齿轮齿条传动将驱动杆的转动变成阀芯的往返移动。齿轮和齿条均用45钢制成，并进行了表面淬火，以增加其耐磨性能。调节阀的支架和阀杆上设有调节机构的就地位置指示器，可显示阀瓣的调节位置。调节阀靠外螺纹用管接头与管道连接。

非卸载式单座调节阀的缺点是：它们具有的不平衡力和移动阀杆时所需的作用力较大，从而增加了驱动装置的功率和尺寸。近年来有了许多独特的可使阀芯减载的结构方案，在这些方案中保留了单座调节阀的优点，并兼顾到阀芯有足够的平衡力，并能够使其移动操作力显著降低。

在图8-5中示出了在大功率石墨慢化沸水堆装置上，用于泵的起动部分和水封系统的空心阀心调节阀，它就是这种卸载式单座调节阀结构的一种。其公称尺寸DN150的调节阀，工作介质为水，在公称压力为PN100的情况下，允许压力降在Δp=5.0MPa以内工作。除了阀体的流道部分和阀芯外，它的主要部件的结构形式和以前描述过的公称尺寸DN150和DN250的双座调节阀相似。这种调节阀的阀体流道部分做成空心圆筒状，上面开有按一定规律分布的窗口，调节流量靠空心圆筒形的阀芯在阀体的圆筒内往返移动来完成。阀芯上部的窗孔可使调节阀内的静压达到平衡。阀芯的薄壁筒壳也可以将水流作用在它上面的水流动力缩减到最小值。这就增了调节阀工作的稳定性，并减小阀芯在工作状态下的振动。

阀芯与阀座间的密封是靠安装在阀芯外径上的密封环以及阀芯圆筒与在阀体上堆焊成的密封圈之间的配合来实现的。假如允许有较大的不可调节漏流，则在阀体上即可不设堆焊密封圈和阀芯外径上的密封环。该类调节阀有两种操作方案：一种是组装式电动驱动装置，直接安装在调节阀上；另一种是采用万向联轴器进行远距离操纵，当调节阀安装在不能巡视的房间内时，采用后一种操作方案。

国外主要生产调节阀的厂家，如英国的“谢尔克—格洛康”公司，意大利的“皮格农—苏德”公司与美国的“梅索里兰”和“哈梅尔”公司，其公司生产了相似动作原理的卸载式单座调节阀（在结构形式上有些区别），可供核电站使用。

美国“费希尔”公司生产的EWD型卸载式阀芯调节阀的结构示于图8-6中。这种调节阀适用于临界速度下的蒸汽、液体、气体以及汽化介质，可以调节数值很大的压力降。

图8-5 带电动和空心阀芯的单座调节阀（公称尺寸DN150、公称压力PN100）

图8-6 美国“费希尔”（FISHER）公司生产EWD型卸载式阀芯的调节阀结构

a）调节阀装置 b）调节机构的结构方案

此类调节阀的型号有EWD、EWS和EWT；其调节特性分别为线性和两位式调节，所需要的调节特性是用阀座套筒上窗孔的不同排列形式来达到的。内部零件可根据需要选择不同的形状、窗孔的布置方式以及介质的流动方向，以利于防止汽蚀，从而也大大降低噪声水平。

在此类调节阀的EWD和EWS两种定型产品中，采用金属对金属的密封，不可调泄漏量为流通能力K_V的0.05%。EWT型调节阀的密封圈由聚四氟乙烯、橡胶或类似的材料制成。其泄漏量小于流通能力K_V值的1×10^-5%，按照专门的定货单也可供应任何其他密封类型的调节阀。根据对阀杆外漏的密封要求，阀杆的密封可以做成填料式或波纹管式。调节阀有活塞式和隔膜式两种形式的驱动方式。

带曲柄连杆机构的单座调节阀示于图8-7。这种结构的调节阀由意大利“皮格农-苏德”公司生产，可用于各个工业部门，包括核电站。

工作介质按箭头方向进入阀体，沿侧面环绕着阀体内的杯形件流动，进入张角为250°的环形室A，由此穿过阀座上的窗孔B流到出口管接头。阀芯沿着阀座孔轴线移动，它靠带套膜的气动活塞执行机构驱动（图8-7中未示出），通过传动机构和主动轴来完成。在阀芯上有两道密封用的环形凸缘。在关闭状态时调节阀的密封是靠阀芯上这两道密封环与阀座内圆柱面的配合来实现的。由于阀芯在调节阀内沿水流轴线移动，流通能力比相同直径的单座调节阀要高出35%，比同样通流直径的双阀调节阀要高5%。

图8-7 带曲柄连杆机构的单座调节阀

1—主动轴 2—阀芯 3—阀体 4—阀座

由于在阀体通流部分内的流体流向改变较小，收缩后流向为直线，故总的噪声水平会比双座调节阀要低一些。这种调节阀不仅在很广的温度范围内能够使用，而且也能从常开改成常闭或从常闭改成常开时不需要拆卸调节阀，而只是简单地改装一下驱动装置，这也认为是调节阀的优点。

图8-8 带空心旋转阀芯的调节阀（公称尺寸DN100、公称压力PN100）

在核电站的许多系统上，如输送给水和凝结水的管线上使用带空心旋转阀芯的滑阀型调节阀。公称尺寸DN100、公称压力PN10和工作温度t_p≤180℃的这种类型调节阀的结构示于图8-8。带一定形状窗孔空心圆筒的阀芯安放在阀体的圆筒形阀座内。靠旋转阀芯90°来实现流量的调节，用孔来平衡静态压力，介质由入口管接头进入阀芯腔，然后再穿过阀座上的窗孔进入出口管接口。阀座与阀芯表面的接触部分做成精度为H9/f9的间隙配合。为了保证平稳的旋转，降低摩擦系数和避免擦伤，阀座的圆孔表面用小球振动辗磨法进行加工，而对应的阀芯表面进行镀铬或镀镍磷。阀座和阀芯支承端面上堆焊一层镍基硬质合金。

阀杆与阀芯采用铰链连接，为的是避免阀杆歪斜对阀芯的影响。阀杆沿青铜套筒移动并采用双重填料密封，中间安装隔离环，隔离环处设有引漏管，把从底部填料漏出的介质导入特排系统。阀体与阀盖之间用柔性石墨加不锈钢带缠绕式垫片密封，在安装时还要在法兰外缘加Ω形密封焊。调节阀与管道采用焊接连接。必须的流通能力K_V值和流量特性是由窗口断面的形状和面积来决定的。调节阀适用于压力差小于0.8MPa的运行条件，操纵调节阀阀杆所需要的转矩为50N·m。

这种类型的调节阀能运用到允许不可调漏流大和压差小的系统上。由于在阀座和阀芯之间的环缝内流速高而产生大的压差时，密封表面磨损会很快，另外还会增加阀芯旋转时的摩擦力。必须要求清洁的工作介质，因为固体颗粒可能会落到阀芯和阀座之间的缝隙内，从而擦伤密封面。这种调节阀能成功地在压差小于1.0MPa的干净介质内运行。

最近，核电站的某些系统和工艺管线上为调节流量采用了蝶阀，它们的特点是结构简单，价格较低，流通能力高，而结构长度反而最短。带普通蝶板的可调节蝶阀在旋转角度不超过10°～15°时，其流量特性与两位调节阀的特性相符合，从10°～15°到60°～70°时流量调节为等百分比特性，当开启角度很大时流量的增加就不明显了。因此，当启闭件为普通的未采用特殊形状的蝶板时，那么旋转角度不应超过60°～70°。在公称尺寸较大的管道上，当系统允许有较大的不可调漏流时，采用可调节蝶阀最适宜。

在大功率石墨慢化沸水堆系统上，分离汽包内的水位应保持不变，并用循环水泵实现强制循环。在这个条件下，为保证在饱和水温度下工作的循环水泵入口处不出现汽蚀现象，以及为了限制其出力，在该循环泵的出口采用了碟形调节阀，其公称尺寸为DN800，公称压力为PN100，工作温度t_p≤270℃，如图8-9所示。在循环泵的启动或停闭期间，可以限制其出力。

在蝶阀的壳体上有青铜轴套，起滑动轴承的作用。牌号为ASTM A182/A182M F6a-2的不锈钢阀杆在轴套内旋转，其硬度为20～29HRC。由12Cr18Ni9奥氏体不锈钢制成的蝶板安装在不锈钢阀杆上，并用四根圆锥形销钉固定在阀杆上。阀体与上、下阀盖之间的密封靠柔性石墨、不锈钢带缠绕式垫片，并在法兰边缘增设一圈Ω形密封焊。传动轴依靠铰链与阀杆相连。为了减少摩擦力，推力轴承和导向轴承用青铜或高镍球墨铸铁制成。

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图8-9 电动碟形调节阀（公称尺寸DN800、公称压力PN100）

1—上阀盖 2—阀杆 3—滑动轴承 4—下阀盖 5—阀体 6—蝶板 7—销钉

调节蝶阀由转矩为1000N·m的电动驱动装置通过蜗轮蜗杆减速器来操纵。电动执行机构与限制转矩的万向联轴器和终端开关组装成套，当调节蝶阀到达开或关的终端位置时，终端开关用来自动断开电动机。当压差为1.8MPa时，调节蝶阀最小流量为6800m³/h，蝶板的最大旋转角度接近90°。

在图8-10中示出了芬兰“耐莱斯”（NELES）公司的碟形调节阀。这种蝶阀根据不同的密封程度要求有两种形式的产品：非密封型（调节型）和密封型（开关型）蝶阀。非密封型蝶阀用来调节高温蒸汽和高温凝结水，它们不允许使用非金属高分子材料。这种结构形式的蝶阀不可调泄漏量竞达最大流通能力K_V值的0.5%～1.5%。密封性蝶阀安装在辅助水或空气系统上，它的工作温度只能在非金属密封材料允许的温度范围以内，例如当温度不高于80℃的空气和水，推荐采用氯丁橡胶密封。对于水、低压蒸汽和凝结水，推荐使用聚四氟乙烯材料制成的密封圈。

图8-10 芬兰“耐莱斯”公司生产的碟形调节阀

“耐莱斯”公司生产的碟形调节阀公称尺寸DN和流量系数C_V值的关系见图8-11；已知碟形调节阀的公称尺寸DN和开度及压力差Δp求调节阀的流量q_V见图8-11。用此图也可以反求，即已知压力差Δp值和通过调节阀的流量，可求出所需调节阀的公称尺寸DN和开度及流量系数C_V值。

正如过去已经指出过的，建议碟形调节阀采用不超过60°旋转角的蝶板，但是，当转角为60°，流通能力仍不足以满足要求时，允许把转角增大到75°。在这种情况下必须校验结构强度以及所选择的驱动装置的功率是否足够。碟形调节阀即可以和气动执行机构配套，也可以和电动执行机构配套。用选择阀门定位器凸轮的适当断面形状来保证所要求的调节特性。

碟形调节阀有两个实质性的缺点，其中主要的缺点是以60°～90°的开度范围内转矩变化很大。动力转矩增长很快，并在旋转角为75°～80°时达到最大值，然后在全开时降到0，在这个旋转角范围内蝶板的工作就不稳定，因为有两个不同的蝶板旋转角对应于一个转矩值。第2个缺点是角度开启到大于60°～70°时，流量增长就不明显了，因为介质不易流到蝶板面向阀门出口的那一侧。为了使蝶板旋转在90°以内的整个范围内改进流量特性和降低在75°～80°时的动水力矩，靠选择不同的蝶板断面形状使流通截面具有流体动力学的最佳形式。例如最近设计出“鱼尾”状断面的蝶板；各种不同半径的球面形蝶板；用连接板连接起来的不同直径的双蝶板；在各侧有碗状凹面的蝶板。这些改善流体动力学特性的措施，减小了碟形调节阀全开位置时的流通能力，但是仍比普通结构的碟形调节阀在60°旋转角时的流通能力还要大得多。

在图8-12中示出的美国“费希尔”公司生产的碟形调节阀的“鱼尾”状蝶板。蝶板的形状能在小的开度角时减慢液流，即减小流量，而在大的开度角时（从60°～90°）更好地成比例调节特性。这就增大了调节范围，使其达到1∶100（一般蝶阀仅为1∶33），并在整个调节范围内获得等百分比流量调节特性。而且当蝶板的旋转角很大时，在蝶板的后面，速度能可转变成压力能，能部分地平衡企图关闭蝶阀的动水力矩，这可以从图8-12b中在不同旋转角度下流体环绕着蝶板的流动状态看得清楚。

图8-11 芬兰“耐莱斯”公司生产的碟形调节阀的公称尺寸DN、开度、流量系数C_V值、流量q_V和压力损失Δp的关系图

这种蝶板的结构方案，在蝶板旋转角为60°～80°时能把转矩减小到1/3～2/5，并能利用全开的碟形调节阀。这种形状的蝶板能降低汽蚀和提高调节范围内的压力恢复系数，并能在开启蝶阀的初始阶段保证压力的平稳增长，这会降低管道内的水击现象。要求在更大的压差下而不产生汽蚀的危险时可以采用这种蝶阀。

蝶板的安装方式应确保它的“鱼尾”沿液流中心线向下游旋转。利用带上述蝶板结构的蝶阀能改善流量调节特性，并在相同的压差下获得更大的流量或者在同样的流量下减小其压差。

近来由于国内外阀门行业扩大了球阀的生产，而且球阀的流通能力高、工作可靠性也高。因而为核电站采用球形调节阀创造了条件。例如，在瑞典核电站的一回路水净化系统和凝结水系统安装了芬兰“耐莱斯”公司生产的球形调节阀。调节球阀也能用在蒸汽管路上。

图8-12 美国“费希尔”公司生产的碟形调节阀的“鱼尾”状蝶板

a）蝶板形状 b）不同的蝶板旋转角度下流体环绕着蝶板流动的情况

图8-13中给出了“耐莱斯”公司生产的金属密封V形开口调节球阀的结构。为了提高调节精度和消除间隙，阀体采用一体式结构，阀座靠碟形弹簧镶入阀体的凹槽内，依靠O形圈和阀体密封。球体采用V形开口，流量特性近似等百分比，阀杆与V形开口球体的连接采用螺纹加定位销，使连接可靠。填料采用柔性石墨。调节球阀的公称尺寸DN和流量系数C_V之间的关系见图8-14。已知V形开口调节球阀的公称尺寸DN和开度及压力差Δp，求V形开口调节球阀的流量，用此图也可以反求。即已知压力差Δp值和通过调节球阀的流量，可求出所需V形开口调节球阀的公称尺寸DN和开度及流量系数C_V值。

图8-15给出了美国“费希尔”（FISHER）公司生产的金属密封半球调节阀的结构。该种半球调节阀可用于有冲刷、结焦和其他难处理的物料调节，亦可用作开关控制应用。阀体可以是带法兰的或对夹连接的两种。阀体具有流线形通道、坚固的金属内件和能自动定心的阀座密封圈，如图8-16所示。它可与FISKER控制设备公司任何一种动力源操作的执行机构或手动执行机构相配合，解决许多工业过程上的物料调节。

该结构的调节半球阀阀座寿命长，偏心半球的旋转，减少了开启半球与阀座的接触，如图8-17所示。而改善了阀座面的损坏及开启时的阻力。半球在旋转至关闭位置时，半球与阀座环会产生自动重迭作用，使切断表面间得到更合理的配合。标准阀座密封圈有两个密封面，使更换简单，减少维修时间。可提供有F316不锈钢、A105堆焊镍基硬质合金或陶瓷。

该种结构的调节半球阀可多种操作。自定心的阀座密封圈和坚固的半球可以在其向前流和反向流任一方向使用时达到密封可靠。使用向后流方向，出口的紊流区是远离阀座密封面，另半球的90°行程亦有助于减少半球与流动介质的冲刷，减少损坏的可能性。阀座密封圈和护圈可提供标准尺寸和缩径尺寸设计。若需要改变流通能力时，可更换阀座密封圈。

在图8-18中给出了带气动执行机构的调节球阀结构。为了提高调节精度和消除间隙，球体和阀杆铸成一体。阀体两半组成，用法兰连接，中法兰采用聚四氟乙烯垫片密封，阀座密封圈用聚四氟乙烯制成。在恶劣的运行条件下工作时，在阀座的四周堆焊镍基硬质合金。阀座正常工作时，堆焊的镍基硬质合金像一把刀，旋转时从球体表面刮去可能出现的沉积物。当正常情况下仅球阀的入口侧密封面工作。当球阀旋转180°时，密封面的另一侧投入工作。这实际上将调节球阀的寿命提高了一倍。球体表面镀铬或镀镍磷。而在工作条件恶劣的场合下，球体的表面和通流腔应堆焊高强度合金。

阀杆用填料密封，填料是由浸渍聚四氟乙烯的无石棉圈组成，或是用柔性石墨环和柔性石墨编织填料。驱动装置是由气缸和旋转部件组成，它把活塞的往复运动转换成球体的旋转运动。活塞的密封圈和旋转部件输出轴的密封圈由聚四氟乙烯制成，这就大大降低了摩擦力和提高了使用期。调节球阀可与电动机构配套，它的流量调节特性接近于线性，并可以用改变阀门定位器反馈盘的形状来改变流量调节特性。

图8-13 “耐莱斯”公司生产的金属密封V形开口调节球阀

1—金属阀座 2—高流通能力介质流道 3—V形开口调节球体 4—连接销钉 5—阀体 6—滑动轴承

采用带文丘里管型通流截面的球阀做调节阀最为适宜，因为这会大大减小造成流体紊流的可能性，有利于提高工作参数，缩减尺寸及金属的用量。但是应当指出，水流在球体的出口和入口两侧都有明显的收缩，减小了在调节球阀上的压力降，并能在阀后为恢复管内高压创造条件。对于气体，由于气流被压缩或达到声速会限制流通能力。而对于液体，则可能产生汽蚀现象。在调节球阀内比在其他类型调节阀内产生汽蚀的可能性更大。因此当压力降接近临界值时，通常不推荐采用球阀来调节压力降。例如，当工作在清洁的液体和气体中时，相应的压降值不应超过1.4MPa和2.1MPa。

凡是对调节机构没有提出高的调节精度要求的地方，采用可调节闸阀。在图8-19中给出公称尺寸DN150、工作压力p_p为10.0MPa、工作温度t_p≤290℃时的调节闸阀。这种调节闸阀安装在保持汽体锅炉水位的系统上。它与截断用闸阀的区别在于启闭部件，并在支架部件上装有闸板位置指示器。启闭部件的结构形式，应保证闸板只压紧在出口侧的阀座上，而入口侧阀座与闸板之间应留有1～2mm的间隙。出口侧阀座制成带栅格网的管状形式，当移动闸板时，介质通过栅格网孔流出。

闸阀的阀体、阀盖、闸板、阀座用奥氏体不锈钢06Cr19Ni10制造。闸板和阀座的密封面堆焊镍基硬质合金。阀体与阀盖用法兰连接。用06Cr19Ni10奥氏体不锈钢制成的齿形垫来密封，沿法兰的外凸缘再加一道Ω形密封焊。阀杆的密封采用柔性石墨和柔性石墨编织填料中间加隔离环，隔离环部位有引漏管，把从底层填料漏到隔离环的介质引入特排系统。

图8-14 “耐莱斯”公司生产的V形开口调节球阀的公称尺寸DN、开度、流量系数C_V值、体积流量q_V和压力损失Δp的关系曲线图

调节闸阀由电动驱动装置通过万向联轴器远距离进行操纵，电动机功率为0.6kW。调节闸阀上还设置了手动操作用的手轮，可在电动驱动装置出现故障或停电时使用。推荐在压降不大于6.0MPa的条件下采用调节闸阀。调节闸阀的流量调节特性接近于线性。

在水和蒸汽的辅助回路上采用就地手动操作或远距离连杆机构驱动的调节闸阀。在调节闸阀上闸板的密封面始终是沿着出口侧阀座的密封面滑动，紧压在它上面的力为压力差和闸板密封面面积的乘积。这样大的力会导致密封面会很快地被磨损并显著地增大移动闸板所需的作用力，从而也增大了执行机构的功率。为了获得所要求的流量调节特性，使得出口侧阀座的断面变得复杂化，因此，很少采用闸阀作调节阀使用。在介质流量很大时，主要采用双座调节阀或蝶阀当做调节阀使用。

图8-15 美国“费希尔”公司生产的金属密封半球调节阀

a）半球调节阀结构 b）阀杆密封详图

1—阀体 2—止推垫圈 3—锥形膨胀销 4—轴承 5—面密封 6—挡圈 7—半球 8—阀座密封圈 9—填料 10—阀杆 11—轴承止动环

图8-16 阀座密封圈设计

a）向前流切断 b）反向流切断

图8-17 偏心半球的开启途径

a）半球调节阀关闭 b）半球调节阀开启 c）半球调节阀完全开启

图8-18 带气动执行机构的调节球阀

1—气动执行机构 2—控制设备 3—减速器 4—减速器支座

5—调节球阀

图8-19 公称尺寸DN150、工作压力p_p=10.0MPa、工作温度t_p≤290℃的调节闸阀

1—入口阀座 2—出口阀座