《给水排水工程基本术语标准》(GB/T50125一2010)中对管道附件解释是为满足管道正常运行和维修需要而设置的各类阀门、计量和测压仪表等的总称。
管道附件包括检修阀门、泄水阀、进气排气阀、减压阀、泄压阀、调流阀、伸缩器、流量计、压力表等管道和计量仪表专用设备和部件。
(一)阀门
阀门是用来控制管道内介质的,具有可动机构的机械产品的总体,是开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件。《阀门型号编制方法》(GB∕T32808-2016)规定了阀门型号编制。
1.阀门产品的型号
阀门型号由阀门类型、驱动方式、连接形式、结构形式、密封面或衬里材料、压力、阀体材料七部分组成,如图1-10。
型号编制的顺序按阀门典型类型代号、驱动操作机构形式代号、阀门端部连接形式代号、阀门的结构形式、密封面材料或衬里材料类型代号、公称压力(压力级或工作温度下的工作压力)、阀体材料类型代号。
图1-10 阀门型号
阀门的公称尺寸在阀体材料代号后空一格,标注DN和公称尺寸数值。
(1)阀门类型代号
阀门类型代号见表1-1。
表1-1 类型代号
当阀门又同时具有其他功能作用或带有其他结构时,在阀门类型代号前再加注一个汉语拼音字母,典型功能代号按表1-2的规定。
表1-2 同时具有其他功能作用或者结构的阀门表示代号
(2)驱动方式代号
驱动方式代另用阿拉伯数字表示,如表1-3的规定。
表1-3 驱动方式代号
安全阀、减压阀、疏水阀无驱动方式代号,手轮和手柄直接连接阀杆操作形式的阀门,本代号省略。
对于具有常开或常闭结构的执行机构,在驱动方式代号后加注汉语拼音下标K或B表示,如常开型用6K、7B,常闭型用6K、7K。
气动执行机构带手动操作的,在驱动方式代号后加注汉语拼音下标表示,如6S。
防爆型的执行机构、在驱动方式代号后加注汉语拼音B表示,如6B、7B、9B。
对即是防爆型、还是常开或常闭型的执行机构,在驱动方式代号后加注汉讲拼音B,再加注括号的下标K或B表示。
(3)连接形式代号
以阀门进口端的连接形式确定代号,代号用阿拉伯数字表示,按表1-4规定。
表1-4 阀门连接端连接形式代号
(4)阀门结构形式代号
阀门结构形式用阿拉伯数字表示,只给出止回阀和减压阀的结构形式,如表1-5、1-6的规定。
表1-5 止回阀结构形式代号
表1-6 减压阀(自力式)结构形式代号
(5)密封副或衬里材料代号
密封副或衬里材料代号,以两个密封面中起密封作用的密封面材料或衬里材料硬度值较低的材料或耐腐蚀性能较低的材料表示;金属密封面中镶嵌非金属材料的,则表示为非金属/金属。材料代号按表1-7规定的字母表示。
表1-7 密封面或衬里材料代号
阀门密封副材料均为阀门的本体材料时,密封面材料代另用“W”表示。
(6)压力代号
压力级代号采用PN和阿拉伯数字表示,其数值是以兆帕(MPa)为单位的公称压力值的10倍。
当阀门工作介质温度超过425℃,采用最高工作温度和对应T作压力的形式标注时,表示顺序依次为字母P,下标标注T作温度(数值为最高T作温度的1/10),后标工作压力(MPa)的10倍。如P54100。
阀门采用压力等级的。在型号编制时,采用字母Class或CL(大写),后标注压力级数字,如Class150或CL150。
(7)阀体材料代号
阀体材料代另一般按表1-8的规定。当阀体材料标注具体牌号时,可以写明牌号。
表1-8 阀体材料代号
公称压力不大于PN16的灰铸铁阀门的阀体材料代号在型号编制时可以省略;公称压力不小于25的碳素钢阀门的阀体材料代号在型号编制时可以省略。
阀门型号编制示例:阀门采用电动装置操作,法兰连接端,明杆楔式双闸板结构,阀座密封面材料是阀体本体材料,公称压力PNlO(l.OMPa),阀体材料为灰铸铁的闸阀,型号表示为Z942W-10。
2.阀门分类及常用阀门的特点、性质、适用范围
(1)阀门分类
《阀门术语》(GB/T21465-2008)中对阀门进行了分类。
1)按压力分类
低压阀-公称压力不大于PN16的各种阀门。
中压阀-公称压力为PN16~PN100(不包含16)的各种阀门。
高压阀-公称压力PN100~PN1000(不包含100)的各种阀门。
超高压阀-公称压力为大于PN1000的各种阀门。
2)按工作温度
超低温阀门-用于介质温度t-100℃的各种阀门。
低温阀门-用于介质温度为-100℃≤t≤-29℃的各种阀门。
常温阀门-用于介质温度为-29℃<t<120℃的各种阀门。
中温阀门-用于介质温度为120℃≤t≤425℃的各种阀门。
高温阀门-用于介质温度t>425℃的各种阀门。
(2)常用阀门的特点、性质、适用范围
1)截止阀
截止阀主要用于热水供应及蒸汽管路中,它结构简单,严密性较高,制造和维修方便,阻力比较大。流体经过截止阀时要改变流向。因此水流阻力较大,所以安装时要注意流体“低进高出”,方向不能装反。
选用特点:结构比闸阀简单,制造、维修方便,也可以调节流量,应用广泛。但流动阻力大,为防止堵塞和磨损,不适用于带颗粒和黏性较大的介质。
2)闸阀
闸阀又称闸门或闸板阀,它是利用闸板升降控制开闭的阀门,流体通过阀门时流向不变,因此阻力小。它广泛用于冷、热水管道系统中。
闸阀与截止阀相比,在开启和关闭时省力,水流阻力较小,阀体比较短,当闸阀阀完全开启时,其阀板不受流动介质的冲刷磨损。但由于闸板与阀座之间密封面易受磨损,其缺点是严密性较差;另外,在不完全开启时,水流阻力较大。因此闸阀一般只作为截断装置,即用于完全开启或完全关闭的管路中,而不宜用于需要调节大小和启闭频繁的管路上。
选用特点:密封性能好,流体阻力小,开启、关闭力较小,也有调节流量的作用,并且能从阀杆的升降高低活出阀的开度大小,主要用在一些大口径管道上。
3)止回阀
止回阀又名单流阀或逆止阀,它是一种根据阀瓣前后的压力差而自动启闭的阀门。它有严格的方向性,只许介质向一个方向流通,而阻止其逆向流动。用于防止介质倒流的管路上,如用于水泵出口的管路上作为水泵停泵时的保护装置。
根据结构不同止回阀可分为升降式和旋启式,升降式的阀体与截止阀的阀体相同,升降式止回阀只能用在水平管道上。垂直管道上用旋启式止回阀,安装时应注意介顶的流向,它在水平或垂直管路上均可应用。
选用特点:一般适用于清洁介质,对于带固体颗粒和黏性较大的介质不适用。
4)蝶阀
蝶阀结构简单、体积小、重量轻,只由少数几个零件组成,只需旋转90º即可快速启闭,操作简单,同时具有良好的流体控制特性。蝶阀处于完全开启位置时,蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力,通过该阀门所产生的压力降很小,具有较好的流量控制特性。
常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。
蝶阀适合安装在大口径管道上,蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用,而且还应用于热电站的冷却水系统。
5)旋塞阀
旋塞阀又称考克或转心门。它主要由阀体和塞子(圆锥形或圆柱形)构成。旋塞阀构造简单,开启和关闭迅速,旋转90º就全开或全关,阻力较小,但保持其严密性比较困难。旋塞阀通常用于温度和压力不高的管路上。热水龙头也属旋塞阀的一种。
选用特点:结构简单,外形尺寸小,启闭迅速,操作方便,流体阻力小,便于制造三通或四通阀门,可作分配换向用。但密封面容易磨损,开关力较大。此种阀门不适用于输送高压介质(如蒸汽),只适用于一般低压流体作开闭用,也不宜于作调节流量用。
6)球阀
球阀是由旋塞阀演变而来的,它的启闭件作为一个球体,利用球体绕阀杆的轴线旋转90º实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
球阀具有结构紧凑、密封性能好、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小、驱动力矩小、操作简便、易实现快速启闭和维修方便等特点。
选用特点,适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等,且适用于含纤维、微小固体颗料等介质。
7)节流阀
节流阀的构造特点是没有单独的阀盘,而是利用阀杆的端头磨光代替阀盘。节流阀多用于小口径管路上,如安装压力表所用的阀门常用节流阀。
选用特点:阀的外形尺寸小巧,重量轻,该阀主耍用于节流。制作精度要求高,密封较好。不适用于黏度大和含有固体悬浮物颗粒的介质。该阀可用于取祥,其公称直径小,一般在25mm以下。
8)安全阀
安全阀是一种安全装置,当管路系统或设备(如锅炉、冷凝器)中介质的压力超过规定数值时,便自动开启阀门排汽降压,以免发生爆炸危险。当介质的压力恢复正常后,安全阀又自动关闭。安全阀一般分为弹簧式和杠杆式两种。
选用安全阀的主要参数是排泄量,排泄量决定安全阀的阀座口径和阀瓣开启高度。由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,由计算出的安全阀定压值决定弹簧或杠杆的调压范圉,再根据操作介质决定安全阀的材质和结构形式。
9)减压阀
减压阀又称调压阀,用于管路中降低介质压力。常用的减压阀有活塞式、波纹管式及薄膜式等几种。各种减压阀的原理是介质通过阀瓣通道小孔时阻力增大,经节流造成压力损耗从而达到减压目的。减压阀的进、出口一般要伴装截止阀。
选用特点:减压阀只适用于蒸汽、空气和清洁水等清洁介质。在选用减压阀时要注窟,不能超过减压阀的减压范围,保证在合理情况下使用。
10)疏水阀
疏水阀又称疏水器,它的作用在于阻气排水,属于自动作用阀门。它的种类有浮桶式、恒温式、热动力式以及脉冲式等。
(二)水表(www.xing528.com)
水表是在测量条件下,用于连续测量、记录和显示流经测量传感器的水体积的仪表,用于计量承压管道中流过水量。水表至少包括测量传感器、计算器(含调整和修正装置)和指示装置,三者可处于不同的外壳内。为便于管理,节约用水,通常对需要单独计量用水量的建筑或设备安装水表,对住宅建筑还应每户安装水表。
1.水表分类
(1)按测量原理
按测量原理是一种主要的分类方法。一般可分为速度(流速)式水表和容积式水表。
1)速度式水表
速度式水表是利用水流的流速与流量成正比的原理制成的水表,是安装在封闭管道中,由一个被水流速度驱动运转的运动元件构成的机械式水表。典型的速度式水表有旋翼式水表、螺翼式水表。
2)容积式水表
容积式水表是以转动元件与壳体间形成的一定容积为计量单位,藉转动元件不断将充满其空间的水输送出来并加以计数而计量的水表。由一些被逐次充满和排放水的已知容积的计量室和凭借流动驱动的机构组成。容积式水表一般采用活塞式结构。
(2)按公称口径
按公称口径通常分为小口径水表和大口径水表。
公称口径40mm及以下的水表通常称为小口径水表,公称口径50mm及以上的水表称为大口径水表。这二种水表有时又称为民用水表和工业用水表,同时这种分法也可以从水表的表壳连接形式区别开来,公称口径40mm及以下的水表用螺纹连接,50mm及以上的水表用法兰连接。
(3)按计数器是否浸入水中
按水表的计数器是否浸入水中分为湿式水表和干式水表。
1)湿式水表
湿式水表是计数器浸入水中的水表,其表玻璃承受水压,传感器与计数器的传动为齿轮联动,传感机构的运动直接传递给机械计数器。使用一段时间后水质的好坏会影响水表读数的清晰程度。
为了避免管道水质对计数器读数的影响,将计数字轮或者整个计数器密封在特殊配制的液体中,密封隔离的计数器内的清晰度不受外部水质的影响,其余结构性能与湿式水表相同。又称液封水表。
2)干式水表
计数器不浸入水中的水表,结构上传感器与计数器的室腔相隔离,水表表玻璃不受水压。通常,传感机构的运动利用磁力作用传递给机械计数器。
2.水表选用、安装
(1)选用
用水单位选用水表口径小于或等于40mm时,宜选用旋冀式水表和带电子装置水表,水表口径大于40mm时,宜选用旋翼式水表、嫘翼式水表、带电子装置水表和电子水表。
(2)安装
1)水表上游段
①旋塞或截止阀,最好指明截止阀的操作方向。
②流动整直器和(或)直管段,装在截止阀与水表之间。
③过滤器。装在截止阀与水表之间。
④在水表与进水管管接头上设置封印装置,以便于发现擅自拆卸水表。
2)水表下游
①长度调节装置,以方便安装和拆卸水表。特别建议常用流量大于等于l6m3/h的水表采用此装置。
②装有泄水阀,可用于压力监测、消毒和取水样。
③旋塞或截止阀,用于常用流量大于4.0m3/h的水表,此阀的操作应与上游的阀相同。
④止回阀,需要时加装。双向流应用场合除外。
(三)管道其他附属器材
1.法兰
法兰连接是由法兰、垫片及螺栓螺母连接组成。是一种可拆连接,可用于管道与阀门、管道与管道、管道与设备的连接。采用法兰连接既有安装拆卸的灵活性,又有可靠的密封性、较高的强度,且结构简单,成本低廉,可多次重复拆卸,应用较广。
法兰按照连接方式可分为整体法兰、平焊法兰、对焊法兰、松套法兰和螺纹法兰。
(1)整体法兰
整体法兰系指泵、阀、机等机械设备与管道连接的进出口法兰,通常和这些管道设备制成一体,作为设备的一部分。
(2)平焊法兰
平焊法兰又称搭焊法兰。平焊法兰与管道固定时,是将管道端部插至法兰承口底或法兰内口且低于法兰内平面,焊接法兰外口或里口和外口,使法兰与管道连接。其优点在于焊接装配时较易对中,且成本较低,因而得到了广泛的应用。平焊法兰只适用于压力等级比较低,压力波动、振动及震荡均不严重的管道系统中。
(3)对焊法兰
对焊法兰又称为高颈法兰。它与其他法兰不同之处在于从法兰与管道焊接处到法兰盘有一段长而倾斜的高颈,此段高颈的壁厚沿高度方向逐渐过渡到管壁厚度,改善了应力的不连续性,因而增加了法兰强度。对焊法兰主要用于工况比较苛刻的场合,如管道热膨胀或其他荷载而使法兰处受的应力较大,或应力变化反复的场合;压力、温度大幅度波动的管道和高温、高压及零下低温的管道。
(4)松套法兰
松套法兰俗称活套法兰,分为焊环活套法兰,翻边活套法兰和对焊活套法兰,用于铜、铝等有色金属及不锈钢管道上。这种法兰连接的优点是法兰可以旋转,易于对中螺栓孔,在大口径管道上易于安装,也适用于管道需要频繁拆卸以供清洗和检查的地方.其法兰附属元件材料与管道材料一致,而法兰材料可与管道材料不同(法兰的材料多为Q235、Q255碳索钢),因此比较适合输送腐蚀性介质的管道。但松套法兰耐压不高,一般仅适用低压管道的连接。
(5)螺纹法兰
螺纹法兰是将法兰的内孔加工成管螺纹,并和带外螺纹的管道配合实现连接,是一种非焊接法兰。与焊接法兰相比,它具有安装、维修方便的特点,可在一些现场不允许焊接的场合使用。法兰厚度大,造价较高,可使用于高压管道的连接。但在温度高于260℃和低于-45℃的条件下,建议不使用螺纹法兰,以免发生泄漏。
2.套管
套管分为柔性套管、刚性套管、钢管套管及铁皮套管等几种。柔性防水套管适用于有振动或不均匀沉降设防要求场所的防水套管。刚性防水套管适用管道穿墙处不受管道振动和伸缩变形的构(建)筑物的防水套管。防水翼环适用于管道穿墙处不受管道振动和伸缩变形的构(建)筑物,且穿墙空间有限场所的防水套管。钢管套管及铁皮套管只适用穿过一般建筑物楼层或墙壁的管道。
给水管道穿过墙壁和楼板时,应设置金属或塑料套管。安装在楼板内的套管,其顶部高出装饰地面20mm;安装在卫生间及厨房内的套管,其顶部应高出装饰地面50mm,底部应与楼板底面相平;安装在墙壁内的套管其两端与饰面相平。穿过楼板的套管与管道之间缝隙宜用阻燃密实材料填实,且端面应光滑。管道的接口不得设在套管内。
3.伸缩补偿器材
(1)自然补偿
自然补偿是利用管路几何形状所具有的弹性来吸收管道的热变形。常见的管道自然补偿法是将管道两端以任意角度相接,多为两管道垂直相交。自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向位移,而且补偿的管段不能很大。
自然补偿器分为L形和Z形两种,安装时应正确确定弯管两端固定支架的位置。
(2)补偿器补偿
利用补偿器来吸收管道热变形的补偿方式,常用的有方形补偿器、填料式补偿器、波形补偿特、球形补偿器等。
l)方形补偿器。该补偿器由管道弯制或由弯头组焊而成,利用刚性较小的回折管挠性变形来补偿两端直管部分的热伸长量。其优点是制造容易,运行可靠,维修方便,补偿能力大,轴向推力小,缺点是占地面积较大。
2)填料式补偿器。该补偿器又称套筒式补偿器,主要由三部分组成,带底脚的套简、插管和填料函。在内外管间隙之间用填料密封,内插管可以随温度变化自由活动,从而起到补偿作用。其材质有铸铁和钢质两种。铸铁制的适用于压力在1.3MPa以下的管道,钢制的适用压力不超过l.6MPa的热力管道上,其形式有单向和双向两种。
填料式补偿器安装方便,占地面积小,流体阻力较小,补偿能力较大。缺点是轴向推力大,易漏水漏气,需经常检修和更换填料。如管道变形有横向位移时,易造成填料圈卡住。这种补偿器主要用在安装方形补偿器时空间不够的场合。
3)波形补偿器。它是靠波形管壁的弹性变形来吸收热胀或冷缩,按波数的不同分为一波、二波、三波和四波,按内部结构的不同分为带套简与不带套简两种。
在热力管道上,波形补偿器只用于管径较大、压力较低的场合。它的优点是结构紧凑,只发生轴向变形,与方形补偿器相比占据空间位置小。缺点是制造比较困难、耐压低、补偿能力小、轴向推力大。它的补偿能力与波形管的外形尺寸、壁厚、管径大小有关。
4)球形补偿器。球形补偿器主要依靠球体的角位移来吸收或补偿管道一个或多个方向上横向位移,该补偿器应成对使用,单台使用没有补偿能力,但它可作管道万向接头使用。
球形补偿器具有补偿能力大,流体阻力和变形应力小,且对固定支座的作用力小等特点。球形补偿器用于热力管道中,补偿热膨胀,其补偿能力为一般补偿器的5~10倍;用于冶金设备(如高炉、转炉、电炉、加热炉等)的汽化冷却系统中,可作万向接头用,用于建筑物的各种管道中,可防止因地基产生不均匀下沉或震动等意外原因对管道产生的破坏。
4.管道除污器及过滤器
(1)管道除污器
除污器的作用是用来清除和过滤管道中的杂质和污垢,保持系统内水质的洁净,减少阻力,保护设备和防止管道堵塞。除污器安装在用户入口供水总管上,以及热源(冷源)、用热(冷)设备、水泵、调节阀入口处。
除污器的工作原理是:管网中的水进入除污器后,由于除污器截面增大而流速降低,系统中的杂质、污物便沉积在除污器底面由排污阀排出;系统中的空气聚集在除污器的顶部,从自动排气阀排出。
根据与管道系统的连接方向不同可分为立式除污器和卧式除污器,立式、卧式除污器可分为直通除污器和角通除污器。直通式除污器安装在水平管道上,角通式除污器可安装在直角转弯的管道上,安装是壳上箭头方向必须与水流方向一致。运行过程中应定期排污。
根据除污器的自动化程度可分为手动除污器,自动反冲洗除污器,全自动除污器。
手动除污器即手动排污,价格便宜,使用不是很方便;自动反冲洗除污器即手动排污,自动反冲洗,人工只要打开排污口阀门即可自动反冲洗,简单方便;全自动除污器即使用压力表和电控柜全程控制除污器的运行,通过两端压力差来控制电控柜,触动自动阀门打开从而实现排污过程。
除污器的滤网有网状滤网与板状滤网,根据滤网材质不同可分为碳钢材质和不锈钢。对过滤精度的要求可通过滤网上的滤孔径大小实现。
网状滤网具有流动性好,可拆卸,过滤阻力小,成本低廉的优点,但不适用于大流量除污器。大流量水仅从重量上算具有很大的冲击力,而网状滤网厚度较薄,很容易因面对大的流量原水而撕裂。
板状滤网厚度大,稳定性好。面对大的水流量可有效截留水中杂质,达到过滤效果,不易损坏。但成本代价较高,置换不便。
(2)管道过滤器
管道过滤器是输送介质管道上不可缺少的一种装置,通常安装在水泵、减压阀、泄压阀、计量仪表、分集水器等入口前的管道上。
《管道用三通过滤器》(GB/T14382-2008)中根据三通过滤器的结构型式分为Y型过滤器、T型过滤器。T型过滤器又分为侧流式过滤器和直流式过滤器。
过滤器滤筒采用不锈钢材料制作,当工艺过程对滤筒材料或者对允许通过的固体粒度有特殊要求时,可选用其他材料。若无特殊规定,过滤筒应采用板厚小于或等于3mm的圆孔或方孔筛板制成。
5.阻火器材
阻火器材用于塑料管外壁,阻燃热膨胀材料受热后膨胀,可阻止火势蔓延的器材。
阻火圈由阻燃膨胀剂制成的套在塑料管道外壁的套圈。火灾时,阻燃剂受热膨胀挤压塑料管道,使之封堵,起到阻止火势蔓延的作用。
阻火胶带(防火胶带)在金属或纸质薄带上覆盖一定厚度的有粘性的阻燃膨胀材料,使用时缠绕在塑料管外壁。火灾时,阻燃膨胀材料受热后迅速膨胀,挤压塑料管道,封堵介质管道,阻止火势蔓延。
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