1、閥 類一、概說什麼是閥（VALVE）？依 JIS（日本工業規格）給予閥的定義：擁有控制流體使其流通、停止、調節流量的大小或開、閉通道的可動機械之配件總稱，換言之它是使用來控制管路中移動之流體，而給予開啟、關閉、節流或調節沒有它們各項生產設備將無法順利運轉。二、閥之構造閥通常由下列各部份組成1.閥盤（DISC）和閥座（SEAT）由閥盤與閥座間之接合狀態，來決定流體通過閥之流量多寡，對整個閥而言，閥盤屬可移動部份，閥座為非移動部份。2.閥桿（STEM）連接閥盤與閥桿操作器之元件透過閥桿之作用，可移動閥盤與閥座之接合度來控制流量。3.閥體（BODY）與閥帽（BONNET）閥體：與製程流體相接合之部份
2、為閥之主體其材質之選定，須根據閥的功能、壓力和溫度之等級輸送流體之化學性質與火災傷害而定。閥帽：覆蓋閥體及包覆閥桿之元件。4.閥桿操作器手動部份：有手桿（如小型之球塞閥） ，手動（如閘閥）鍊條式：閥置於高處不便操作時使用，齒輪式：適用於高壓流體或大尺寸之閥可降低操作力矩。動力操作：用於自動控制或閥需要快速操作時，動力來源可為電動、電磁氣壓及液壓。5.各部之圖示如有（以閘閥為例）三、閥類選擇閥類，因材質、構造、口徑等等不同而加以分類。這麼多種的閥類當中，要依使用場所、流體來選定最適合的一種。茲舉下列要件，做為閥類選定的重點項 目 應 考 慮 之 因 素流 體 使用於何種配管？流體的性質為何？使用
3、壓力 最高使用壓力為何？溫 度以高、低溫使用時的閥體材料、形狀、形式，閥蓋接續方式，桿的形式，閥蓋螺絲的材料與形狀，要部的形式的材料、墊圈、格南墊料等壓 力 差在高壓、蒸氣、油、鍋爐給水，以及長距離配管時，必須考慮壓力下降的問題尺 寸 閥的口徑與實際口徑不一定一致接 口 管件之種類、設置場所、裝卸之有無操作頻度 如球形閥較閘閥的手輪能以較少的回轉數，即可操作全開、全關環 境 設置場所的環境（瓦斯、砂塵）其 他 規格限制、要求的功能種類適應性 閘 閥 球 形 閥 球 塞 閥 蝶 形 閥氣 密 性 良 好 極 好 極 好 極 好 流體扺抗 極 小 大 極 小 較 大流量調整 不 適 合 適 合 尚
4、 適 合 適 合操 作 性 費 時 費 力 簡 捷 簡 捷 高 壓 適 合 適 合 較不適合 不 適 合高 溫 適 合 適 合 較不適合 較不適合 大 口 徑 適 合 尚 適 合 尚 適 合 適 合體 積 大（高） 大 中 小註： 橡膠或樹脂 Seat 時閥桿長，開關時較費時間 費力較大 低壓小口徑閥時，可使用扳手 90°即可回轉開關閥類可種接口特性種 類 長 處 短 處法蘭口 保養、檢查時裝卸容易可在任何壓力、溫度範圍使用 增加法蘭、螺絲、墊圈等費用依用途、壓力高低、法蘭形狀不同牙 口 使用於小口徑者裝卸容易 有洩漏、牙口腐蝕等問題使用於低壓閥對焊口以焊接接續使用於重視洩漏的毒性瓦
5、斯管線可在任何壓力、溫度範圍使用焊接將受焊熱影響，面間必須較長套焊口 為防止洩漏廣泛取代牙口使用 僅使用於可焊接的材料，裝卸較困難，必須使用可靠性的品牌夾心型（Wafer）採在法蘭與法蘭之間夾入閥體方式在面間較短的蝶形閥採用，閥體材料低廉，裝設費便宜四、各種閥類簡介1.閘閥（GATE VALVE）流體流過面積與管內徑大約相等，流動方向也不變化壓力損失小具有緊密特性，主要用於全開或全關之管路。閘閥不適合用於節流（流量調節）節流會引起不均磨損和振動易損壞開盤。2.球塞閥（BALL VALVE）球塞閥的閥盤（DISC）形狀為球狀，中間有筒狀通路以通過流體，能做 90°的開與關筒狀通路與蛇管
6、內徑尺寸相同者若為全量式比內徑小者為半量式，主要用於全開或全關之管路。球體通常被包夾在塑膠或橡膠材質之閥座（SEAT ）中，須考慮材質之耐溫性、耐腐蝕及球的加工精密度、圓度。3.塞閥塞閥有時稱為考克（COCK）在閥體內之閥盤（DISC ）為閉口式之柱塞（PLUG）只要做旋轉即有開閉之作用，適用於含有固體之流體，配置空間需求亦少，主要用於全開式或全關之管路。大部份之塞閥之使用壓力不大 5ATM，亦不用於調節流量。4.球閥（GLOBE VALVE）球形閥因底部的外形類似球狀而得多，流體的入口與出口在同一直線上，但在底座裏的流體流向呈現型變化，對於流體的流量控制、調節等操作性能非常優越。球形閥有高的
7、壓力降，一般之閥體尺寸在 6”以下較能發揮流量控制之性能，在完全需要排放的管路中，因流體會滯留於閥體內較不適用。當閥盤非常接近閥座時，高流量之流體易加速閥座表面之磨損。5.角閥（ANGLE VALVE）設計方式不致與球形閥相同，唯一不同為流體作 90°之流動，可取代一個球形閥及一個 90°彎頭，且有較小之壓力降。在要求精密度之場所角閥無法取代球閥與彎頭，因其無法適應不正常壓力或較高之壓力。6.針閥（NEDDLE VALVE）構造與球形閥大致類似，用途則使用於精密流量控制之用，也就是流量之微量調節。針閥之閥座常因太緊密關閉而引起裂痕。7.Y 型閥（Y-PATTERN VALV
8、E）因為閥桿與閥孔口成 45°故稱為 Y 型閥，其對於流體有較小的阻抗及壓力降可快速操作，便於調節流量適用於磨蝕性流體。8.蝶閥（BUTTERFLY VALVE）蝶閥之基本構造為管狀本體，因盤狀的閥盤及閥桿。適用於全開、全閉及調節流量之管路，且配置空間相當小，在許多場所被優先考慮使用，亦可使用於高低溫的瓦斯和特殊流體的流量調整又可稱為節氣閥（DAMPER） 。蝶閥在關閉時，洩漏可否端視襯套之材質而是，若不允許洩漏時，應當使用橡膠類之襯套使用金屬襯套會有少許之洩漏。9.逆止閥（CHECK VALVE）所謂逆止閥是指能使流體單一流向固定防止另一流向逆流，本體的閥盤藉著流體的動力向上開啟，
9、當流體逆流時閥座就依回流壓力而自動關閉依構造可大略分為擺動（SWING）逆止閥及損升（LIFT）逆止閥兩種。擺動逆止閥能夠使用於垂直與水平配管，主要用於液體之服務。提升逆止閥之流動特性類似球形閥由於重力作用，提升逆止閥適合於垂直位置，主要提供空氣、蒸汽及氣體服務。擺動逆止閥不適於蒸汽、脈動流經常反流或高壓力處，因為會發出噪音通常配置盤型彈簧來遲纋預期之反流作用。提升逆止閥受尺寸之限制，通常使用之口徑大都在 6”以下10.安 全 閥 （ SATETY VALVE） 釋 放 閥 （ RELIET VALVE） 安 全 釋 放 閥 （ SAFETY-RELIEF VALVE）安全閥：當流體壓力超過安
10、全閥之設定壓力時，能自動瞬間排放之閥，主要用於鍋爐、反應釜等大量氣体產生之設備上。釋放閥：原理與安全閥相同，但其釋放壓力為按超出壓力之比例開啟放出壓力，主要用於水或液体產生之設備。安全釋放閥：原理與上述二者相同，但兼具二者之功能，主要用於配管系統。上述設備安裝後，勿任意拆卸閥体上之封印或轉動螺絲，設備排放流体後，應檢查閥管是否有磨損，否則再次使用時將會洩漏，安全閥應垂直裝設，否則其運動部份之摩擦將會增加，造成動作不安定，在高溫蒸汽狀態下，常有閥盤燒焦於閥圈上之現象，致使操作不順，為避免此狀況，可加設 TEST LEVEL 使其操作正常化。11.呼吸閥(BREATHER VALVE)呼吸閥具有特
11、殊的功能，就是隨著氣壓的上昇或下降能自動地作呼吸般動作，藉此功能來使貯槽內部氣壓保持在一定的安全範圍內，是一種保護貯槽的安全閥。12.過濾器過濾器是利用不銹鋼網把配管中的異物去除，防止閥類或設備受到異物的損傷，一般而言流体抵抗小，安裝空間不大時，大都使用 Y 型過濾器。13.減壓閥(REDUCING VALVE)減壓閥之主要用能，乃在於降低管線流体之壓力。在減壓閥上下游管路上，須各安裝一個壓力錶來作調整或檢查減壓閥用，減壓閥之上游應裝置過濾器，在下游應有釋放閥以防雜物進入及危險發生，通常減壓閥之口徑，比入口與出口的管路口徑小，以免造成上下壓力控制不穩及損壞減壓閥。14.逆火器逆火器主要是為防止
12、火燄侵入管路而設計製作之產品，裝設位置主要在貯槽上之呼吸閥或通氣管路上，及進入廢氣吸收塔或燃燒爐之管路上，逆火器應定期檢查，以防氣体在內部之鋼網結膠，造成管路阻塞。15.洩料閥(DISCHARGE VALVE)(1)洩料閥為直接裝在反應釜或液体貯槽之底部，使釜內之液体洩放之閥，可分為兩種型式向下開式洩料閥：閥桿向下作動，帶動閥盤向下移動而洩放液体，大都使用於釜內空間受限，或釜內必須有抽真空操作時使用。向上開式洩料閥：閥桿向上作動，帶動閥盤向上移動而洩放液体，由於釜內之流体壓力，使得閥盤與閥座緊密，緊密效果佳，而當閥打開時，壓力衝入釜內，具有消除釜內沉積層之效果。(2)由於要求完全緊密及對材質之
13、腐蝕性，所以須考慮閥座使用之材質，大部份 TEFLON 等耐腐蝕性之軟質材料。16.控制閥(CONTROL VALVE)(1)概說對於”閥”的開閉操作，可以用人力以操作桿做直接之操作，也可以用人力以外的動力來操作，依動力的種類，有利用流体的壓力、浮力、溫度等本身所具能源的自力式(SELF ACTUATED)，也有利用電氣、油壓、空氣壓等動力源來操作的他力式，自力式的閥類稱為調節器(REGOLATOR)，他力式的閥類稱為控制閥(CONTROL VALVE)做較大的流程控制，串級控制(CASCATE CONTROL)及程序控制(SECUENCE CONTROL)等場合，主要使用他力式控制，自力式控
14、制則為輔助之用，本節僅就他力式控至做一簡略介紹。(2)控制閥之購造元件與配屬設備每一個控制閥構造基本上必須要有閥本体及驅動器以(調節閥的開度)為各項控制需求，控制閥可另加許多附屬設備，如：控制閥定位器(POSITIONER)、電磁閥(SOLENDID VALVE)、手輪(HAND WHEEL)、限制開關(LIMIT SWITCH)、開度限制器(LIMIT STOP)、氣壓調節器(AIR SET)。1.驅動部(ACTUATOR)驅動部依動力的種類，一般有空氣壓(PHEUMATIC)方式、油壓(HYDRAULC)方式及電氣(ELECTRICAL)方式，但基於構造、維護、使用場所等關係，現在使用最多
15、最廣泛的為空氣壓作動式，至於信號之傳達方式，因考慮信號之傳輸時間及配管費用，目前大多以電氣方式傳輸以空氣來操作之驅動部，大致分有隔膜(DIAPHRAGM)式與汽缸(CYLINDER)方式，其分類如下圖所示一般而言，隔膜式用於低壓而衝程(STROKE)小之場合(如比例式控制閥)，汽缸式則使用於高壓而衝程大之場合(如 ON-OFF VALVE)控制閥之動作(開與關)，依彈簧、隔膜與空氣導入口等相關位置可區分為兩大類(如上圖)，壓力增加，閥桿向下稱為正動作或 DA(DIRECT ACTION)，壓力增加，閥桿向上稱為逆動作或 RA(REVERSE ACTION)，選擇正動作或逆動作，端視製程之需求。
16、2.本体部：控制閥之本体部，乃連接在製程裝置之配管中，用本体內部閥盤與閥座間的開口面積來對應進入驅動部之操作空氣壓力而變化，以此來控制流量。本体材質、形式之選擇，因被控制流体之溫度、壓力、黏度、腐蝕等不同，而有不同之種類，其大概之分類，已在前文述及，此處不另加討論。3.定位器(POSITIONER)為了使控制閥在控制回路中充份發揮機能，則控制閥接受控制器之輸出信號要快，且能依控制器之要求做正確之開度，定位器之功能即在擔當此項機能。一般而言，定位器接受控制器所輸出之 420 MA 電流信號，將外部所供給之空氣壓，比照電流之大小，經過內部之力平衡輸出相當之空氣壓至控制閥或為動力來源，主要用於需要做
17、比例控制之控制閥。4.開度限制器(LIMIT STOP)開度限制器主要用於控制閥之開度，依裝置之位置及操作方式，可分為兩種：一種以手動操作時，裝置在開桿之位置一種以自動操作時，裝置在驅動部內，以限制衝程之位置5.電磁閥(SOLENDID VALVE)所謂電磁閥依 JIS 之定義，就是利用電磁石的吸引作用來開閉閥体的閥將電流通於電磁石，藉其吸引力來控制閥体內空氣之流向，一般用於 ON-FF 控制閥。通常電磁閥閥体與控制閥之驅動部(通常是汽缸)以空氣管路連接，電磁不因接受電源之有無而決定閥体之空氣通路，進而驅動氣缸使控制閥做全開或全關之動作。大部份之電磁閥均附有手動裝置，以防止電源消失時無法作動電
18、磁閥。6.限制開關(LIMIT SWITCH)限制開關乃將 ON-OFF 控制閥全開或全關之位置信號傳送至遠方，以為自動控制所採用。7.氣壓調節器(AIR SET)凡是壓縮機出口或是使用空氣為動力之重要設備入口均應配置 AIR SET，它可濾除空氣中之水份及減低所供給空氣之壓力。另有三點 AIR SET，乃以螺紋接管結合空氣過濾器、減壓閥及給油器，故稱為三點 AIR SET，其主要用在各種自動控制裝置中(如 ON-OFF VALVE)，給予設備元件(如汽缸)一定之清淨空氣與潤滑油，使之保持圓滑之操作。8.手輪(HAND WHEEL)若驅動用之空氣源故障，空氣洩漏或驅動部破損時，無法作自動控制，此時應以手輪來操作。手輪之裝置必要與否，端視製程之需求而定，裝置位置有頂部及側部兩種，如圖所示：
