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針型閥

什么是針型閥？

圖 1：針閥

針閥用于精確控制干凈氣體或流體的流速。針型閥調節流量是漸進和平穩的，用于控制流量，但是，針型閥也可以當做截止閥使用，而且更加可靠。針型閥一般只用于低流量，從入口到出口的壓降比較大。針閥的常用端口尺寸范圍為 1/8” 至 2”。最常見的應用是控制氣體的流量，比如丙烷針型閥一樣。

針型閥的工作原理

針型閥是通過手柄打開和關閉錐形端的孔口。圖 2 顯示了針閥的橫截面圖、設計和組件。手柄 (A) 連接到柱塞，也稱為閥桿 (F)。轉動手柄時，柱塞會根據螺紋 (C) 上下移動。鎖緊螺母 (B) 可防止其完全松開。當柱塞向下移動時，錐形尖端 (I) 與閥座接觸以完全密封孔口 (H)。通常，閥座也是錐形的。針型有多種規格尺寸，通過輸入和輸出端的端口連接 (G)到其連接到管道。閥蓋 (D) 與閥殼 (E) 相連，閥殼可由黃銅或不銹鋼等不同材料制成。

針型閥工作原理

根據觀察螺紋，可以非常精確地定位柱塞的錐形端位置閥座，從而可以精確控制流量。通過改變柱塞位置，可以將流速控制在最大值和零之間。

不同類型的針型閥

角針閥

圖 3：角針閥

手動操作的螺紋針型閥（如上所述）是最常見的針型閥類型。另外還有電動針型閥和角度針型閥。

電動針型閥：沒有手動操作手柄，而是使用電動或氣動執行器連接并轉動柱塞。這些可以遠程控制。

角針型閥：此類針型閥操作方法是將入口的輸出旋轉 90 度。

圖 3 顯示了角針閥的示例。

針閥選擇

選擇針閥時，需要考慮四個主要特性和/或應用要求：材料、壓力、尺寸和溫度。

材料

針閥外殼材料（圖 2 標注 E）根據應用環境來指定。最常見的閥殼材料是黃銅和不銹鋼，因為它們具有一定的耐化學腐蝕性，但也有其他材料可用于特殊應用。

黃銅

黃銅針閥適用于液壓系統、飲用水、高溫應用和燃氣管道。它們適用于中性和非腐蝕性介質，最常見的應用是飲用水應用。但是，黃銅不適用于鹽水（海水）、蒸餾水、酸或氯化物。

不銹鋼

不銹鋼針閥對幾乎任何介質都具有非常好的整體耐化學性。不銹鋼材料非常耐用，可以承受高溫和高壓。適用于海水等腐蝕性和腐蝕性介質。

壓力

了解系統中壓力的大小對于選擇正確的針型閥很重要。堅固的針型閥在 100°F (38°C) 時可應對高達 4,000 至 5,000 psi（275 至 413 bar）的壓力。當需要更高的壓力時，例如高壓液壓應用，高性能閥門可以在 100°F (38°C) 時處理高達 10000 psi (689 bar) 壓力。當需要真空針閥來用于低壓時，也可以使用一些特殊設計的針型閥。

端口和孔口尺寸

針型閥有多種端口和孔口尺寸供選擇。連接端口也可以是公端或母端。常用的螺紋標準是 NPT（美國國家管螺紋）、BSP（英國標準管）或公制（ISO 標準）。最常用的針閥范圍為 2mm 至 12 mm 或 1/8” 至 2”。確定正確的端口尺寸和孔口尺寸將確保有效的運行使用，減少磨損和/或泄漏的機會。

溫度

針型閥適用于高溫或低溫應用，根據需要來指定閥體和填料/密封材料，尤其是在極端溫度下，以確保針型閥能夠承受極端要求。兩種最常見的密封材料是 PTFE（特氟隆），溫度范圍為 -65°F 至 450°F（-54°C 至 232°C），PEEK（聚醚醚酮）可適用于高達 600°F 的耐溫性（315°C）。

針型閥應用

由于針型閥能夠精確控制流量，所有流體控制應用中都有針型閥的影子。根據溫度和壓力選擇合適的閥門材料和尺寸，針型閥可以用于任何清潔氣體或流體。針型閥最常用的使用之一是監測系統中的氣體流量，如丙烷。丙烷針型閥可以準確地關閉和/或控制流量，并有效地控制應用的燃燒速度。針型閥在汽車發動機系統中是必不可少的設備。