一、閘閥的概述


  閘閥(fa),也叫閘板閥、閘門閥,是廣泛使用的一種閥門。它的閉合原理是,閘板密封面與閘座密封面高度光潔、平整與一致,互相貼合,可阻止介質流過,并依靠頂楔、彈簧或閘板的楔形,來增強密封效果。典型閥門見圖6.3.1。


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二、閘閥的分類


 1. 閘閥的總分類見(jian)圖(tu)6.3.2。


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 2. 按(an)閥桿可(ke)分為明桿式和暗桿式(圖6.3.3)。


  ①. 明(ming)桿(gan)式


     閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿螺紋露在(zai)上部(bu),與之(zhi)配合的閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿螺母裝(zhuang)在(zai)手(shou)輪中(zhong)心,旋轉手(shou)輪就是旋轉螺母,從(cong)而使閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿升降。這(zhe)種閥(fa)(fa)(fa)(fa)門,啟(qi)閉程度可以從(cong)螺紋中(zhong)看出(chu),便于(yu)(yu)操(cao)作;對于(yu)(yu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿螺紋的潤滑和檢(jian)查(cha)很方便;特別是螺紋與介質不(bu)接觸,可避免腐(fu)蝕(shi)性介質的腐(fu)蝕(shi),所以石(shi)油化工管道中(zhong)采用較多。但螺紋外露,容易粘(zhan)上空氣中(zhong)的塵埃,加速磨損,故應盡(jin)量安裝(zhuang)于(yu)(yu)室內(nei)。


  ②暗桿式


     閥(fa)桿(gan)(gan)螺紋在(zai)下部,與閘板(ban)中(zhong)心螺母配合,升降閘板(ban)依靠旋轉閥(fa)桿(gan)(gan)來實(shi)現,而閥(fa)桿(gan)(gan)本身(shen)看不出移(yi)動。這種閥(fa)門的唯一優點是,開啟(qi)時閥(fa)桿(gan)(gan)不升高,適合于安裝在(zai)操作位置受到限制的地方(fang)。它的缺點很明顯,啟(qi)閉程度難以掌握,閥(fa)桿(gan)(gan)螺紋與介質(zhi)接(jie)觸,容易腐(fu)蝕損壞(huai)。


  ③大口徑或高中壓閥門用明桿,DN50以下的低壓的無腐蝕介質閥門通常采用暗桿。


 3. 按閘板構造分類


   ①. 楔式剛(gang)性單閘板


     閘板是一楔(xie)形(xing)整體(ti)密封(feng)面(mian)與閘板垂直中(zhong)心線(xian)成一定(ding)傾(qing)角(jiao),其特(te)點是結構(gou)簡單,尺寸(cun)小(xiao),使用比較(jiao)可靠。單閘板和閥座密封(feng)面(mian)的楔(xie)角(jiao)加(jia)工精度要求很(hen)高,加(jia)工維修均較(jiao)困難,且在啟閉過程中(zhong)密封(feng)面(mian)易發(fa)生擦傷,溫度變化時閘板易卡住。這種閘板是用于常溫、中(zhong)溫、各種壓力的閘閥。


   ②. 楔(xie)式(shi)彈性單閘板


     在閘(zha)(zha)板(ban)中部開(kai)環狀槽或(huo)由兩(liang)塊閘(zha)(zha)板(ban)組焊而成,中間為空心楔角加工。其特點(dian)是結構(gou)簡(jian)單,密(mi)封面可(ke)靠,能(neng)自行補(bu)償,由于(yu)異(yi)常(chang)負荷而引(yin)起(qi)的閥體變形,可(ke)以防止(zhi)閘(zha)(zha)板(ban)卡住,但(dan)關閉力矩不宜過大,以防超過閘(zha)(zha)板(ban)彈(dan)性(xing)范圍。彈(dan)性(xing)閘(zha)(zha)板(ban)適用于(yu)各種壓力、溫度(du)的中、小口徑(jing)閘(zha)(zha)閥,及啟(qi)閉頻繁的場合,但(dan)要求介質中含固體雜質少且(qie)不適用于(yu)易結焦(jiao)的介質。


   ③. 楔(xie)式雙閘(zha)板


     由兩塊原板組成用(yong)(yong)球面(mian)頂心鉸接(jie),稱(cheng)楔式閘板。閘板密封面(mian)的(de)楔角可以靠(kao)頂心自動(dong)調整,溫(wen)度變化時不(bu)易被卡住(zhu),也不(bu)易產生擦(ca)傷現象。其缺點是結構(gou)復雜,零件較多,閘板容易脫落(luo),不(bu)適(shi)用(yong)(yong)于(yu)黏性(xing)介質,一般用(yong)(yong)于(yu)水(shui)和蒸汽介質。


   ④. 平行式雙閘板


     閘(zha)板兩(liang)密封(feng)面(mian)相(xiang)互平(ping)行(xing),分(fen)為(wei)自動密封(feng)式(shi)(shi)(shi)和撐開式(shi)(shi)(shi)兩(liang)種。自動密封(feng)式(shi)(shi)(shi)平(ping)行(xing)雙閘(zha)板閘(zha)閥,是依靠(kao)介質(zhi)(zhi)的壓力把(ba)閘(zha)板推向(xiang)出口側,閥座(zuo)密封(feng)面(mian)達到(dao)單面(mian)密封(feng)的目的。若介質(zhi)(zhi)壓力較低,其密封(feng)性不易保證(zheng),因此在(zai)兩(liang)塊閘(zha)板之間(jian)放(fang)置一個彈簧(huang)(huang),在(zai)關閉時彈簧(huang)(huang)被壓縮,靠(kao)彈簧(huang)(huang)力的作用(yong)(yong),以實現密封(feng)。由于彈簧(huang)(huang)把(ba)閘(zha)板壓緊在(zai)閥座(zuo)上,密封(feng)面(mian)易被擦(ca)傷(shang)和磨損,目前已很少采(cai)用(yong)(yong)這種型式(shi)(shi)(shi)的閘(zha)閥。撐開式(shi)(shi)(shi)是用(yong)(yong)頂楔把(ba)塊閘(zha)板撐開壓緊在(zai)閥座(zuo)密封(feng)面(mian)上,達到(dao)強(qiang)制密封(feng)。見圖6.3.4。


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三、適用范圍


(1)閘閥(fa)在(zai)管路中(zhong)主要(yao)起切斷作(zuo)用(yong)。關(guan)閉件(閘板)沿閘座(zuo)中(zhong)心線的(de)垂直方向移動。閘閥(fa)與截止閥(fa)相比,流阻小、啟閉力(li)小,密封(feng)可靠,是(shi)最常(chang)用(yong)的(de)一種(zhong)閥(fa)門。


(2)當(dang)部分(fen)開啟時,介質會在閘板(ban)背(bei)面(mian)產生渦流,易引起閘板(ban)的沖蝕和(he)振動,閥(fa)座的密封(feng)面(mian)也(ye)易損壞,故一般不作為節流用。


(3)與球閥和蝶閥相比,閘閥開啟時間(jian)較長(chang),結構(gou)尺(chi)寸(cun)較大(da),不宜(yi)用(yong)在直徑較大(da)的情(qing)況。可雙(shuang)向流動,重量較重。


(4)明(ming)桿適用于腐蝕介質及室內管道。


(5)閘閥不宜(yi)用于有固體沉降(jiang)的(de)流(liu)(liu)體,也不宜(yi)用于流(liu)(liu)量調節。


(6)如密封性要求極其嚴格(ge),可采(cai)用(yong)雙閘板(ban)式。


(7)在DN≤50時一般使(shi)用剛性單閘板,在DN>50時一般使(shi)用彈性單閘板。


(8)對于(yu)低溫系統的彈性單(dan)閘(zha)板閘(zha)閥,應在其高壓側的閘(zha)板上開一個(ge)排(pai)氣孔。


(9)在要求低泄(xie)漏的工況,應采用低泄(xie)漏的閘(zha)(zha)閥(fa)。低泄(xie)漏的閘(zha)(zha)閥(fa)有多種結(jie)構(gou),其中在化工裝置中一般使用波紋管式(shi)閘(zha)(zha)閥(fa)。



四、閘閥的(de)缺點及不適用范(fan)圍


  浙(zhe)江(jiang)至德鋼業有(you)限公(gong)司工程(cheng)師發現管道設計人(ren)員經常有(you)閘(zha)閥誤用的現象。雖(sui)然閘(zha)閥是石油化工生(sheng)產裝置中用得(de)較(jiao)多(duo)的一種(zhong)類型,但(dan)有(you)些工況(kuang)不宜使用閘(zha)閥。


  閘閥(fa)(fa)共(gong)同缺點:高(gao)(gao)度(du)(du)大;啟(qi)(qi)閉(bi)時間長(chang);在(zai)啟(qi)(qi)閉(bi)過程中,密封面容易被沖蝕(shi)(shi);修理比截(jie)止閥(fa)(fa)困(kun)難(nan);不適用于含(han)懸(xuan)浮物和(he)析出結晶(jing)的介(jie)質;也難(nan)于用非金屬耐腐蝕(shi)(shi)材(cai)料(liao)來制(zhi)造(zao)(zao)。閥(fa)(fa)體與(yu)閥(fa)(fa)蓋多(duo)(duo)采用法蘭連接。閥(fa)(fa)體截(jie)面的形(xing)(xing)狀主要取決于公稱壓力,如低壓閥(fa)(fa)門(men)的閥(fa)(fa)體多(duo)(duo)為(wei)扁平狀,以縮小其(qi)結構長(chang)度(du)(du)。高(gao)(gao)中壓閘閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)體多(duo)(duo)為(wei)橢圓(yuan)形(xing)(xing)或(huo)圓(yuan)形(xing)(xing),以提高(gao)(gao)其(qi)承壓能力,減小壁厚。閥(fa)(fa)體形(xing)(xing)狀還(huan)與(yu)閥(fa)(fa)體材(cai)料(liao)及制(zhi)造(zao)(zao)工(gong)藝有關。


  閘閥不適用(yong)范(fan)圍:


   ①. 因為開啟高(gao)(gao)度較高(gao)(gao),操作(zuo)所需空間較大,所以不(bu)適用(yong)于操作(zuo)空間較小的場合。


   ②. 啟閉時間長,所(suo)以不適用于快(kuai)速啟閉場合。


   ③. 不宜用(yong)于有固體沉降的流體。因為密封(feng)面會(hui)磨損(sun),閘板關(guan)不死。


   ④. 不宜用于流量調(diao)節。因為閘閥(fa)部分開啟時,介質會在(zai)閘板(ban)背面(mian)產生渦流,易(yi)引起閘板(ban)的沖(chong)蝕(shi)和振動,閥(fa)座的密封(feng)面(mian)也易(yi)損(sun)壞。


   ⑤. 頻繁操作閥門會導致(zhi)閥座表面過度磨損(sun),因此通常只(zhi)適用于不頻繁操作的情(qing)況。



五、閘閥(fa)有關標準(zhun)


 1. 鋼制閘閥設計標(biao)準和適用范圍,見表6.3.1。



 2. 鐵制閘(zha)閥設計標準和適用范圍(wei),見表6.3.2。



 3. 閘閥有關其他(ta)標準。


   GB/T 12232《通用閥門 法蘭連接鐵制閘閥》

   

   GB/T 12234《通用閥門 法蘭和對焊連接鋼制閘閥》


   GB/T 8464《內螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥通用技術條件》


   GB/T 8465.1《內螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥 基本尺寸 鐵制閘閥》


   JB/T 53162《閘閥 產品質量分等》


   JB/T 5298《管線用鋼制平板閘閥》


   JB/Z 243《閘閥 靜壓壽命試驗規程》


   JB/T Q648《鐵制對夾式平板閘閥》


   JB/T 53200《鐵制對夾式平板閘閥產品質量分等》


   JB/T 53242《鋼制平板閘閥 產品質量分等》


   AWWA C515《供水系統用薄壁彈性密(mi)封(feng)閘(zha)閥》


 4. 閘(zha)閥國內外標(biao)準比較見表6.3.3





 5. 國外閘閥規范(fan)應用


   設計(ji)、制造按(an)(an)API 600。結構長度(du)按(an)(an)ASME B16.10。連接端法蘭尺(chi)寸按(an)(an)ASME B16.5;對接焊端按(an)(an)ASME B16.25;承插(cha)口尺(chi)寸按(an)(an)ASME B16.11;螺紋端按(an)(an)ASME B1.20.1。閥門檢查(cha)和試驗按(an)(an)API 598。





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