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閘閥的具體分類簡介

發布日期:[2015-12-10]    點擊率:

閘閥的具體分類簡介


閘閥是隔離類閥門中最常見的閥門類型之一。在每個精煉廠、化工廠彩计划官方网站、電站和工業企業生產設備中都可以找到這類閥門,其制造尺寸范圍可以從DN6? 4200。選用閘閥的主要目的是截斷流體。正是由于這個原因,閘閥通常被稱為“截斷”閥或“阻斷”閥。 閘閥一般應用于全開或全關操作的工作場合。當全開時,通過閘閥的壓力降非常??;當全關時,具有很好的壓力密封性能。由于閘板與閥座環的配合,當閘閥關閉時,幾乎沒有泄漏發生。然而彩计划官方网站,在背壓(一般不小于0. 34bar,lbar=105Pa)非常低的情況下,可能會發生某些泄漏。閘閥的另一個優點是通常開啟和關閉很緩慢,這一特性可以防止流體水錘效應對管道系統的損壞彩计划官方网站。

在眾多通用閥門類型中,只有全通徑球閥能夠與閘閥的流量特性相當彩计划官方网站。對稱設計結構和對等密封使得閘閥可以從兩個方向中的任何一個方向上截斷介質流彩计划官方网站。閘閥還可以選用各種材料制造,可以從五金店貨架上找到DJV15的小型黃銅閘閥,也可從核電站核 島中找到特殊合金閘閥。閘閥的主要局限性在于不能適用于節流性工況。當閘閥應用于節流性工況時彩计划官方网站,流體在閥座附近常常具有很高的流速彩计划官方网站,這樣會引起侵蝕。同樣在部分開啟狀態,閘板會在介質的沖擊下出現擺動,這樣會造成密封副損壞。通常,閘閥比截止閥更易于產生閥座和閘板密封面的磨損,而這種磨損的修復,很難通過研磨和拋光的手段來完成。

由于閘閥的結構特點非常適合于大型化裝置,所以其應用范圍不斷擴大,并向著高溫高壓發展。閘閥最大口徑已達DM200,在合成氨裝置中已大量使用 PJV320的高壓閘閥,用于石油、天然氣鉆采的井口的閘閥工作壓力高達138MPa。制造高溫高壓閘閥的關鍵彩计划官方网站,是解決由于溫度變化引起閘板楔死的問題,

以及保證其可靠的密封性能彩计划官方网站。為此,要在閘板和閥座密封結構上進行研究改進。彈性閥座和彈性浮動閥座已開始得到應用,使閘閥能夠實現進口密封彩计划官方网站、出口密封或進出口雙重密封。目前閘閥使用壽命還難以與其他閥類相比彩计划官方网站,如何提高使用壽命,也是閘閥發展的重要課題。

閘閥又叫閘板閥彩计划官方网站,主要由閥體、閥蓋、閘板、閥桿、閥座和密封填料等部分組成,如圖2-1所示。

閘閥是啟閉件(閘板),由閥桿帶動,沿閥座 (密封面)做直線升降運動的閥門。一般,閘閥不可用來調節流量,只能作為截斷裝置使用彩计划官方网站,要么完全開啟,要么完全關閉。在各種類型的閥門中,閘閥是應用最廣泛的一種。既適用于常溫和常壓工況,也適用 于高溫及低溫和高壓及低壓工況彩计划官方网站,并可以通過選用不同的材質,適用于各種不同的介質中。

閘閥具有如下優點:

①流體阻力小。閘閥閥體內部介質通道是直通的彩计划官方网站,介質流經閘閥時不改變其流動方向,因而流體阻力較小。

②結構長度(與管道相連接的兩端面間的距離)較小。由于閘板呈圓盤狀,是垂直置于閥體內的,而截止閥閥瓣(也呈圓盤狀)是平行置于閥體內的,因而與截止閥相比,其結構長度較小。如PN16彩计划官方网站、DJV150的截止閥,其結構長度為480mm,而同一參 數的閘閥結構長度僅為350mm。

③啟閉較省力。啟閉時閘板運動方向與介質流動方向相垂直,而截止閥閥瓣通常在關閉時的運動方向與閥座處介質流動方向相反,因而必須克服介質的作用力。所以與截止閥相比,閘閥的啟閉較為省力。

④介質流動方向不受限制彩计划官方网站。介質可從閘閥兩側任意方向流過閘閥,均能達到接通或截斷的目的彩计划官方网站。便于安裝,適用于介質的流動方向可能改變的管路中。

⑤全開時,密封面受工作介質的沖蝕很小。

⑥形體結構比較簡單,制造工藝性較好。

同時閘閥也存在一些缺點如下:

①密封面易產生擦傷。啟閉時閘板與閥座相接觸的兩密封面之間有相對滑動彩计划官方网站,在介質推力作用下易產生擦傷,從而破壞密封性能,影響使用壽命。

②零件較多彩计划官方网站,結構較復雜,制造與維修都較為困難,與截止閥相比成本較高。

③外形尺寸和開啟高度都較大,所需安裝的空間亦較大。

④一般閘閥都有兩個密封副,給加工彩计划官方网站、研磨和維修增加了一些困難。

⑤操作行程大,啟閉時間長。由于開啟時需將閘板完全提升到閥座通道上方,關閉時又需將閘板全部落下阻斷閥座通道,所以閘板的啟閉行程很大,啟閉時間較長。

閘閥有各種不同的結構形式,其主要區別是所采用的密封元件結構類型不同。根據密封元件的結構, 常把閘閥分成幾種不同的類型。例如,根據結構類型分類,有平行式閘閥和楔式閘閥;根據閥桿的結構還可分為明桿(升降桿)閘閥(圖2-2)和暗桿(旋轉桿)閘閥(圖2-3)。

(1) 按閥桿分類

閥桿是閘閥的操作部件,其作用是將啟閉力傳遞到啟閉件上。按閥桿結構類型分類彩计划官方网站,有明桿閘閥與暗 桿閘閥兩種彩计划官方网站。

①明桿閘閥其閥桿梯形螺紋置于閥體之外, 位于閥桿上部,通過旋轉閥桿螺母,使閥桿帶動閘板同步上升與下降來實現閥門的啟閉,因此容易識別閥門的啟閉狀態,避免誤操作。由于閥桿螺母在體腔外,有利于潤滑,同時啟閉狀態直觀明顯彩计划官方网站,因而應用 廣泛彩计划官方网站。但在惡劣環境中,閥桿的外露螺紋易受損害和腐蝕,甚至影響操作。它的缺點是閥門開啟后的高度大彩计划官方网站,通常在閥門原高度的基礎上要加一個

行程,因而需要很大的操作空間彩计划官方网站。

②暗桿閘閥閥桿螺母置于閥體內部,常被固定在閘板上,通過閥桿的旋轉使閥桿螺母帶動閘板做升降運動來完成啟閉。由于傳動用的梯形螺紋位于閥體內部,雖不受外界環境影響,但易受介質腐蝕和無法進行潤滑,開啟程度不能直接觀察,需另設指示裝置。但它的閥桿不做升降運動,所需操作空間小,故適用于位置有限管路密集的場合,如船舶、地下管 道等。

(2) 按結構類型分類

閘閥的結構類型通常指的是閘板的類型,閘板的類型分為楔式和平行式兩種彩计划官方网站。即閘板為楔式的稱為楔式閘閥,閘板為平行式的即為平板閘閥。

(1)閥體與閥蓋結構

由于閘閥通常應用于大口徑管道上,所以閥體與閥蓋多采用法蘭連接。閥體要容納垂直放置并做升降運動的圓盤狀閘板,因而閥體內腔高度較大。閥 體截面的形狀主要取決于公稱壓力,如低壓閘閥閥體可設計成扁平狀的,以縮小其結構長度。高、中壓閘閥閥體多設計成圓形或喇叭口形,以提高其承壓能力,減小壁厚。閥體形狀還與閥體材料及制造工藝有關。閥體與閥蓋的連接結構通常有5種:螺紋式閥蓋、活接頭式閥蓋、螺栓連接閥蓋、焊接閥蓋和壓力自密封閥蓋。

①螺紋式閥蓋是最簡單的設計結構。通常只用于不需要經常拆卸的小口徑閥門,成本較低的銅合金閥門等。

②活接頭式閥蓋主要用于銅合金類閥門,但是活接頭結構更便于維修和維護拆卸。

③螺栓連接閥蓋是最常用的連接結構,當今工業用閘閥大多數采用該結構彩计划官方网站。與螺紋式和活接頭式連接結構不同的是,螺栓連接閥蓋結構中閥體和閥蓋之間的連接需要墊片密封。

④焊接閥蓋對于規格1/2?2in (lin = 0.0254m),磅級介于Class800?2500之間,不需要拆卸的緊湊型鋼制閥門來說,焊接閥蓋是最常用的結構彩计划官方网站。與壓力密封閥蓋相似的是,焊接閥蓋閥門比螺栓連接閥蓋閥門的重量要輕彩计划官方网站。

⑤壓力自密封閥蓋是靠閥體內介質壓力作用于閥體與閥蓋間的金屬密封環或柔性石墨密封環上實現密封。壓力自密封閥門閥腔內的壓力越高,作用于密封環上的力就越大,也就越容易實現密封。壓力自密封結構的閥門,重量一般要輕于螺栓連接閥蓋結構。

(2) 閥桿結構

閘閥閥桿結構主要有三種不同形式:下螺紋升降式閥桿(ISRS)、非升降式閥桿(暗桿NRS)和上螺紋帶支架(明桿OS&Y)。

①下螺紋升降式閥桿是當今銅合金類閥門最常用的閥桿結構。由于閥桿螺紋裸露于介質中,存在被腐蝕的可能,會導致閥桿與閘板失效。因此,該結構一般不適用于關鍵的工業用途閥門。

②非升降式閥桿因為閥門開啟時閥桿不需要升起,所以此結構是在手輪上方的垂直空間受限制時所采用的特殊類型。當今,大多數由鑄鐵或銅合金材質制造的閥門采用此種閥桿結構彩计划官方网站。當操作空間受限時 (例如地下操作),才使用鋼制非升降式閥桿閥門

③上螺紋帶支架式閥桿多用于工業。尤其是在腐蝕性工況中彩计划官方网站,因為閥桿螺紋基本不接觸介質,也就遠離了潛在的腐蝕危害。與其他兩種閥桿結構不同的是,此種結構中,手輪是與閥門支架頂部的閥桿螺母相連彩计划官方网站,而不是直接與閥桿本身相連,因此開啟時手輪不會隨著上升。

(3) 閥座結構閘閥通過閘板與閥座形成密封副,實現閥門的幵啟和關閉。因此彩计划官方网站,閥座結構也尤為關鍵。通常,閥

座結構可以是閥體整體部件,也可以是單獨的閥座圈結構。

整體式閥座與閥體是一個整體,當閥體由耐蝕材料制成時,整體式閥座可以直接由基體材料加工而成 [圖2-4 (a)],也可以同碳素鋼類閥門一樣,在基體上堆焊適用于不同介質的材料加工而成[圖2-4(b) ]。閥座圈則可以選用不同于閥體材料的其他所需材料制成,然后連接到閥體上相應的閥座槽內。但值得注意的是,當閥門應用于溫度變化較大的工況時, 應盡可能選用線脹系數與閥體材料相當的材質制造閥座圈,當閥座圈采用焊接的工藝與閥體連接時,還需要進一步考慮兩種材料的焊接性。

閥座圈與閥體的連接主要有:脹接鑲嵌彩计划官方网站、螺紋和焊接三種形式。其中比較常用的形式如圖2-4(c) ?(h)所示(左邊為閥座圈簡圖,右邊為連接后簡圖)。

圖2-4 (a)所示是在閥體上直接加工出密封面。 適用于閥體為耐蝕材料的中、低壓閘閥彩计划官方网站。

圖2-4 (b)所示是在閥體上直接堆焊金屬材料制成密封面。根據閥門使用工況彩计划官方网站、工作壓力和閥體材料與堆焊材料的焊接性,選擇合適的堆焊材料。

圖2-4 (c)和(d)所示是脹接的閥座,主要適用于閥體材料為鑄鐵類閥門,閥座圈材料選用銅合金或不銹鋼材料制造。在閥體上加工出燕尾槽彩计划官方网站,將閥座圈鑲嵌人燕尾槽,加壓使閥座圈產生塑性變形實現脹接結合彩计划官方网站。多適用于低壓、小口徑閘閥。

圖2-4 (e)所示是鑲嵌連接的閥座,將銅合金或不銹鋼制成的閥座圈鑲嵌入閥體座槽后,用螺釘固定。一般適用于低壓大口徑鑄鐵類閘閥。

圖2-4 (f)所示是鑲嵌連接的非金屬閥座,把塑料或橡膠制成的0形圈鑲嵌入閘板的燕尾槽內制成閥座。一般適用于中、低壓閘閥。

圖2-4 (g)所示是螺紋連接的閥座,在閥座圈的外圓和閥體的座槽內均加工出螺紋,將閥座圈旋

入閥體緊固。螺紋連接使閥座的熱處理要求得以實現,主要適用于對閥座硬度要求較高的場合,通常應用于高彩计划官方网站、中壓,口徑在DJV400 (NPS16)以下的閘閥彩计划官方网站。

某些用戶認為,螺紋閥座還可以實現閘閥閥座的可更換修復。

圖2-4 (h)所示是焊接閥座,首先在閥座圈上堆焊鉻系不銹鋼或硬質合金彩计划官方网站,加工后裝入閥體座槽內,在閥座圈尾部與閥體焊接。適用于高彩计划官方网站、中壓閘閥。

(4)縮徑

在閘閥的產品標準中通常都規定了閥門的最小流道直徑,當設計閥座密封面處的直徑小于連接端處的直徑稱為通徑收縮,即“縮徑”(圖2-5)。

縮徑閥門通常應用于管道需要節流的工況。產品標準里一般也規定了閥門具體縮徑規格,在標準沒有規定出具體縮徑數據時,通常取標準流道直徑的 85%?75%,縮徑通道母線對中心線傾角不大于12°。 采用縮徑形式可以減小閘板的尺寸,從而使其承受的介質作用力降低,閘閥的啟閉力也相應、減??;這樣,小尺寸的閘板、閥桿等也可用于較大通徑的閘閥,從 而擴大了零部件的通用范圍。但是采用縮徑彩计划官方网站,會造成很大的壓力損失,會增加閥內流體阻力彩计划官方网站,因而通道收縮比不宜太大。常見的縮徑閘閥大多是公稱尺寸不大于DN300 (NPS12),閥門公稱尺寸的孔徑降低一個規格,公稱尺寸DiV350?600 (NPS14?24)彩计划官方网站,公稱尺寸的孔徑降低兩個規格,例如公稱尺寸為DiVlOO的閥門,閥座通道直徑可收縮到DN80,公稱尺寸應表DN100(NPS4)XDiV80(NPS3)。

在某些工作條件下(如石油行業的輸油、氣管線),不允許采用縮徑閥門。這一方面是為了減少長輸管線的阻力損失,另一方面是為了避免通徑收縮后 給掃線清管通球造成障礙。


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