一、閘閥的概(gai)述
閘閥,也叫閘板閥、閘門閥,是廣泛使用的一種閥(fa)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。
二、閘(zha)閥的分類
1. 閘閥的總分類見圖6.3.2。
2. 按(an)閥桿(gan)可分為明桿(gan)式和暗(an)桿(gan)式(圖6.3.3)。
①. 明桿式
閥(fa)桿(gan)螺(luo)紋(wen)露(lu)在上部,與之配合的(de)(de)閥(fa)桿(gan)螺(luo)母(mu)裝在手(shou)輪(lun)中(zhong)(zhong)心,旋(xuan)轉手(shou)輪(lun)就是(shi)旋(xuan)轉螺(luo)母(mu),從而使閥(fa)桿(gan)升降。這種閥(fa)門,啟閉程度可以(yi)從螺(luo)紋(wen)中(zhong)(zhong)看出,便于操作;對于閥(fa)桿(gan)螺(luo)紋(wen)的(de)(de)潤(run)滑和檢查很方便;特別是(shi)螺(luo)紋(wen)與介質(zhi)不接觸,可避免腐(fu)蝕(shi)性介質(zhi)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi),所以(yi)石(shi)油化工管(guan)道中(zhong)(zhong)采用較多。但螺(luo)紋(wen)外露(lu),容易粘上空氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)塵埃,加速(su)磨損,故應(ying)盡量安裝于室內。
②. 暗桿式
閥(fa)桿螺紋(wen)在下部,與閘板(ban)中心螺母配(pei)合,升(sheng)(sheng)降閘板(ban)依靠旋轉(zhuan)閥(fa)桿來實現,而閥(fa)桿本(ben)身看不出移(yi)動。這種閥(fa)門(men)的(de)唯一優點是,開(kai)啟(qi)時閥(fa)桿不升(sheng)(sheng)高,適合于安裝在操作位置(zhi)受到限(xian)制的(de)地方。它的(de)缺點很(hen)明顯(xian),啟(qi)閉程度(du)難以掌握(wo),閥(fa)桿螺紋(wen)與介(jie)質接觸(chu),容易腐蝕損壞。
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(ban)構造分類
①. 楔式剛性單閘板
閘(zha)(zha)板(ban)是(shi)一楔形(xing)整體密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)與閘(zha)(zha)板(ban)垂直中(zhong)心線成(cheng)一定傾角,其特點是(shi)結(jie)構簡單,尺寸(cun)小,使用比較可靠。單閘(zha)(zha)板(ban)和閥座密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)的楔角加工精度要求很高,加工維修(xiu)均(jun)較困難(nan),且在(zai)啟(qi)閉過程(cheng)中(zhong)密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)易(yi)(yi)發生擦傷(shang),溫(wen)度變化時閘(zha)(zha)板(ban)易(yi)(yi)卡(ka)住。這種閘(zha)(zha)板(ban)是(shi)用于常溫(wen)、中(zhong)溫(wen)、各種壓(ya)力的閘(zha)(zha)閥。
②. 楔(xie)式彈性單閘(zha)板
在閘(zha)(zha)板中(zhong)部開環狀(zhuang)槽或(huo)由(you)兩(liang)塊(kuai)閘(zha)(zha)板組焊而成,中(zhong)間為空心(xin)楔(xie)角(jiao)加工(gong)。其特(te)點(dian)是結構簡單,密封(feng)面(mian)可靠,能自(zi)行(xing)補償,由(you)于(yu)異常負荷(he)而引(yin)起(qi)的(de)(de)閥體變形,可以防止(zhi)閘(zha)(zha)板卡(ka)住,但(dan)關閉力矩不(bu)宜過(guo)大,以防超過(guo)閘(zha)(zha)板彈性范圍(wei)。彈性閘(zha)(zha)板適用(yong)于(yu)各種壓力、溫度的(de)(de)中(zhong)、小(xiao)口(kou)徑閘(zha)(zha)閥,及啟閉頻繁(fan)的(de)(de)場合,但(dan)要(yao)求介質中(zhong)含固體雜質少且不(bu)適用(yong)于(yu)易結焦的(de)(de)介質。
③. 楔式雙閘板
由兩塊原板組(zu)成用球面頂(ding)心鉸接,稱楔式閘(zha)(zha)板。閘(zha)(zha)板密(mi)封面的(de)楔角(jiao)可以靠頂(ding)心自動調整(zheng),溫(wen)度變化時不(bu)易被(bei)卡(ka)住,也不(bu)易產生擦(ca)傷現象。其缺點(dian)是結構(gou)復雜,零件較(jiao)多,閘(zha)(zha)板容易脫落,不(bu)適用于(yu)黏性介質,一般用于(yu)水和蒸汽(qi)介質。
④. 平(ping)行式雙閘(zha)板
閘(zha)(zha)板(ban)兩(liang)(liang)密(mi)封(feng)面(mian)相互平行,分為(wei)自動密(mi)封(feng)式(shi)和撐開式(shi)兩(liang)(liang)種。自動密(mi)封(feng)式(shi)平行雙閘(zha)(zha)板(ban)閘(zha)(zha)閥(fa),是依(yi)靠介(jie)質的(de)壓力把閘(zha)(zha)板(ban)推向出口(kou)側,閥(fa)座密(mi)封(feng)面(mian)達(da)到(dao)單面(mian)密(mi)封(feng)的(de)目的(de)。若介(jie)質壓力較低,其密(mi)封(feng)性不(bu)易(yi)保證(zheng),因此在(zai)兩(liang)(liang)塊閘(zha)(zha)板(ban)之(zhi)間放置一個(ge)彈(dan)(dan)簧(huang)(huang),在(zai)關閉時彈(dan)(dan)簧(huang)(huang)被壓縮(suo),靠彈(dan)(dan)簧(huang)(huang)力的(de)作用(yong),以實現密(mi)封(feng)。由于彈(dan)(dan)簧(huang)(huang)把閘(zha)(zha)板(ban)壓緊在(zai)閥(fa)座上,密(mi)封(feng)面(mian)易(yi)被擦(ca)傷和磨損,目前(qian)已很少(shao)采用(yong)這種型式(shi)的(de)閘(zha)(zha)閥(fa)。撐開式(shi)是用(yong)頂楔把塊閘(zha)(zha)板(ban)撐開壓緊在(zai)閥(fa)座密(mi)封(feng)面(mian)上,達(da)到(dao)強制密(mi)封(feng)。見圖6.3.4。
三、適用范圍
(1)閘(zha)閥在管路中主要起切斷作用(yong)。關閉件(閘(zha)板)沿閘(zha)座中心線的垂直方向移動。閘(zha)閥與截止閥相(xiang)比,流阻小、啟閉力(li)小,密封可靠,是最常用(yong)的一種閥門。
(2)當部分開啟時,介質會在(zai)閘板背面產生渦流,易引起(qi)閘板的(de)(de)沖蝕(shi)和振動,閥座(zuo)的(de)(de)密封面也易損壞,故一(yi)般不作為節流用。
(3)與(yu)球閥(fa)和蝶閥(fa)相(xiang)比,閘閥(fa)開啟時間較長,結(jie)構尺寸較大(da),不宜(yi)用(yong)在直徑較大(da)的情(qing)況。可雙向流動,重(zhong)量(liang)較重(zhong)。
(4)明(ming)桿(gan)適用(yong)于腐蝕介質及(ji)室內管道。
(5)閘閥不宜用(yong)于(yu)有固體沉降(jiang)的(de)流體,也不宜用(yong)于(yu)流量(liang)調節。
(6)如(ru)密封性要(yao)求極其嚴格,可采(cai)用雙閘板(ban)式。
(7)在DN≤50時一(yi)般使(shi)(shi)用剛性單(dan)閘(zha)板,在DN>50時一(yi)般使(shi)(shi)用彈性單(dan)閘(zha)板。
(8)對于低溫(wen)系統的彈(dan)性單閘板(ban)閘閥,應在其高(gao)壓(ya)側(ce)的閘板(ban)上(shang)開一個排(pai)氣孔。
(9)在要求低泄漏的(de)工況,應采用低泄漏的(de)閘(zha)閥(fa)。低泄漏的(de)閘(zha)閥(fa)有多種結構,其中在化工裝置中一般使用波紋管式閘(zha)閥(fa)。
四(si)、閘閥的缺點及(ji)不適用范圍(wei)
浙(zhe)江(jiang)至德鋼(gang)業有(you)(you)限公(gong)司工(gong)(gong)程師發現管道設(she)計人(ren)員經常有(you)(you)閘閥誤用(yong)的現象(xiang)。雖然閘閥是石油化工(gong)(gong)生(sheng)產裝置中(zhong)用(yong)得較(jiao)多(duo)的一種類型,但有(you)(you)些(xie)工(gong)(gong)況不宜(yi)使用(yong)閘閥。
閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)共同缺點:高(gao)(gao)度大(da);啟(qi)(qi)閉時(shi)間長(chang);在啟(qi)(qi)閉過程中(zhong)(zhong),密封(feng)面容易被沖(chong)蝕(shi);修理(li)比截(jie)止閥(fa)(fa)(fa)(fa)困難;不適用(yong)于含懸浮物和析出結晶的介質;也難于用(yong)非(fei)金屬耐腐蝕(shi)材料(liao)來制造。閥(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)與閥(fa)(fa)(fa)(fa)蓋多(duo)采用(yong)法蘭連(lian)接。閥(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)截(jie)面的形狀主(zhu)要取決于公稱壓力,如低壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)門的閥(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)多(duo)為(wei)扁平(ping)狀,以縮(suo)小其結構長(chang)度。高(gao)(gao)中(zhong)(zhong)壓閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)多(duo)為(wei)橢(tuo)圓(yuan)形或圓(yuan)形,以提高(gao)(gao)其承壓能力,減小壁(bi)厚。閥(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)形狀還與閥(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)材料(liao)及(ji)制造工藝(yi)有關。
閘閥不(bu)適用范圍:
①. 因為(wei)開啟(qi)高度較高,操(cao)作所需空間較大(da),所以不適用于(yu)操(cao)作空間較小的場(chang)合。
②. 啟閉時間長,所以(yi)不適用(yong)于快速啟閉場合。
③. 不宜用于有固體(ti)沉降的流體(ti)。因為密封面會磨(mo)損,閘板關(guan)不死。
④. 不宜用于流量調節。因為閘閥部分開(kai)啟時,介質會在閘板背(bei)面(mian)產生渦流,易引起閘板的沖蝕和振(zhen)動,閥座的密封面(mian)也易損壞。
⑤. 頻繁操作閥(fa)門(men)會(hui)導致閥(fa)座表面過度磨損,因此(ci)通(tong)常只適用于不(bu)頻繁操作的(de)情況。
五(wu)、閘閥(fa)有關標準
1. 鋼制(zhi)閘閥設計標(biao)準和適用范圍,見表6.3.1。
2. 鐵制(zhi)閘閥設計標準和適用范圍,見(jian)表6.3.2。
3. 閘閥(fa)有關其他標(biao)準。
GB/T 12232《通用閥(fa)門 法蘭連接鐵制閘閥(fa)》
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(gong)水系統用薄(bo)壁彈性密(mi)封閘閥》
4. 閘閥國(guo)內(nei)外(wai)標準比較(jiao)見表(biao)6.3.3
5. 國外閘閥規范應用(yong)
設計、制造按(an)API 600。結構長(chang)度按(an)ASME B16.10。連接端(duan)法蘭尺(chi)(chi)寸按(an)ASME B16.5;對接焊端(duan)按(an)ASME B16.25;承插口尺(chi)(chi)寸按(an)ASME B16.11;螺紋端(duan)按(an)ASME B1.20.1。閥門檢查和(he)試驗按(an)API 598。