一、閘閥的(de)概述
閘閥,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。
二、閘(zha)閥的分類
1. 閘閥(fa)的總分類見圖6.3.2。
2. 按閥(fa)桿可分(fen)為明桿式和暗桿式(圖6.3.3)。
①. 明桿式
閥桿(gan)螺紋(wen)(wen)露在上部(bu),與之配合的(de)閥桿(gan)螺母裝(zhuang)在手輪中心,旋(xuan)轉(zhuan)手輪就是旋(xuan)轉(zhuan)螺母,從(cong)而(er)使閥桿(gan)升降。這種閥門,啟閉程度(du)可以從(cong)螺紋(wen)(wen)中看出,便于(yu)操作;對于(yu)閥桿(gan)螺紋(wen)(wen)的(de)潤滑和(he)檢查很方便;特別是螺紋(wen)(wen)與介質不接觸(chu),可避免腐蝕性介質的(de)腐蝕,所以石(shi)油(you)化工管道中采用較(jiao)多。但螺紋(wen)(wen)外露,容易粘(zhan)上空氣中的(de)塵埃(ai),加(jia)速磨損(sun),故應(ying)盡量安裝(zhuang)于(yu)室(shi)內。
②. 暗桿式
閥桿(gan)螺紋在(zai)下部,與閘板(ban)中心螺母(mu)配合,升降(jiang)閘板(ban)依靠旋轉(zhuan)閥桿(gan)來實現,而閥桿(gan)本身看不(bu)出移動(dong)。這種閥門的(de)唯一優點(dian)是,開啟時閥桿(gan)不(bu)升高,適(shi)合于安裝在(zai)操作位置受到限制的(de)地方(fang)。它的(de)缺點(dian)很明顯(xian),啟閉程度難以(yi)掌(zhang)握,閥桿(gan)螺紋與介質接觸,容易腐(fu)蝕(shi)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(zha)板(ban)構造分類
①. 楔式剛性單閘板(ban)
閘板(ban)(ban)是一(yi)楔形整體(ti)密(mi)封(feng)面(mian)與閘板(ban)(ban)垂直中(zhong)心(xin)線成一(yi)定傾角,其特點(dian)是結構簡單,尺寸小,使(shi)用比較可靠。單閘板(ban)(ban)和閥(fa)(fa)座密(mi)封(feng)面(mian)的(de)(de)楔角加工(gong)(gong)精度要(yao)求很高,加工(gong)(gong)維修(xiu)均較困(kun)難(nan),且在啟閉過(guo)程中(zhong)密(mi)封(feng)面(mian)易(yi)發(fa)生擦傷,溫度變化時(shi)閘板(ban)(ban)易(yi)卡住。這種(zhong)閘板(ban)(ban)是用于常(chang)溫、中(zhong)溫、各種(zhong)壓力(li)的(de)(de)閘閥(fa)(fa)。
②. 楔式(shi)彈性單閘板(ban)
在閘(zha)板中部開環狀槽(cao)或由(you)兩塊閘(zha)板組焊而(er)成,中間(jian)為空(kong)心楔(xie)角加工。其特(te)點是結(jie)構(gou)簡單,密封(feng)面可(ke)靠(kao),能自行補償,由(you)于(yu)(yu)異常負荷(he)而(er)引起的閥(fa)體變形,可(ke)以防(fang)止(zhi)閘(zha)板卡住,但(dan)關閉(bi)力矩(ju)不宜過大,以防(fang)超過閘(zha)板彈(dan)性(xing)范圍。彈(dan)性(xing)閘(zha)板適(shi)用于(yu)(yu)各種壓力、溫度的中、小口徑(jing)閘(zha)閥(fa),及(ji)啟閉(bi)頻(pin)繁的場合,但(dan)要求介質中含固體雜質少且不適(shi)用于(yu)(yu)易(yi)結(jie)焦(jiao)的介質。
③. 楔式雙閘板
由兩塊(kuai)原板(ban)組成(cheng)用(yong)球面(mian)頂心(xin)鉸接,稱楔式閘(zha)板(ban)。閘(zha)板(ban)密(mi)封面(mian)的楔角可以靠頂心(xin)自動調(diao)整,溫度變化時不(bu)易(yi)被(bei)卡住,也不(bu)易(yi)產生擦傷現象。其缺(que)點(dian)是結構(gou)復雜(za),零(ling)件(jian)較多,閘(zha)板(ban)容易(yi)脫(tuo)落,不(bu)適用(yong)于黏性介質(zhi),一般用(yong)于水和蒸汽介質(zhi)。
④. 平(ping)行(xing)式雙閘(zha)板
閘(zha)(zha)(zha)板(ban)(ban)兩(liang)密(mi)(mi)(mi)封(feng)面相互平行,分為(wei)自動密(mi)(mi)(mi)封(feng)式(shi)和撐開(kai)式(shi)兩(liang)種。自動密(mi)(mi)(mi)封(feng)式(shi)平行雙(shuang)閘(zha)(zha)(zha)板(ban)(ban)閘(zha)(zha)(zha)閥,是依靠介(jie)質的(de)壓(ya)(ya)力把(ba)閘(zha)(zha)(zha)板(ban)(ban)推向(xiang)出口側,閥座(zuo)密(mi)(mi)(mi)封(feng)面達到單面密(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)目的(de)。若介(jie)質壓(ya)(ya)力較低,其密(mi)(mi)(mi)封(feng)性不(bu)易保(bao)證,因(yin)此在兩(liang)塊(kuai)閘(zha)(zha)(zha)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)放置一個彈(dan)簧(huang),在關閉時彈(dan)簧(huang)被壓(ya)(ya)縮,靠彈(dan)簧(huang)力的(de)作用(yong),以實現密(mi)(mi)(mi)封(feng)。由于彈(dan)簧(huang)把(ba)閘(zha)(zha)(zha)板(ban)(ban)壓(ya)(ya)緊在閥座(zuo)上,密(mi)(mi)(mi)封(feng)面易被擦(ca)傷和磨損,目前已(yi)很少采用(yong)這種型式(shi)的(de)閘(zha)(zha)(zha)閥。撐開(kai)式(shi)是用(yong)頂(ding)楔把(ba)塊(kuai)閘(zha)(zha)(zha)板(ban)(ban)撐開(kai)壓(ya)(ya)緊在閥座(zuo)密(mi)(mi)(mi)封(feng)面上,達到強制密(mi)(mi)(mi)封(feng)。見(jian)圖6.3.4。
三、適用范圍
(1)閘(zha)閥(fa)在管路中主(zhu)要(yao)起切斷作用(yong)。關閉(bi)件(jian)(閘(zha)板)沿閘(zha)座中心線的垂直方向移動。閘(zha)閥(fa)與(yu)截止閥(fa)相(xiang)比,流阻小、啟閉(bi)力小,密封可(ke)靠(kao),是最(zui)常用(yong)的一種閥(fa)門。
(2)當部分(fen)開啟時,介(jie)質會在(zai)閘(zha)板(ban)背(bei)面產生渦流(liu),易(yi)引(yin)起閘(zha)板(ban)的(de)沖蝕(shi)和振動,閥座的(de)密封面也(ye)易(yi)損壞,故一般(ban)不作(zuo)為節流(liu)用。
(3)與(yu)球(qiu)閥和蝶(die)閥相比,閘閥開啟時間(jian)較長,結構尺寸較大(da),不宜用在直徑較大(da)的(de)情況。可雙向流動,重(zhong)量較重(zhong)。
(4)明桿適用于腐蝕(shi)介質及(ji)室(shi)內(nei)管道。
(5)閘閥(fa)不(bu)宜用于有固體沉降的流體,也不(bu)宜用于流量調節。
(6)如密封性要求極(ji)其嚴格,可采用(yong)雙閘(zha)板式。
(7)在DN≤50時(shi)一(yi)般使(shi)用剛性(xing)單(dan)閘板,在DN>50時(shi)一(yi)般使(shi)用彈性(xing)單(dan)閘板。
(8)對于(yu)低溫系統(tong)的彈性(xing)單閘板閘閥(fa),應在其高壓側的閘板上開一(yi)個(ge)排氣孔。
(9)在要(yao)求低泄漏的(de)工況(kuang),應采用低泄漏的(de)閘閥(fa)。低泄漏的(de)閘閥(fa)有多(duo)種結構,其中(zhong)在化工裝置中(zhong)一般使用波(bo)紋管式(shi)閘閥(fa)。
四、閘(zha)閥的缺點及(ji)不適用(yong)范圍
浙江至德鋼業有限(xian)公司(si)工程師發現管(guan)道設計人員經常有閘閥誤用(yong)的(de)(de)現象(xiang)。雖然閘閥是石油化工生(sheng)產裝(zhuang)置中用(yong)得(de)較多(duo)的(de)(de)一種(zhong)類型,但有些(xie)工況不宜使用(yong)閘閥。
閘(zha)閥(fa)(fa)共(gong)同(tong)缺(que)點:高度(du)大;啟(qi)閉時間長;在啟(qi)閉過(guo)程(cheng)中,密封面容易(yi)被(bei)沖蝕;修理比截止閥(fa)(fa)困(kun)難;不(bu)適用于(yu)(yu)含懸(xuan)浮物和析出結(jie)晶(jing)的介(jie)質;也難于(yu)(yu)用非金(jin)屬(shu)耐(nai)腐蝕材料來制(zhi)造(zao)(zao)。閥(fa)(fa)體(ti)(ti)與閥(fa)(fa)蓋多(duo)(duo)采用法蘭連接。閥(fa)(fa)體(ti)(ti)截面的形(xing)狀主要取決于(yu)(yu)公稱壓力,如低壓閥(fa)(fa)門的閥(fa)(fa)體(ti)(ti)多(duo)(duo)為扁平狀,以(yi)縮小(xiao)其結(jie)構長度(du)。高中壓閘(zha)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)體(ti)(ti)多(duo)(duo)為橢圓形(xing)或(huo)圓形(xing),以(yi)提高其承壓能(neng)力,減小(xiao)壁厚。閥(fa)(fa)體(ti)(ti)形(xing)狀還(huan)與閥(fa)(fa)體(ti)(ti)材料及制(zhi)造(zao)(zao)工藝(yi)有關。
閘(zha)閥不(bu)適用(yong)范圍:
①. 因為開(kai)啟高度(du)較(jiao)高,操作(zuo)所(suo)需空間(jian)較(jiao)大,所(suo)以不適用于操作(zuo)空間(jian)較(jiao)小的場合(he)。
②. 啟閉(bi)時(shi)間長,所以不(bu)適用于快(kuai)速啟閉(bi)場合。
③. 不(bu)宜用于有固體(ti)沉降的流體(ti)。因為密封面(mian)會磨損,閘板關不(bu)死。
④. 不宜用于流量調節。因為(wei)閘(zha)閥(fa)(fa)部分(fen)開啟(qi)時,介質會在閘(zha)板背面產生渦流,易引起閘(zha)板的(de)沖蝕(shi)和振動,閥(fa)(fa)座的(de)密封(feng)面也易損壞。
⑤. 頻(pin)(pin)繁(fan)操(cao)作閥門會導致(zhi)閥座表面(mian)過(guo)度磨(mo)損,因此通常(chang)只適用于不(bu)頻(pin)(pin)繁(fan)操(cao)作的(de)情(qing)況(kuang)。
五(wu)、閘閥(fa)有關標準
1. 鋼制閘閥設計(ji)標準(zhun)和適用范(fan)圍(wei),見表6.3.1。
2. 鐵制閘閥設計標(biao)準和適用(yong)范圍(wei),見表6.3.2。
3. 閘閥(fa)有關(guan)其他標(biao)準。
GB/T 12232《通(tong)用閥門 法蘭連接鐵(tie)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(yong)薄壁(bi)彈(dan)性(xing)密封閘閥》
4. 閘(zha)閥國內外(wai)標(biao)準比較見表6.3.3
5. 國外閘閥(fa)規(gui)范應(ying)用
設(she)計、制造按(an)(an)(an)API 600。結構長度按(an)(an)(an)ASME B16.10。連接端法蘭(lan)尺寸按(an)(an)(an)ASME B16.5;對(dui)接焊端按(an)(an)(an)ASME B16.25;承插(cha)口尺寸按(an)(an)(an)ASME B16.11;螺(luo)紋(wen)端按(an)(an)(an)ASME B1.20.1。閥門檢查和試驗按(an)(an)(an)API 598。