一、閘(zha)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。

二、閘閥的分(fen)類
1. 閘閥的總分類(lei)見(jian)圖6.3.2。

2. 按閥(fa)桿可分(fen)為明桿式和(he)暗桿式(圖6.3.3)。
①. 明桿式
閥桿螺(luo)(luo)紋(wen)露在上部,與之配合(he)的(de)閥桿螺(luo)(luo)母(mu)裝在手輪中(zhong)(zhong)心,旋(xuan)轉手輪就是(shi)旋(xuan)轉螺(luo)(luo)母(mu),從(cong)而使閥桿升降。這(zhe)種(zhong)閥門,啟(qi)閉程度(du)可(ke)以(yi)從(cong)螺(luo)(luo)紋(wen)中(zhong)(zhong)看出,便于操作;對于閥桿螺(luo)(luo)紋(wen)的(de)潤滑和檢(jian)查很方便;特別是(shi)螺(luo)(luo)紋(wen)與介質(zhi)不接觸,可(ke)避免腐蝕性介質(zhi)的(de)腐蝕,所以(yi)石油化(hua)工管(guan)道中(zhong)(zhong)采用較多。但螺(luo)(luo)紋(wen)外露,容易粘上空氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)塵埃,加速磨損,故應盡量(liang)安(an)裝于室內。
②. 暗桿式
閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)螺(luo)(luo)紋在下部,與閘板中心螺(luo)(luo)母配合,升降(jiang)閘板依靠旋(xuan)轉閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)來(lai)實現,而閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)本身看不(bu)出移動。這種(zhong)閥(fa)(fa)門(men)的(de)唯一優點是(shi),開啟(qi)時閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)不(bu)升高,適合于安裝在操作位(wei)置受到限制的(de)地(di)方(fang)。它的(de)缺點很(hen)明顯(xian),啟(qi)閉程度難以(yi)掌握,閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)螺(luo)(luo)紋與介質接觸,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. 按閘板構造分類(lei)
①. 楔式剛性單閘板
閘(zha)板(ban)是(shi)(shi)一楔形整(zheng)體密(mi)封面與(yu)閘(zha)板(ban)垂直中心線成(cheng)一定傾角(jiao),其特(te)點是(shi)(shi)結(jie)構(gou)簡單(dan),尺(chi)寸小(xiao),使(shi)用比較(jiao)(jiao)可靠。單(dan)閘(zha)板(ban)和閥座(zuo)密(mi)封面的楔角(jiao)加(jia)工(gong)精度要求很(hen)高,加(jia)工(gong)維修(xiu)均較(jiao)(jiao)困難,且(qie)在啟閉過(guo)程中密(mi)封面易(yi)發(fa)生(sheng)擦傷,溫(wen)度變(bian)化時閘(zha)板(ban)易(yi)卡(ka)住。這種閘(zha)板(ban)是(shi)(shi)用于常溫(wen)、中溫(wen)、各種壓力的閘(zha)閥。
②. 楔式彈(dan)性單閘板
在閘(zha)板(ban)中(zhong)(zhong)部開環狀槽或由兩塊閘(zha)板(ban)組焊而成,中(zhong)(zhong)間為空(kong)心(xin)楔角加工(gong)。其特點是(shi)結(jie)構簡單,密封面可靠,能(neng)自行補償(chang),由于(yu)異(yi)常負荷而引起(qi)的閥體(ti)(ti)變形,可以防止閘(zha)板(ban)卡住,但關閉力矩不宜(yi)過(guo)大,以防超(chao)過(guo)閘(zha)板(ban)彈性范圍(wei)。彈性閘(zha)板(ban)適用(yong)于(yu)各種壓力、溫度(du)的中(zhong)(zhong)、小口徑閘(zha)閥,及啟閉頻繁的場合,但要求介質(zhi)中(zhong)(zhong)含固體(ti)(ti)雜質(zhi)少且(qie)不適用(yong)于(yu)易結(jie)焦的介質(zhi)。
③. 楔式雙閘板
由(you)兩塊原板(ban)組成用球面頂心(xin)鉸(jiao)接,稱楔式(shi)閘(zha)板(ban)。閘(zha)板(ban)密封面的楔角可以靠頂心(xin)自動(dong)調整,溫度變化時不易(yi)被卡住,也不易(yi)產生擦傷(shang)現象。其缺(que)點是(shi)結構復雜,零件較(jiao)多,閘(zha)板(ban)容易(yi)脫落,不適用于(yu)黏性介(jie)(jie)質,一(yi)般用于(yu)水和蒸(zheng)汽介(jie)(jie)質。
④. 平行(xing)式雙閘板
閘(zha)(zha)板(ban)(ban)兩(liang)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面相(xiang)互平(ping)行(xing),分為自動密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)式(shi)(shi)和撐(cheng)開式(shi)(shi)兩(liang)種。自動密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)式(shi)(shi)平(ping)行(xing)雙閘(zha)(zha)板(ban)(ban)閘(zha)(zha)閥(fa)(fa),是依靠(kao)介質(zhi)的壓(ya)力把閘(zha)(zha)板(ban)(ban)推向出(chu)口側(ce),閥(fa)(fa)座(zuo)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面達到單面密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的目的。若介質(zhi)壓(ya)力較低,其(qi)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)性(xing)不(bu)易(yi)保證,因此(ci)在(zai)(zai)(zai)兩(liang)塊閘(zha)(zha)板(ban)(ban)之間(jian)放置一個彈(dan)簧(huang),在(zai)(zai)(zai)關閉時彈(dan)簧(huang)被壓(ya)縮,靠(kao)彈(dan)簧(huang)力的作用(yong),以(yi)實現密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)。由于彈(dan)簧(huang)把閘(zha)(zha)板(ban)(ban)壓(ya)緊在(zai)(zai)(zai)閥(fa)(fa)座(zuo)上(shang),密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面易(yi)被擦(ca)傷和磨損(sun),目前已(yi)很少采用(yong)這(zhe)種型式(shi)(shi)的閘(zha)(zha)閥(fa)(fa)。撐(cheng)開式(shi)(shi)是用(yong)頂楔把塊閘(zha)(zha)板(ban)(ban)撐(cheng)開壓(ya)緊在(zai)(zai)(zai)閥(fa)(fa)座(zuo)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面上(shang),達到強制(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)。見圖6.3.4。

三(san)、適用范圍
(1)閘閥(fa)在管路中主要起切(qie)斷(duan)作用。關閉件(閘板)沿(yan)閘座中心(xin)線的(de)垂(chui)直方(fang)向移動(dong)。閘閥(fa)與截止閥(fa)相(xiang)比,流阻(zu)小、啟(qi)閉力小,密封可靠,是最(zui)常用的(de)一(yi)種(zhong)閥(fa)門。
(2)當部(bu)分開(kai)啟時(shi),介質會(hui)在閘板背面產生渦流,易引起(qi)閘板的沖蝕和振動,閥座的密(mi)封面也易損壞,故一(yi)般不作為節流用。
(3)與球閥(fa)和蝶閥(fa)相比(bi),閘閥(fa)開(kai)啟時(shi)間(jian)較長,結構尺寸較大(da),不宜(yi)用在直徑較大(da)的(de)情況。可雙向(xiang)流動,重量較重。
(4)明桿適用于腐蝕介(jie)質(zhi)及室(shi)內管道。
(5)閘閥(fa)不(bu)宜用于有固體沉降的流體,也(ye)不(bu)宜用于流量(liang)調節。
(6)如(ru)密封性要求極其嚴格(ge),可采用雙(shuang)閘(zha)板式。
(7)在DN≤50時一般使用剛性單(dan)閘(zha)板,在DN>50時一般使用彈性單(dan)閘(zha)板。
(8)對(dui)于低溫系統的(de)彈性單閘(zha)(zha)板閘(zha)(zha)閥,應在其高壓(ya)側的(de)閘(zha)(zha)板上開(kai)一個排氣孔。
(9)在要求低(di)泄(xie)漏(lou)的(de)工況,應采用低(di)泄(xie)漏(lou)的(de)閘閥(fa)。低(di)泄(xie)漏(lou)的(de)閘閥(fa)有多種(zhong)結構,其中在化工裝置中一般使用波(bo)紋管式閘閥(fa)。
四、閘閥(fa)的缺(que)點及不適用范圍
浙江至德鋼(gang)業有限公司工程師發現管道(dao)設計(ji)人(ren)員經常有閘閥誤(wu)用(yong)的(de)現象。雖然(ran)閘閥是石油(you)化工生產裝置中用(yong)得(de)較多的(de)一種(zhong)類型,但(dan)有些工況不宜使(shi)用(yong)閘閥。
閘閥(fa)(fa)(fa)共同(tong)缺(que)點:高(gao)度大(da);啟閉時間(jian)長;在啟閉過程中(zhong)(zhong),密封面容易被沖蝕;修理(li)比截(jie)止閥(fa)(fa)(fa)困難;不適用(yong)于(yu)含懸浮物(wu)和(he)析(xi)出結晶的(de)介質;也(ye)難于(yu)用(yong)非金屬耐腐蝕材料(liao)來(lai)制(zhi)造(zao)。閥(fa)(fa)(fa)體(ti)與閥(fa)(fa)(fa)蓋多采用(yong)法(fa)蘭連接(jie)。閥(fa)(fa)(fa)體(ti)截(jie)面的(de)形狀主(zhu)要(yao)取(qu)決于(yu)公稱壓(ya)力,如低壓(ya)閥(fa)(fa)(fa)門的(de)閥(fa)(fa)(fa)體(ti)多為扁平狀,以(yi)縮小其結構長度。高(gao)中(zhong)(zhong)壓(ya)閘閥(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)體(ti)多為橢圓形或圓形,以(yi)提高(gao)其承壓(ya)能力,減小壁厚。閥(fa)(fa)(fa)體(ti)形狀還與閥(fa)(fa)(fa)體(ti)材料(liao)及制(zhi)造(zao)工藝有關。
閘(zha)閥(fa)不(bu)適用范圍:
①. 因(yin)為開啟高度較(jiao)高,操作(zuo)(zuo)所需空間較(jiao)大(da),所以不適(shi)用于操作(zuo)(zuo)空間較(jiao)小的場合。
②. 啟(qi)閉時間長,所(suo)以不適用(yong)于(yu)快速(su)啟(qi)閉場合。
③. 不宜(yi)用于有固(gu)體(ti)沉降(jiang)的流體(ti)。因為(wei)密封面會磨損,閘(zha)板關不死。
④. 不宜(yi)用于流量(liang)調節。因為閘(zha)閥(fa)部分開啟時,介質會(hui)在閘(zha)板背面產生(sheng)渦流,易(yi)引起(qi)閘(zha)板的沖(chong)蝕(shi)和振動,閥(fa)座的密封面也易(yi)損(sun)壞。
⑤. 頻繁操作(zuo)閥門會(hui)導致(zhi)閥座表(biao)面(mian)過度(du)磨損,因(yin)此通常只適用于(yu)不頻繁操作(zuo)的(de)情況。
五(wu)、閘閥有關標準
1. 鋼(gang)制閘閥設計標(biao)準和適(shi)用范圍,見表(biao)6.3.1。


2. 鐵制閘(zha)閥設計標準和適用范圍(wei),見表(biao)6.3.2。


3. 閘(zha)閥有關其(qi)他標準。
GB/T 12232《通用閥(fa)門(men) 法(fa)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(tong)用(yong)薄壁(bi)彈性密封(feng)閘(zha)閥(fa)》
4. 閘(zha)閥國內(nei)外標準比較見表6.3.3


5. 國外閘閥規(gui)范(fan)應用
設(she)計、制(zhi)造按(an)(an)(an)API 600。結構長度按(an)(an)(an)ASME B16.10。連接端(duan)法蘭尺寸按(an)(an)(an)ASME B16.5;對接焊(han)端(duan)按(an)(an)(an)ASME B16.25;承插(cha)口(kou)尺寸按(an)(an)(an)ASME B16.11;螺紋端(duan)按(an)(an)(an)ASME B1.20.1。閥(fa)門(men)檢查(cha)和試驗按(an)(an)(an)API 598。

