一、閘(zha)閥(fa)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、閘閥的分類
1. 閘(zha)閥的(de)總分(fen)類見圖6.3.2。
2. 按(an)閥桿可(ke)分為明桿式(shi)和暗桿式(shi)(圖6.3.3)。
①. 明桿式
閥(fa)(fa)桿(gan)螺(luo)紋(wen)(wen)(wen)露在(zai)上部,與之(zhi)配合的閥(fa)(fa)桿(gan)螺(luo)母裝(zhuang)在(zai)手(shou)輪中心,旋(xuan)轉手(shou)輪就是(shi)旋(xuan)轉螺(luo)母,從而使閥(fa)(fa)桿(gan)升降。這種閥(fa)(fa)門,啟閉程度可以(yi)(yi)從螺(luo)紋(wen)(wen)(wen)中看(kan)出,便于(yu)操(cao)作(zuo);對于(yu)閥(fa)(fa)桿(gan)螺(luo)紋(wen)(wen)(wen)的潤滑和檢查很方便;特別是(shi)螺(luo)紋(wen)(wen)(wen)與介(jie)質不接觸(chu),可避(bi)免腐蝕(shi)性介(jie)質的腐蝕(shi),所以(yi)(yi)石油化(hua)工管(guan)道(dao)中采(cai)用(yong)較多(duo)。但(dan)螺(luo)紋(wen)(wen)(wen)外露,容(rong)易粘(zhan)上空氣中的塵埃,加速磨損,故應盡量(liang)安裝(zhuang)于(yu)室內。
②. 暗桿式
閥(fa)桿(gan)螺(luo)紋在下部,與(yu)(yu)閘板中心螺(luo)母配合,升降(jiang)閘板依靠旋(xuan)轉(zhuan)閥(fa)桿(gan)來(lai)實(shi)現,而閥(fa)桿(gan)本身看不(bu)出移(yi)動。這(zhe)種(zhong)閥(fa)門的(de)(de)(de)唯一優(you)點(dian)是,開啟時閥(fa)桿(gan)不(bu)升高,適合于(yu)安(an)裝(zhuang)在操作(zuo)位置受到(dao)限制(zhi)的(de)(de)(de)地方。它的(de)(de)(de)缺點(dian)很明顯,啟閉程(cheng)度難以掌握,閥(fa)桿(gan)螺(luo)紋與(yu)(yu)介質(zhi)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
①. 楔式(shi)剛(gang)性(xing)單閘(zha)板
閘(zha)(zha)板(ban)是一楔(xie)形(xing)整體密封面與閘(zha)(zha)板(ban)垂(chui)直中(zhong)心(xin)線成一定傾角,其特點是結構簡單(dan),尺寸(cun)小,使用比較(jiao)可靠。單(dan)閘(zha)(zha)板(ban)和(he)閥座密封面的楔(xie)角加工(gong)精度要(yao)求很高,加工(gong)維(wei)修均較(jiao)困(kun)難,且在啟閉(bi)過程中(zhong)密封面易發生擦傷(shang),溫(wen)(wen)度變化時(shi)閘(zha)(zha)板(ban)易卡(ka)住。這種(zhong)閘(zha)(zha)板(ban)是用于常溫(wen)(wen)、中(zhong)溫(wen)(wen)、各種(zhong)壓力的閘(zha)(zha)閥。
②. 楔式彈性單(dan)閘板(ban)
在閘板中(zhong)部開環狀槽或由兩(liang)塊閘板組焊而成,中(zhong)間為空心楔角加工。其特點是結構簡單(dan),密(mi)封面(mian)可靠,能自行補償,由于異(yi)常負荷而引起的閥體變形,可以防止閘板卡住,但關閉力矩不宜過大,以防超過閘板彈性范(fan)圍(wei)。彈性閘板適用(yong)于各種壓力、溫度的中(zhong)、小口徑(jing)閘閥,及(ji)啟閉頻繁(fan)的場合(he),但要求介質(zhi)中(zhong)含(han)固(gu)體雜質(zhi)少(shao)且(qie)不適用(yong)于易結焦(jiao)的介質(zhi)。
③. 楔式雙閘(zha)板
由兩塊(kuai)原板組成(cheng)用(yong)球面(mian)頂心鉸接(jie),稱楔(xie)式閘(zha)(zha)板。閘(zha)(zha)板密封面(mian)的楔(xie)角可以靠(kao)頂心自動調整,溫(wen)度變化時不(bu)易(yi)被卡住,也不(bu)易(yi)產生擦傷現象(xiang)。其(qi)缺點是結構復雜,零件較多,閘(zha)(zha)板容易(yi)脫落,不(bu)適用(yong)于黏性介(jie)質,一(yi)般(ban)用(yong)于水(shui)和蒸汽介(jie)質。
④. 平行式雙閘板
閘(zha)(zha)(zha)板兩密(mi)封(feng)面(mian)相互平(ping)行,分為自動密(mi)封(feng)式(shi)和撐(cheng)開(kai)式(shi)兩種。自動密(mi)封(feng)式(shi)平(ping)行雙閘(zha)(zha)(zha)板閘(zha)(zha)(zha)閥(fa),是(shi)依靠介質的壓(ya)力把(ba)(ba)閘(zha)(zha)(zha)板推向出口側,閥(fa)座密(mi)封(feng)面(mian)達(da)到單(dan)面(mian)密(mi)封(feng)的目的。若介質壓(ya)力較低,其密(mi)封(feng)性(xing)不(bu)易保證,因此在(zai)兩塊(kuai)(kuai)閘(zha)(zha)(zha)板之間放置(zhi)一個(ge)彈簧,在(zai)關閉時彈簧被壓(ya)縮,靠彈簧力的作用,以實現密(mi)封(feng)。由(you)于彈簧把(ba)(ba)閘(zha)(zha)(zha)板壓(ya)緊在(zai)閥(fa)座上,密(mi)封(feng)面(mian)易被擦(ca)傷(shang)和磨(mo)損(sun),目前已(yi)很少采用這種型式(shi)的閘(zha)(zha)(zha)閥(fa)。撐(cheng)開(kai)式(shi)是(shi)用頂楔把(ba)(ba)塊(kuai)(kuai)閘(zha)(zha)(zha)板撐(cheng)開(kai)壓(ya)緊在(zai)閥(fa)座密(mi)封(feng)面(mian)上,達(da)到強制密(mi)封(feng)。見圖(tu)6.3.4。
三(san)、適(shi)用范圍
(1)閘(zha)閥(fa)(fa)在(zai)管路中主要起切(qie)斷(duan)作用(yong)。關閉件(閘(zha)板)沿閘(zha)座中心線的(de)垂直(zhi)方(fang)向移(yi)動。閘(zha)閥(fa)(fa)與截止閥(fa)(fa)相(xiang)比,流(liu)阻小(xiao)、啟閉力小(xiao),密封可靠,是最常用(yong)的(de)一種閥(fa)(fa)門。
(2)當(dang)部分開啟時(shi),介質會在閘(zha)板(ban)背面產生渦流,易(yi)引起(qi)閘(zha)板(ban)的沖蝕和(he)振動(dong),閥(fa)座的密封面也易(yi)損壞(huai),故一般(ban)不作為節流用。
(3)與球閥(fa)和蝶閥(fa)相比,閘(zha)閥(fa)開啟時(shi)間較(jiao)(jiao)長,結(jie)構尺寸較(jiao)(jiao)大,不宜用在(zai)直徑較(jiao)(jiao)大的情(qing)況(kuang)。可雙向流動(dong),重量較(jiao)(jiao)重。
(4)明桿適用于腐蝕介質及室(shi)內管道。
(5)閘(zha)閥不(bu)宜用(yong)于(yu)有固體沉(chen)降(jiang)的流體,也不(bu)宜用(yong)于(yu)流量調節。
(6)如密封性要求極(ji)其(qi)嚴格,可采用雙閘板式。
(7)在DN≤50時(shi)(shi)一般使用剛性單閘板,在DN>50時(shi)(shi)一般使用彈性單閘板。
(8)對(dui)于低(di)溫系(xi)統的(de)彈(dan)性單閘(zha)板閘(zha)閥,應在其高壓(ya)側的(de)閘(zha)板上開一個排氣孔。
(9)在要求低(di)泄(xie)漏的(de)工(gong)況,應采用低(di)泄(xie)漏的(de)閘(zha)閥。低(di)泄(xie)漏的(de)閘(zha)閥有多種結構,其中(zhong)在化工(gong)裝置中(zhong)一般使(shi)用波(bo)紋管式閘(zha)閥。
四、閘閥的缺點及(ji)不適用范圍
浙江(jiang)至德(de)鋼業有(you)(you)限公司工程師發現管道設計人員經常有(you)(you)閘(zha)(zha)閥(fa)誤用的現象。雖然閘(zha)(zha)閥(fa)是石(shi)油化工生產裝置中用得較多的一種類型,但有(you)(you)些工況(kuang)不宜使用閘(zha)(zha)閥(fa)。
閘閥(fa)(fa)共同缺點:高度大;啟閉(bi)時間長(chang);在啟閉(bi)過程(cheng)中(zhong),密(mi)封面容易被沖蝕;修理比截止閥(fa)(fa)困難;不(bu)適用于(yu)含(han)懸浮物和析出(chu)結晶的介質(zhi);也難于(yu)用非金(jin)屬耐腐(fu)蝕材料來制(zhi)造(zao)。閥(fa)(fa)體(ti)(ti)與閥(fa)(fa)蓋多(duo)(duo)(duo)采用法蘭連接。閥(fa)(fa)體(ti)(ti)截面的形(xing)(xing)狀(zhuang)主要(yao)取(qu)決于(yu)公稱壓力,如(ru)低壓閥(fa)(fa)門的閥(fa)(fa)體(ti)(ti)多(duo)(duo)(duo)為扁(bian)平(ping)狀(zhuang),以縮小其(qi)結構長(chang)度。高中(zhong)壓閘閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)體(ti)(ti)多(duo)(duo)(duo)為橢圓形(xing)(xing)或圓形(xing)(xing),以提高其(qi)承壓能力,減小壁厚。閥(fa)(fa)體(ti)(ti)形(xing)(xing)狀(zhuang)還(huan)與閥(fa)(fa)體(ti)(ti)材料及制(zhi)造(zao)工藝有關(guan)。
閘閥不適用范(fan)圍:
①. 因(yin)為開啟高度較高,操作所需空間較大,所以(yi)不(bu)適用于操作空間較小的場(chang)合。
②. 啟(qi)閉時(shi)間長,所以不適用于快速啟(qi)閉場(chang)合。
③. 不(bu)宜用于有固體沉降的流體。因(yin)為密封面(mian)會磨損(sun),閘板(ban)關不(bu)死。
④. 不宜(yi)用于流量調(diao)節。因為閘閥部分開(kai)啟時,介質會在閘板(ban)背面產生(sheng)渦流,易引起(qi)閘板(ban)的(de)沖(chong)蝕和振動,閥座的(de)密(mi)封面也易損壞。
⑤. 頻(pin)繁操作閥(fa)門會(hui)導致閥(fa)座表面(mian)過度(du)磨損,因此(ci)通常只適(shi)用于不頻(pin)繁操作的情況(kuang)。
五(wu)、閘閥有關(guan)標準
1. 鋼(gang)制閘閥設計標準和(he)適用范圍,見表6.3.1。
2. 鐵制閘閥設計標(biao)準和適用范圍,見表6.3.2。
3. 閘閥有關(guan)其他標準。
GB/T 12232《通用閥門 法蘭連接(jie)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(bo)壁彈性(xing)密封閘閥》
4. 閘閥國內外(wai)標準比較見表6.3.3
5. 國(guo)外(wai)閘(zha)閥規(gui)范應用(yong)
設計、制造按(an)API 600。結構長度按(an)ASME B16.10。連接(jie)(jie)端法蘭尺寸按(an)ASME B16.5;對接(jie)(jie)焊(han)端按(an)ASME B16.25;承插口尺寸按(an)ASME B16.11;螺(luo)紋端按(an)ASME B1.20.1。閥門檢(jian)查(cha)和試驗(yan)按(an)API 598。