一、閘閥(fa)的概述(shu)
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(fa)的分類(lei)
1. 閘(zha)閥(fa)的總分類見圖6.3.2。
2. 按閥桿(gan)(gan)(gan)可分為明桿(gan)(gan)(gan)式和暗桿(gan)(gan)(gan)式(圖6.3.3)。
①. 明(ming)桿式
閥(fa)桿(gan)(gan)螺紋露在上(shang)部,與之配(pei)合(he)的(de)閥(fa)桿(gan)(gan)螺母裝在手(shou)輪中(zhong)(zhong)心(xin),旋轉手(shou)輪就是旋轉螺母,從(cong)而使閥(fa)桿(gan)(gan)升降。這種閥(fa)門,啟閉(bi)程度可(ke)以從(cong)螺紋中(zhong)(zhong)看出,便(bian)于操作;對于閥(fa)桿(gan)(gan)螺紋的(de)潤滑和檢查很方便(bian);特(te)別是螺紋與介(jie)(jie)質不接觸,可(ke)避免(mian)腐蝕性介(jie)(jie)質的(de)腐蝕,所(suo)以石油化(hua)工管道(dao)中(zhong)(zhong)采用(yong)較(jiao)多。但(dan)螺紋外露,容易粘(zhan)上(shang)空氣中(zhong)(zhong)的(de)塵埃,加速磨(mo)損,故應盡量安(an)裝于室內。
②. 暗桿式
閥(fa)桿(gan)螺(luo)紋在下部,與(yu)(yu)閘(zha)板中心螺(luo)母配合(he),升(sheng)降(jiang)閘(zha)板依靠(kao)旋轉閥(fa)桿(gan)來實現,而閥(fa)桿(gan)本身看不出(chu)移動(dong)。這種閥(fa)門的唯(wei)一優點是,開啟時閥(fa)桿(gan)不升(sheng)高,適合(he)于安裝在操作位(wei)置(zhi)受到限制(zhi)的地(di)方(fang)。它的缺點很明顯,啟閉程度難以掌握,閥(fa)桿(gan)螺(luo)紋與(yu)(yu)介質接觸,容易(yi)腐蝕(shi)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(xing)單閘板(ban)
閘板(ban)是一楔形(xing)整體密封面(mian)與閘板(ban)垂直中心線成一定傾角,其特點是結構簡單(dan),尺寸小,使用比較可(ke)靠。單(dan)閘板(ban)和閥座密封面(mian)的(de)楔角加工精度要求很高,加工維修均較困難,且(qie)在啟閉(bi)過(guo)程(cheng)中密封面(mian)易發生(sheng)擦傷(shang),溫度變化時(shi)閘板(ban)易卡住。這種(zhong)閘板(ban)是用于常溫、中溫、各種(zhong)壓(ya)力的(de)閘閥。
②. 楔式彈(dan)性(xing)單閘(zha)板
在閘(zha)板(ban)中(zhong)部開環(huan)狀槽(cao)或(huo)由兩塊閘(zha)板(ban)組焊(han)而成,中(zhong)間為空心(xin)楔角(jiao)加(jia)工。其特點是結(jie)構簡(jian)單(dan),密封面可靠,能(neng)自行補償(chang),由于(yu)異常負荷而引起的(de)閥體變形,可以防止閘(zha)板(ban)卡住(zhu),但關閉力(li)矩不(bu)宜(yi)過(guo)大,以防超過(guo)閘(zha)板(ban)彈性(xing)范(fan)圍(wei)。彈性(xing)閘(zha)板(ban)適用于(yu)各種壓力(li)、溫度的(de)中(zhong)、小(xiao)口徑閘(zha)閥,及(ji)啟閉頻繁的(de)場(chang)合,但要求介(jie)質(zhi)中(zhong)含(han)固(gu)體雜(za)質(zhi)少且不(bu)適用于(yu)易(yi)結(jie)焦的(de)介(jie)質(zhi)。
③. 楔式雙閘板
由兩塊原板(ban)組成用(yong)球面頂(ding)(ding)心鉸(jiao)接(jie),稱楔式閘板(ban)。閘板(ban)密(mi)封面的楔角可以靠頂(ding)(ding)心自動調整,溫度變化(hua)時不(bu)易(yi)被(bei)卡住(zhu),也不(bu)易(yi)產生擦傷現象。其缺點是(shi)結構復雜,零件較多,閘板(ban)容易(yi)脫落(luo),不(bu)適(shi)用(yong)于黏性介質,一般(ban)用(yong)于水和蒸(zheng)汽介質。
④. 平行(xing)式雙(shuang)閘板
閘(zha)(zha)(zha)板(ban)兩(liang)密(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)(mian)相互平行,分為自(zi)動密(mi)(mi)封(feng)式(shi)(shi)和撐開(kai)式(shi)(shi)兩(liang)種(zhong)。自(zi)動密(mi)(mi)封(feng)式(shi)(shi)平行雙閘(zha)(zha)(zha)板(ban)閘(zha)(zha)(zha)閥(fa)(fa),是(shi)依靠(kao)介質(zhi)的(de)(de)壓(ya)力(li)把閘(zha)(zha)(zha)板(ban)推(tui)向(xiang)出口(kou)側,閥(fa)(fa)座密(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)(mian)達到單面(mian)(mian)(mian)密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。若介質(zhi)壓(ya)力(li)較(jiao)低(di),其密(mi)(mi)封(feng)性不易(yi)保證,因(yin)此在兩(liang)塊閘(zha)(zha)(zha)板(ban)之間放(fang)置(zhi)一個彈簧(huang),在關閉時彈簧(huang)被(bei)壓(ya)縮,靠(kao)彈簧(huang)力(li)的(de)(de)作用(yong),以實現(xian)密(mi)(mi)封(feng)。由于彈簧(huang)把閘(zha)(zha)(zha)板(ban)壓(ya)緊(jin)在閥(fa)(fa)座上(shang),密(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)(mian)易(yi)被(bei)擦傷(shang)和磨損(sun),目(mu)前已很(hen)少采用(yong)這種(zhong)型式(shi)(shi)的(de)(de)閘(zha)(zha)(zha)閥(fa)(fa)。撐開(kai)式(shi)(shi)是(shi)用(yong)頂楔把塊閘(zha)(zha)(zha)板(ban)撐開(kai)壓(ya)緊(jin)在閥(fa)(fa)座密(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)(mian)上(shang),達到強(qiang)制(zhi)密(mi)(mi)封(feng)。見圖(tu)6.3.4。
三、適用范圍(wei)
(1)閘(zha)(zha)閥(fa)在管路中主要起切斷作用。關閉件(閘(zha)(zha)板(ban))沿閘(zha)(zha)座(zuo)中心線(xian)的(de)(de)垂(chui)直方向移動(dong)。閘(zha)(zha)閥(fa)與截止閥(fa)相(xiang)比,流阻小、啟閉力小,密封(feng)可(ke)靠,是最常用的(de)(de)一種閥(fa)門。
(2)當部(bu)分開啟時,介質(zhi)會在閘板背面(mian)(mian)產生渦流,易引起閘板的沖(chong)蝕和振動(dong),閥座的密封面(mian)(mian)也易損壞(huai),故一般不作為節流用(yong)。
(3)與球(qiu)閥(fa)和蝶閥(fa)相比,閘閥(fa)開啟時間較(jiao)(jiao)長,結構尺寸較(jiao)(jiao)大,不宜用在直(zhi)徑較(jiao)(jiao)大的情況。可雙向流動(dong),重(zhong)量較(jiao)(jiao)重(zhong)。
(4)明(ming)桿適用于腐蝕介質及室內管道。
(5)閘閥(fa)不宜(yi)用(yong)于有固體(ti)沉降的流(liu)體(ti),也不宜(yi)用(yong)于流(liu)量調節。
(6)如密封性要求(qiu)極其嚴格,可采(cai)用雙閘板(ban)式。
(7)在(zai)(zai)DN≤50時一(yi)般使用(yong)剛(gang)性單閘(zha)板(ban),在(zai)(zai)DN>50時一(yi)般使用(yong)彈性單閘(zha)板(ban)。
(8)對于低溫(wen)系統的彈性單閘板閘閥,應在其高壓側的閘板上開一個排(pai)氣孔。
(9)在要求低(di)泄漏的工況,應采用(yong)低(di)泄漏的閘閥(fa)。低(di)泄漏的閘閥(fa)有多種結構,其(qi)中在化(hua)工裝置中一般(ban)使用(yong)波紋管式閘閥(fa)。
四、閘閥的缺(que)點(dian)及(ji)不適用范(fan)圍
浙江(jiang)至德鋼業有限(xian)公司工(gong)程師發現管道(dao)設計人員經常有閘閥誤用(yong)的現象(xiang)。雖然閘閥是石(shi)油化工(gong)生產裝置(zhi)中用(yong)得較多的一種類型,但有些工(gong)況不(bu)宜(yi)使(shi)用(yong)閘閥。
閘閥(fa)(fa)共同缺(que)點:高(gao)(gao)度大;啟閉(bi)時間長(chang);在啟閉(bi)過(guo)程中,密封面容易(yi)被沖蝕(shi)(shi);修理(li)比截止閥(fa)(fa)困(kun)難;不適用(yong)于(yu)含懸浮物和析出結(jie)晶的介(jie)質;也難于(yu)用(yong)非金(jin)屬耐腐蝕(shi)(shi)材(cai)料來制(zhi)造。閥(fa)(fa)體(ti)與閥(fa)(fa)蓋多采用(yong)法(fa)蘭連接(jie)。閥(fa)(fa)體(ti)截面的形狀(zhuang)主要取決于(yu)公(gong)稱(cheng)壓(ya)力(li),如低壓(ya)閥(fa)(fa)門(men)的閥(fa)(fa)體(ti)多為扁平狀(zhuang),以(yi)縮小(xiao)其結(jie)構(gou)長(chang)度。高(gao)(gao)中壓(ya)閘閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)體(ti)多為橢圓形或圓形,以(yi)提高(gao)(gao)其承壓(ya)能力(li),減小(xiao)壁厚。閥(fa)(fa)體(ti)形狀(zhuang)還(huan)與閥(fa)(fa)體(ti)材(cai)料及制(zhi)造工藝有關。
閘閥不適(shi)用范(fan)圍(wei):
①. 因為(wei)開(kai)啟高度較(jiao)高,操作(zuo)所(suo)需空間較(jiao)大,所(suo)以不適用于(yu)操作(zuo)空間較(jiao)小的(de)場合。
②. 啟閉時間(jian)長(chang),所以(yi)不適用(yong)于快速啟閉場合。
③. 不(bu)(bu)宜(yi)用于有(you)固體沉降的(de)流(liu)體。因為密封(feng)面會磨損(sun),閘板(ban)關不(bu)(bu)死(si)。
④. 不宜用于流量調(diao)節。因為閘閥(fa)部分開(kai)啟(qi)時,介質會(hui)在(zai)閘板背面(mian)產(chan)生渦(wo)流,易(yi)引(yin)起閘板的(de)沖蝕和振動,閥(fa)座的(de)密封面(mian)也易(yi)損(sun)壞。
⑤. 頻繁操作(zuo)閥(fa)門(men)會(hui)導致閥(fa)座表(biao)面過度磨損,因(yin)此通常只適用于不頻繁操作(zuo)的情況。
五、閘閥有關標(biao)準(zhun)
1. 鋼制閘閥設計標準和適(shi)用范圍,見表(biao)6.3.1。
2. 鐵制閘(zha)閥設計標(biao)準和適用范圍,見(jian)表(biao)6.3.2。
3. 閘(zha)閥有關其他標(biao)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《供水系(xi)統用薄壁彈性密封閘(zha)閥》
4. 閘閥國內外標準比較見表6.3.3
5. 國(guo)外閘(zha)閥規范應用
設計(ji)、制造按API 600。結構長度按ASME B16.10。連接端(duan)法(fa)蘭尺(chi)寸按ASME B16.5;對接焊端(duan)按ASME B16.25;承(cheng)插口(kou)尺(chi)寸按ASME B16.11;螺紋端(duan)按ASME B1.20.1。閥門檢查和試驗按API 598。