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(fen)類
1. 閘(zha)閥的總分類(lei)見圖6.3.2。
2. 按閥桿(gan)可分為明桿(gan)式(shi)(shi)和暗桿(gan)式(shi)(shi)(圖6.3.3)。
①. 明桿式
閥(fa)(fa)桿(gan)螺紋(wen)露(lu)在(zai)上部(bu),與之配合的閥(fa)(fa)桿(gan)螺母裝(zhuang)在(zai)手(shou)輪中心,旋轉(zhuan)(zhuan)手(shou)輪就是(shi)(shi)旋轉(zhuan)(zhuan)螺母,從而(er)使閥(fa)(fa)桿(gan)升降。這種閥(fa)(fa)門,啟閉程度可以從螺紋(wen)中看(kan)出,便于操作;對于閥(fa)(fa)桿(gan)螺紋(wen)的潤滑和檢(jian)查很方便;特別是(shi)(shi)螺紋(wen)與介質(zhi)不接觸,可避(bi)免腐蝕性介質(zhi)的腐蝕,所以石油化工管(guan)道中采用較(jiao)多。但(dan)螺紋(wen)外露(lu),容易粘上空氣中的塵埃,加速磨損,故(gu)應盡量安裝(zhuang)于室內。
②. 暗桿式
閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)螺(luo)紋在下(xia)部,與(yu)閘板中心螺(luo)母配合,升(sheng)降閘板依靠(kao)旋(xuan)轉閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)來(lai)實現,而閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)本身看不(bu)出移(yi)動。這(zhe)種閥(fa)(fa)(fa)門的(de)唯一優點(dian)是,開啟時(shi)閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)不(bu)升(sheng)高,適合于安裝(zhuang)在操作(zuo)位置受到限制的(de)地(di)方。它的(de)缺(que)點(dian)很明顯,啟閉程度難以掌握,閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)螺(luo)紋與(yu)介(jie)質接觸,容易(yi)腐蝕損壞(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. 按閘板(ban)構造分類
①. 楔式(shi)剛性單(dan)閘板
閘(zha)(zha)板(ban)是一楔形整體(ti)密封面與閘(zha)(zha)板(ban)垂(chui)直中心(xin)線成一定傾角,其(qi)特點是結構簡單(dan),尺(chi)寸(cun)小,使用(yong)比(bi)較(jiao)可靠。單(dan)閘(zha)(zha)板(ban)和閥(fa)座(zuo)密封面的楔角加(jia)工(gong)精(jing)度(du)要(yao)求很(hen)高(gao),加(jia)工(gong)維修均較(jiao)困難,且在啟閉過程中密封面易發生擦傷,溫度(du)變化時閘(zha)(zha)板(ban)易卡住(zhu)。這種閘(zha)(zha)板(ban)是用(yong)于常溫、中溫、各種壓力(li)的閘(zha)(zha)閥(fa)。
②. 楔式(shi)彈性單(dan)閘(zha)板(ban)
在閘板(ban)中部開(kai)環狀槽或由兩塊閘板(ban)組焊而(er)(er)成(cheng),中間為空(kong)心楔角(jiao)加工(gong)。其特點是結構簡(jian)單,密封面可靠,能自行補償(chang),由于異常負荷而(er)(er)引起的(de)(de)閥體變形,可以(yi)防止閘板(ban)卡住,但關閉力矩(ju)不宜過大,以(yi)防超過閘板(ban)彈(dan)性范圍(wei)。彈(dan)性閘板(ban)適用于各種壓力、溫度的(de)(de)中、小口徑(jing)閘閥,及啟閉頻繁的(de)(de)場合(he),但要求介質中含固體雜質少且不適用于易(yi)結焦的(de)(de)介質。
③. 楔式(shi)雙閘板
由兩塊原板組成用(yong)(yong)球面頂心鉸接,稱楔(xie)式(shi)閘(zha)板。閘(zha)板密封面的楔(xie)角可以靠(kao)頂心自動調整,溫度變化時(shi)不易(yi)被卡住,也不易(yi)產生擦傷(shang)現象。其缺點是結(jie)構復雜(za),零件較多,閘(zha)板容易(yi)脫落(luo),不適(shi)用(yong)(yong)于(yu)黏(nian)性介質,一般(ban)用(yong)(yong)于(yu)水和蒸汽介質。
④. 平行式雙閘板(ban)
閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)板兩(liang)密封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)相互平(ping)行,分為自(zi)動密封(feng)(feng)(feng)式和(he)撐開式兩(liang)種。自(zi)動密封(feng)(feng)(feng)式平(ping)行雙閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)板閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)閥(fa)(fa),是依靠介質的(de)(de)(de)壓力(li)把(ba)(ba)閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)板推向(xiang)出(chu)口側,閥(fa)(fa)座(zuo)密封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)達到單(dan)面(mian)(mian)密封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。若介質壓力(li)較低(di),其密封(feng)(feng)(feng)性不易保(bao)證,因(yin)此在(zai)兩(liang)塊(kuai)閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)板之間放(fang)置一個彈簧,在(zai)關閉時彈簧被壓縮,靠彈簧力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用,以實現密封(feng)(feng)(feng)。由于(yu)彈簧把(ba)(ba)閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)板壓緊在(zai)閥(fa)(fa)座(zuo)上,密封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)易被擦傷和(he)磨損(sun),目(mu)前已很少采用這種型式的(de)(de)(de)閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)閥(fa)(fa)。撐開式是用頂(ding)楔把(ba)(ba)塊(kuai)閘(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)板撐開壓緊在(zai)閥(fa)(fa)座(zuo)密封(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)上,達到強制密封(feng)(feng)(feng)。見圖6.3.4。
三、適用范(fan)圍
(1)閘閥在管(guan)路中主要起切斷作(zuo)用(yong)。關閉(bi)件(閘板)沿閘座(zuo)中心線(xian)的(de)垂直(zhi)方向移(yi)動(dong)。閘閥與截止閥相比,流阻小(xiao)、啟閉(bi)力小(xiao),密封可靠(kao),是最常(chang)用(yong)的(de)一(yi)種(zhong)閥門。
(2)當部分開啟時,介質會在閘(zha)板背面(mian)產生渦流,易引起閘(zha)板的(de)沖蝕和振動,閥座(zuo)的(de)密封(feng)面(mian)也易損壞,故(gu)一般不作(zuo)為節流用。
(3)與球閥和蝶閥相比,閘(zha)閥開啟時(shi)間較(jiao)長(chang),結構尺寸較(jiao)大(da),不(bu)宜用在直徑(jing)較(jiao)大(da)的情況。可雙(shuang)向流動,重量(liang)較(jiao)重。
(4)明(ming)桿(gan)適(shi)用于腐蝕介質及室內管道。
(5)閘閥(fa)不宜(yi)用于有固(gu)體(ti)沉降(jiang)的流體(ti),也不宜(yi)用于流量調節。
(6)如密封性要(yao)求極(ji)其嚴格(ge),可采用雙閘(zha)板式。
(7)在DN≤50時一(yi)(yi)般(ban)使用剛性(xing)單閘板,在DN>50時一(yi)(yi)般(ban)使用彈性(xing)單閘板。
(8)對于低溫系統的彈性單閘(zha)板閘(zha)閥,應在(zai)其高壓側的閘(zha)板上開一個排氣(qi)孔。
(9)在要(yao)求低(di)泄漏(lou)的工況,應采用低(di)泄漏(lou)的閘閥(fa)。低(di)泄漏(lou)的閘閥(fa)有多種(zhong)結構,其中在化工裝置(zhi)中一般(ban)使用波(bo)紋(wen)管式閘閥(fa)。
四、閘(zha)閥的缺(que)點及不(bu)適用范圍
浙江至德鋼業有限公司工(gong)程師(shi)發現管道設計人員經(jing)常有閘閥(fa)(fa)誤用的(de)現象。雖然閘閥(fa)(fa)是石油化工(gong)生產裝置(zhi)中用得(de)較多的(de)一種類型,但有些(xie)工(gong)況不宜(yi)使用閘閥(fa)(fa)。
閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)共同缺點:高(gao)度(du)大;啟(qi)(qi)閉(bi)時間(jian)長;在(zai)啟(qi)(qi)閉(bi)過程中(zhong),密封面容易被沖蝕;修理比截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)困難(nan);不適用(yong)于(yu)含懸浮物和(he)析(xi)出(chu)結晶的介質;也(ye)難(nan)于(yu)用(yong)非金屬耐腐蝕材料來制造。閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)蓋多采用(yong)法蘭連接。閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)截面的形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)主要取決于(yu)公稱壓力,如(ru)低壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門的閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)多為(wei)扁(bian)平狀(zhuang),以縮小(xiao)(xiao)其(qi)結構長度(du)。高(gao)中(zhong)壓閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)多為(wei)橢圓(yuan)形(xing)(xing)(xing)或圓(yuan)形(xing)(xing)(xing),以提高(gao)其(qi)承壓能力,減(jian)小(xiao)(xiao)壁(bi)厚。閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)還與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)材料及制造工藝(yi)有關。
閘(zha)閥不適用范圍:
①. 因(yin)為開啟(qi)高度較高,操作(zuo)所需空間(jian)較大,所以(yi)不適用于操作(zuo)空間(jian)較小的場(chang)合。
②. 啟閉(bi)時間長,所以不適用于快(kuai)速啟閉(bi)場合。
③. 不宜用于有(you)固體沉降(jiang)的流體。因(yin)為密封面會磨損(sun),閘板(ban)關不死。
④. 不宜(yi)用于流(liu)(liu)量調節。因為閘(zha)閥部分開啟(qi)時,介質會在閘(zha)板背面(mian)產生渦流(liu)(liu),易引(yin)起閘(zha)板的沖蝕和振(zhen)動,閥座的密封面(mian)也易損壞。
⑤. 頻繁操作(zuo)閥門(men)會導致閥座表(biao)面過度磨損,因此通常(chang)只適用于不頻繁操作(zuo)的情(qing)況。
五(wu)、閘閥有關標準
1. 鋼制(zhi)閘閥設(she)計標準和適用范圍,見表6.3.1。
2. 鐵(tie)制閘(zha)閥設計標準和適用范圍,見表6.3.2。
3. 閘(zha)閥(fa)有關(guan)其他標準(zhun)。
GB/T 12232《通(tong)用閥門 法蘭(lan)連接鐵制閘閥》
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(yong)薄壁彈(dan)性密封閘(zha)閥》
4. 閘(zha)閥國(guo)內(nei)外標準比較(jiao)見(jian)表6.3.3
5. 國外(wai)閘閥規范應用
設計、制造按(an)(an)(an)API 600。結(jie)構長(chang)度按(an)(an)(an)ASME B16.10。連(lian)接(jie)端法蘭尺寸(cun)按(an)(an)(an)ASME B16.5;對接(jie)焊端按(an)(an)(an)ASME B16.25;承(cheng)插口尺寸(cun)按(an)(an)(an)ASME B16.11;螺紋端按(an)(an)(an)ASME B1.20.1。閥(fa)門檢(jian)查和試驗(yan)按(an)(an)(an)API 598。