閘閥

閘閥動畫、工作原理演示

在目前已知的大部分類型的閥門里，閘閥這一類是應用比較廣的一種。閘閥是指啟閉件（閘板）沿著閥門通道的軸線在垂直方向上做移動的閥門，在管道上的作用主要作為截斷介質(zhì)來使用，就是指做全部開啟或全部關閉來用，正常來說閘閥是不能夠作為調(diào)節(jié)管道流量大小來使用的。它可以適用在低溫低壓也可以適用于高溫高壓，并可以根據(jù)閥門的不同材質(zhì)用于各種不同的介質(zhì)。但閘閥一般不會用于輸送泥漿等含有大量固體顆粒介質(zhì)的管路中。

閘閥具有如下優(yōu)點

①流體阻力小，全開時，內(nèi)部流道大小差不多等于管道大小尺寸。

②閘板開啟、關閉所需要用的力矩，在同等口徑的情況下，相對球閥、截止閥較小。

③雙向閘閥的閘板可以使用在介質(zhì)向兩方向流動的環(huán)網(wǎng)管路上，也就是說介質(zhì)的流向不受限制。

④全部開啟時，它的閘板密封面受流體介質(zhì)的沖蝕會比截止閥小。

⑤形體結構比較簡單，制造工藝性較好。

⑥結構長度比較短。

由于閘閥具有許多優(yōu)點，因此使用范圍較廣。通常≥DN50的管路作為切斷介質(zhì)的裝置會選用閘閥，在某些小口徑的管路上（如 DN15～DN40），目前仍保留了一部分閘閥。

閘閥也有一些缺點

①外形尺寸和開啟高度都較大，對安裝的空間要求也較大。

②在啟閉的過程中，密封面間會有相對摩擦，磨損比較大，甚至在高溫時容易引起擦傷現(xiàn)象。

③一般閘閥都有兩個密封副，給加工、研磨和維修增加了一些困難。

④啟、閉時間長。

閘閥有各種不同的結構型式，其主要區(qū)別是所采用的密封元件結構型式不同。根據(jù)密封元件的結構，常常把閘閥分成幾種不同的類型，而最常見的形式是平行式閘閥和楔式閘閥；根據(jù)閥桿的結構，還可分為升降桿 （明桿）和旋轉(zhuǎn)桿（暗桿）閘閥。

平行式閘閥是一種關閉件為平行閘板的滑動閥。其關閉件可以是單閘板或是其間帶有撐開機構的雙閘板。

閘板向閥座的壓緊力是由作用于浮動閘板或浮動閥座的介質(zhì)壓力來控制。如果是雙閘板平行式閘閥，則兩閘板間的撐開機構可以補充這一壓緊力。

平行式閘閥的優(yōu)點是流阻小，不縮口的其流阻與短直管的流阻相仿。帶導流孔的平行式閘閥安裝在管路上還可直接用清管器進行清管。由于閘板是在兩閥座面上滑動， 因此平行式閘閥也能適用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)，平行式閘閥的密封面實際上是自動定位的。閥座密封面不會受到閥體熱變形的損壞。而且即使閥門在冷狀態(tài)下關閉，閥桿的熱伸長也不會使密封面受到過載。同時當閥門關閉時，無導流孔的平行式閘閥亦不要求閘板的關閉位置有較高的精度，因此電動平板閥可用行程來控制啟閉位置。

平行式閘閥的缺點是當介質(zhì)壓力低時，金屬密封面的密封力不足以達到滿意的密封。相反當介質(zhì)壓力高時，如果密封面不用系統(tǒng)介質(zhì)或外來介質(zhì)潤滑時，經(jīng)常啟閉就可能使密封面磨損過大。另一個不足是，在圓形流道上橫向運動的圓形閘板只有當它處于閥門關閉位置的50%時，這種閥門對流量的控制才較敏感。而且，閘板在切斷高速和高密度介質(zhì)流時，會產(chǎn)生劇烈振動。如果將閥座做成V形通口并和閘板緊密的導向，則它也可用作節(jié)流。

楔式閘閥的關閉件閘板是楔形的，使用楔形的目的是為了提高輔助的密封載荷，以使金屬密封的楔式閘閥既能保證高的介質(zhì)壓力密封，也能對低的介質(zhì)壓力進行密封。這樣，金屬密封的模式閘閥所能達到的潛在密封程度就比普通的金屬密封平行閘閥高。但是，金屬的楔式閘閥由楔入作用所產(chǎn)生的進口端密封載荷往往不足以達到進口端密封。

平板閘閥密封原理

雙閘板平行式閘閥

雙閘板平行式閘閥的關閉件由兩塊閘板組成，中間裝有彈簧或楔式結構。這些彈簧和楔式機構的作用是保持進出口處的兩密封面滑動接觸并產(chǎn)生密封比壓，以保證進出口端都能密封，屬于雙面強制密封。不過，中間裝有彈簧的雙閘板平行式閘閥，在低壓時介質(zhì)壓力不足以克服彈簧力，是雙面強制密封；但在高壓時，介質(zhì)壓力可克服彈簧力，推動閘板向出口端，就成了單面強制密封。兩閘板間裝有楔式機構的，當關閉時，楔式機構就將兩閘板撐開，壓緊密封面，產(chǎn)生密封比壓，關閉越緊密封比壓越大，因此屬雙面強制密封。

單閘板平行式閘閥

單閘板平行式閘閥有浮動閥座與固定閥座兩種。浮動閥座的平行式閘閥，靠介質(zhì)壓力將其推向閘板，保證密封。還有的浮動閥座平行式閘閥的密封作用是靠每次操作時向出口的閥座面添加密封劑來達到的。為此，浮動閥座帶有一貯槽，其中加有密封劑并在其上部有一浮動活塞，而且整個閥腔注有油脂，并由油脂將介質(zhì)壓力傳給出口儲槽活塞的頂部。閥門在使用時，密封劑和油脂可從外添加。每一儲槽的劑量約可操作一百次。這種密封形式在介質(zhì)壓力高時，可達到較高的密封性能。固定式閥座的平行式閘閥，靠介質(zhì)壓力把閘板推向出口密封面，達到密封，介質(zhì)工作壓力越高，密封性能越好，當然閥座和閘板密封面的表面粗糙度值一定要小。這種平行式閘閥屬單面強制密封。

楔式閘閥的閥體上設有導向機構，可防止閘板在開啟或關閉時旋轉(zhuǎn)，從而保證密封面相應對準，并使閘板在未達到關閉位置之前不與閥座摩擦，從而減少密封面的磨損。其缺點是楔式閘閥不能像帶導流孔的平行式閘閥那樣能設置導流孔，且閥桿的熱膨脹也會使密封面過載。而且楔式閘閥的密封面比平行式閘閥更容易夾雜流動介質(zhì)所帶的微小固體顆粒。跟平行式閘閥一樣，楔式閘閥也不適用于進行節(jié)流。 主要是用于開關次數(shù)較少的場合。

與平行式閘閥相比，楔式閘閥使用的電動驅(qū)動裝置較為復雜，因為電動驅(qū)動裝置限制的不是行程，而是轉(zhuǎn)矩。楔式閘閥必須有足夠大的關閉力矩，才能在閥門關閉時，使閘板楔入閥座達到密封。為了能在全壓差下開啟，并允許因閥門的零部件的熱膨脹而增加的啟閉力矩，氣動裝置要有足夠的力矩裕量。

楔式閘閥密封原理

楔式閘閥的密封原理是靠楔形閘板上的兩密封面和閥體上的兩密封面楔入時的緊密結合來達到密封的。使用楔形閘板的目的是為了提高輔助的密封載荷，以使金屬密封的楔式閘閥既能對高介質(zhì)壓力，也能對低介質(zhì)壓力進行密封。關閉時順時針旋轉(zhuǎn)閥桿，使閘板密封面和閥體密封面密和而達到密封。但是，金屬密封的楔式閘閥由楔入作用所產(chǎn)生的進口端密封比壓受到介質(zhì)的作用力往往不足以達到進口端密封。所以說金屬密封楔式閘閥屬單面強制密封。

楔式閘閥選用原理

選擇楔式閘閥一般依據(jù)下面的原則

1）對閥門流體特征的要求。流阻小、流通能力強、流量特性好、密封要求嚴的工況選用閘閥。

2）高溫、高壓介質(zhì)，如高壓蒸汽、高溫高壓油品。

3）低溫（深冷）介質(zhì)，如液氮等。

4）低壓大口徑，如自來水工程、污水處理工程。

5）安裝位置。當高度受限制時用暗桿楔式閘閥；當安裝高度不受限制時用明桿楔式閘閥。

6）只能作開啟、關閉用，不能做調(diào)節(jié)或節(jié)流用的場合，才選用楔式閘閥。

7）在開啟和關閉頻率較低的場合下，宜選用楔式閘閥。