截止閥

截止閥是指啟閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門。根據閥瓣的這種移動形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關系。該類閥門的閥桿開啟或關閉行程相對較短，具有切斷功能。截止閥的閥瓣一旦從關閉位置移開，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，因而它的密封面機械磨損小，故其密封性能好。缺點是密封面間可能會夾住流動介質中的顆粒。但是，如果把閥瓣訂制成鋼球或瓷球，就能改善這個缺點。由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換，而且在修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆卸下來，這在閥門和管線焊成一體的場合是使用的。

由于介質通過此類閥門時的流動方向發生了變化，因此截止閥的最小流阻也較高于大多數其他類型的閥門。然而，根據閥體結構和閥桿相對于進、出口通道的布局，這種狀況是可以改善的。同時，由于截止閥閥瓣開與關之間行程小，密封面又能承受多次啟閉，因此它適用于需要頻繁開關的場合。截止閥可用于大部分介質流程系統中，如石化、電力、冶金、城建、化工等部門應用了多種用途、形式的截止閥。

截止閥的使用較為普遍，但由于開啟和關閉力矩較大、結構長度較長，通常公稱尺寸都限制在DN250以下，也可以到DN400，但選用時需注意進出口方向。一般DN150以下的截止閥介質大都從閥瓣的下方流入，而DN200以上的截止閥介質大都從閥瓣的上方流入。這是考慮到閥門的關閉力矩所致。為了減小開啟或關閉力矩，一般DN200以上的截止閥都設內旁通或外旁通閥門。

截止閥優點

1）在開啟和關閉過程中，由于閥瓣與閥體密封面間的摩擦力比閘閥小，因而耐磨。

2）開啟高度一般僅為閥座通道直徑的1/4，因此比閘閥小得多。

3）通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。

截止閥的缺點也是不容忽視的。其缺點主要是流阻系數比較大，因此造成壓力損失，特別是在液壓裝置中，這種壓力損失較為明顯。

截止閥分類

截止閥的種類很多，并且有多種分類方法。

截止閥按結構型式分類

1、上螺紋閥桿截止閥

這種截止閥的應用比較普遍。它的閥桿螺紋在殼體的外面，不與工作介質直接接觸，這樣可以使閥桿螺紋不受介質的侵蝕，同時也便于潤滑，操作省力。

2、下螺紋閥桿截止閥

這種截止閥的閥桿螺紋在閥體內部，與介質介質接觸，不僅無法潤滑，而且易受介質侵蝕，此種結構的截止閥，多用在公稱尺寸比較小和介質工作溫度不高的地方。

3、直通式截止閥

介質的進出口通道在同一方向上，呈180°，這種形式的截止閥，使流動狀態的破壞程度相對較小，因此通過閥門的壓力損失也相應減少。

4、角式截止閥

截止閥的進出口通道不在同一方向上而成90°直角。這種形式的截止閥，使通過閥門的介質改變流動方向，因此會產生一定的壓力降。角式截止閥的優點是可以把閥門安裝在管路系統的拐角處，這樣既節約了90°彎頭，又便于操作。這類閥門在化肥廠的合成氨生產系統中和制冷系統中應用較多。

5、三通截止閥

具有三個通道的截止閥。通常用于改變介質流動方向和分配介質。

6、直流式截止閥

閥桿和通道成一定角度的截止閥，其閥座密封面與進出口通道有一定角度，閥體可制成整體式，也可制成分體式。閥體分體式的截止閥用兩閥體把閥座夾在中間，既便于制造又便于維修。這類截止閥使流體幾乎不改變流動方向，是截止閥中流阻最小的。其安裝方式和直通式接近，但應注意在管道安裝后便于操作。

7、柱塞式截止閥

柱塞式截止閥使常規截止閥的變形。在柱塞閥中，其閥瓣和閥座是按柱塞的原理設計的。把閥瓣設計成柱塞，閥座設計成套環，靠柱塞和套環的配合實現密封。閥門制造工藝簡單，套環可以用柔性石墨或聚四氟乙烯制成，密封性好，高低溫介質均可使用。該閥主要作開啟或關閉用。但是設計成特殊形的柱塞和套環也可以用于流量調節。這種閥的缺點是啟閉速度慢。

8、針形截止閥

針形截止閥是作為小范圍流量控制、或者啟閉用的，通常限用于小口徑，一般閥座孔的直徑比公稱尺寸小。

9、內壓自密封式閥蓋截止閥

主要適用于高溫高壓的管路系統中，閥體內腔中壓力越高閥蓋的密封性越好。

10、螺紋焊接式閥蓋截止閥

這種截止閥的閥體與閥蓋為螺紋連接，然后再用焊接密封。確保閥體與閥蓋的連接處無外漏。該種結構多應用于石化和電力行業。

截止閥按密封面材質分類

1、非金屬密封材料截止閥

軟密封截止閥：密封面材料用聚四氟乙烯、橡膠、尼龍、對位聚苯、柔性石墨等軟質材料的截止閥。

硬密封截止閥：密封面材料用氧化鋁、氧化鋯等陶瓷材料的截止閥。

2、金屬密封材料截止閥

密封副材料由金屬材料構成的截止閥。

截止閥按密封形式分類

1、平面密封

閥體密封面與閥瓣密封面均由平面構成。這種密封面便于機械加工，制造工藝簡單。

2、錐面密封

閥體密封面與閥瓣密封面均制成圓錐形。這種密封副密封省力，介質中的雜物不易落在密封面上。

3、球面密封

閥體密封面制成小的圓錐面，而閥瓣是可以轉動的，硬度較高的球體。這種密封副適用于高溫、高壓場合。密封省力，密封好、使用時間長。這種密封形式只適用于較小口徑的閥門。

截止閥按工作壓力分類

1、真空截止閥：工作壓力低于標準大氣壓的截止閥。

2、低壓截止閥：公稱壓力≤PN16的截止閥或公稱壓力級＜CL150的截止閥。

3、中壓截止閥：公稱壓力PN25~PN63或公稱壓力級CL150~CL400的截止閥。

4、高壓截止閥：公稱壓力PN100~PN800或公稱壓力級CL600~CL4500的截止閥。

截止閥按工作溫度分類

1、高溫截止閥：t＞450℃的截止閥。

2、中溫截止閥：120℃＜t＜450℃的截止閥。

3、常溫截止閥：-29℃≤t＜120℃的截止閥。

4、低溫截止閥：-100℃＜t≤-29℃的截止閥。

5、超低溫截止閥：t≤-100℃的截止閥。

截止閥按連接方式分類

法蘭連接截止閥、內螺紋連接截止閥、外螺紋連接截止閥、焊接連接截止閥、夾箍連接截止閥、卡套連接截止閥。

截止閥密封原理

根據截止閥密封副的材料不同，截止閥可使用金屬密封和非金屬密封。使用金屬密封及非金屬陶瓷密封時，不但需要密封比壓高，而且需要四周均勻，以達到所需的密封性。根據以上要求，密封副的結構設計有多種，其密封原理及密封力的計算也不盡相同。

截止閥平面密封

平面密封的優點是接觸面密和時無摩擦，因此對關閉件的導向要求并不重要，對密封面材料抗擦傷的要求也不嚴格。同時，由于管道應力而使密封面圓度受變形時，也不會影響密封面的密封性能。缺點是介質中的固體顆粒和沉淀物易損傷密封面。其密封原理是當介質從閥瓣下方流入時，所施加的密封力須等于或大于密封面上所產生的必須比壓和介質向上的作用力之和。當介質從閥瓣上方流入時，所施加的密封力就等于或大于密封面上所產生的必須壓力力和介質的作用力之差。

截止閥錐面密封

把密封面做成錐形，使接觸面變窄。這種密封在一定的密封力作用下，其密封比壓增加，容易達到密封。在確保密封的前提下，和平面密封相比，所施加的密封力較小。由于狹窄的密封面不易使閥瓣正確地落在閥座上，為了達到好的密封性能，須對閥瓣進行導向。閥瓣進行導向后，就可達到較好的密封性能。閥瓣在閥體中導向時，閥瓣所收到流動介質的側向推力由閥體承受，而不是由閥桿來承受，這就進一步增強了密封性能和填料密封的可靠性。另一方面，錐形密封是在摩擦的情況下配合，所以密封材料須能耐擦傷。錐面密封和平面密封相比，受固體顆粒和介質沉淀物的損傷相對少一些，但也不宜在含有固體顆粒和介質沉淀物的介質中使用。這樣的密封主要用于沒有顆粒的介質中。其密封原理是當介質從閥瓣下方流入時，所施加的密封力須等于或略大于密封面上所產生的必須比壓力和介質向上的作用力之和。當介質從閥瓣上方流入時，所施加的密封力就等于或大于密封面上所產生的必須比壓力和介質的作用力之差。

為了改善錐形密封的強度而又不至犧牲其密封應力，把密封面錐半角做成15°，這就提供了較寬的密封面，使閥瓣能更容易地與閥座密封。為了達到較高的密封應力，閥座密封面開始與閥瓣接觸部分較窄，其余留有的錐度部分可稍長些。當密封負荷增大時，閥瓣滑入閥座的程度加深，因而增加了密封面寬度。這種密封面的設計不像窄密封面那樣容易受沖蝕損壞。此外，由于錐形面較長，使閥門的節流特性得到改善。

截止閥球面密封

把閥瓣做成球形，閥座做成錐形。閥瓣的球體在閥桿的孔內能自由轉動。因此閥瓣能在閥座上作一定范圍的轉動而進行調整。由于兩密封面的接觸將近成一線，即線密封，故密封應力較高，容易密封。又由于閥瓣球體可使用硬質合金或陶瓷材料，因此可以做高溫截止閥用。缺點是密封線形接觸容易受沖蝕而損壞。所以閥座應選擇耐沖蝕的材料。球面密封的截止閥可適用于介質中帶有微小固體顆粒的氣體或液體。其密封原理是當介質從閥瓣下方流入時，所施加的密封力須等于或略大于密封面上所產生的必須比壓和介質向上的作用力之和。當介質從閥瓣上方流入時，所施加的密封力須等于或略大于密封面上所產生的必須比壓力和介質向下的作用力之差。

截止閥徑向密封

徑向密封是指柱塞式截止閥的密封，其密封原理是在柱塞閥中，其閥瓣和閥座是按柱塞的原理設計的。把閥瓣設計成柱塞，閥座設計成套環，套環的材料可以使用柔性石墨或聚四氟乙烯，閥座由上套環、隔離環和下套環組成，用閥蓋壓緊。靠柱塞和套環之間的緊密配合來實現密封。