一、閘閥(fa)的概(gai)述(shu)
閘閥(fa),也叫閘板閥、閘門閥,是廣泛使用的一種閥(fa)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)閥的總分類見圖(tu)6.3.2。
2. 按閥(fa)桿可(ke)分(fen)為明桿式和暗桿式(圖6.3.3)。
①. 明桿式
閥(fa)桿螺(luo)(luo)紋(wen)露(lu)在上部,與(yu)之配合的(de)(de)(de)閥(fa)桿螺(luo)(luo)母(mu)裝(zhuang)在手輪(lun)(lun)中(zhong)(zhong)(zhong)心,旋轉(zhuan)手輪(lun)(lun)就是旋轉(zhuan)螺(luo)(luo)母(mu),從(cong)而使閥(fa)桿升降。這(zhe)種閥(fa)門,啟閉(bi)程度可以從(cong)螺(luo)(luo)紋(wen)中(zhong)(zhong)(zhong)看(kan)出,便于(yu)操作;對于(yu)閥(fa)桿螺(luo)(luo)紋(wen)的(de)(de)(de)潤(run)滑和檢(jian)查(cha)很方便;特別是螺(luo)(luo)紋(wen)與(yu)介(jie)質不接觸,可避免(mian)腐蝕性介(jie)質的(de)(de)(de)腐蝕,所以石油化工管道中(zhong)(zhong)(zhong)采用較(jiao)多。但螺(luo)(luo)紋(wen)外露(lu),容(rong)易(yi)粘上空氣中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)塵埃(ai),加速(su)磨(mo)損,故應盡(jin)量安裝(zhuang)于(yu)室內。
②. 暗桿式
閥(fa)桿螺紋在(zai)下部,與(yu)閘板(ban)中(zhong)心(xin)螺母配合,升(sheng)降閘板(ban)依靠旋(xuan)轉(zhuan)閥(fa)桿來實(shi)現,而閥(fa)桿本(ben)身看不出移(yi)動。這種閥(fa)門(men)的唯(wei)一優點(dian)是(shi),開啟(qi)時(shi)閥(fa)桿不升(sheng)高(gao),適(shi)合于(yu)安裝在(zai)操作位置受到限制的地方。它(ta)的缺點(dian)很(hen)明(ming)顯,啟(qi)閉程度難以掌(zhang)握,閥(fa)桿螺紋與(yu)介質接觸,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)性單閘板
閘(zha)(zha)板是(shi)一楔(xie)形(xing)整體(ti)密封面與閘(zha)(zha)板垂直中(zhong)心線(xian)成一定傾角(jiao),其特點是(shi)結構簡單,尺寸小,使用(yong)比較(jiao)(jiao)可靠(kao)。單閘(zha)(zha)板和閥(fa)(fa)座(zuo)密封面的楔(xie)角(jiao)加(jia)工精(jing)度要求很(hen)高(gao),加(jia)工維修(xiu)均較(jiao)(jiao)困(kun)難,且(qie)在啟(qi)閉過程中(zhong)密封面易發生(sheng)擦傷,溫(wen)度變化時閘(zha)(zha)板易卡(ka)住。這種(zhong)閘(zha)(zha)板是(shi)用(yong)于常溫(wen)、中(zhong)溫(wen)、各種(zhong)壓力的閘(zha)(zha)閥(fa)(fa)。
②. 楔式彈性單閘(zha)板
在閘板(ban)(ban)中(zhong)部開環狀槽或由兩塊閘板(ban)(ban)組焊而(er)成,中(zhong)間(jian)為空心楔角加工(gong)。其特點是結(jie)構(gou)簡單,密(mi)封面可(ke)靠,能自行補償,由于(yu)(yu)異常負荷(he)而(er)引(yin)起(qi)的(de)閥體(ti)變形,可(ke)以防止閘板(ban)(ban)卡住,但關閉力(li)(li)矩不宜過大(da),以防超過閘板(ban)(ban)彈(dan)性(xing)范圍。彈(dan)性(xing)閘板(ban)(ban)適用(yong)于(yu)(yu)各種壓力(li)(li)、溫度的(de)中(zhong)、小口(kou)徑閘閥,及啟閉頻繁的(de)場合,但要求介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)含固體(ti)雜(za)質(zhi)(zhi)少且不適用(yong)于(yu)(yu)易(yi)結(jie)焦的(de)介(jie)質(zhi)(zhi)。
③. 楔式雙閘板
由兩塊原板(ban)組成用(yong)球面頂心鉸接,稱楔(xie)式(shi)閘(zha)板(ban)。閘(zha)板(ban)密(mi)封面的楔(xie)角可以靠頂心自動調整,溫(wen)度變化時(shi)不易被(bei)卡住,也不易產生擦傷現象。其缺點(dian)是結(jie)構(gou)復雜,零(ling)件較多,閘(zha)板(ban)容易脫落,不適用(yong)于黏性介質,一般用(yong)于水(shui)和蒸汽介質。
④. 平(ping)行式雙閘(zha)板
閘(zha)(zha)板(ban)(ban)兩密封(feng)面相互平行,分為自(zi)動(dong)密封(feng)式(shi)和撐開式(shi)兩種。自(zi)動(dong)密封(feng)式(shi)平行雙(shuang)閘(zha)(zha)板(ban)(ban)閘(zha)(zha)閥(fa)(fa),是依靠(kao)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)壓(ya)(ya)力(li)把(ba)(ba)閘(zha)(zha)板(ban)(ban)推(tui)向出(chu)口(kou)側,閥(fa)(fa)座密封(feng)面達到(dao)單面密封(feng)的(de)目(mu)的(de)。若介(jie)質(zhi)(zhi)壓(ya)(ya)力(li)較(jiao)低,其(qi)密封(feng)性不易(yi)保證,因此在兩塊閘(zha)(zha)板(ban)(ban)之間(jian)放置一個彈(dan)簧(huang),在關閉時(shi)彈(dan)簧(huang)被(bei)壓(ya)(ya)縮(suo),靠(kao)彈(dan)簧(huang)力(li)的(de)作用,以實現密封(feng)。由于彈(dan)簧(huang)把(ba)(ba)閘(zha)(zha)板(ban)(ban)壓(ya)(ya)緊在閥(fa)(fa)座上,密封(feng)面易(yi)被(bei)擦傷和磨損,目(mu)前已很少采用這種型式(shi)的(de)閘(zha)(zha)閥(fa)(fa)。撐開式(shi)是用頂楔把(ba)(ba)塊閘(zha)(zha)板(ban)(ban)撐開壓(ya)(ya)緊在閥(fa)(fa)座密封(feng)面上,達到(dao)強制(zhi)密封(feng)。見圖(tu)6.3.4。
三、適用范(fan)圍
(1)閘閥(fa)在管路中(zhong)主(zhu)要起(qi)切斷作用。關閉件(閘板)沿閘座中(zhong)心(xin)線的垂直方向(xiang)移動。閘閥(fa)與(yu)截止閥(fa)相比,流阻小、啟閉力(li)小,密封可靠,是最常用的一種閥(fa)門(men)。
(2)當(dang)部(bu)分開啟時,介質(zhi)會在閘(zha)板背(bei)面產生渦流(liu),易引起閘(zha)板的(de)(de)沖(chong)蝕和振動,閥座的(de)(de)密封(feng)面也易損壞,故一(yi)般不作為節流(liu)用。
(3)與球閥和蝶閥相比,閘閥開(kai)啟時間較(jiao)長,結構尺寸較(jiao)大(da)(da),不宜用(yong)在直(zhi)徑(jing)較(jiao)大(da)(da)的情況。可雙向流動(dong),重量較(jiao)重。
(4)明桿適用(yong)于(yu)腐蝕介質及室內管道。
(5)閘閥不宜(yi)用于(yu)有固體沉(chen)降的流體,也(ye)不宜(yi)用于(yu)流量調節。
(6)如密封性要求極其(qi)嚴格(ge),可采用雙閘板式。
(7)在(zai)DN≤50時一(yi)般(ban)使用剛性單閘板(ban),在(zai)DN>50時一(yi)般(ban)使用彈性單閘板(ban)。
(8)對于低(di)溫系(xi)統(tong)的(de)彈(dan)性單閘板閘閥(fa),應在(zai)其(qi)高壓側的(de)閘板上開一(yi)個排氣孔。
(9)在要求低(di)泄(xie)漏(lou)的工況,應采用低(di)泄(xie)漏(lou)的閘閥(fa)。低(di)泄(xie)漏(lou)的閘閥(fa)有多種結構,其中在化工裝置(zhi)中一般使用波紋(wen)管式閘閥(fa)。
四(si)、閘閥(fa)的缺點及(ji)不適用范圍
浙江至德鋼業(ye)有限公司工(gong)程(cheng)師發現管道設計人員(yuan)經常有閘(zha)閥(fa)誤(wu)用(yong)的現象。雖然閘(zha)閥(fa)是石油化(hua)工(gong)生產裝置(zhi)中用(yong)得較(jiao)多的一種類(lei)型,但(dan)有些工(gong)況(kuang)不宜(yi)使用(yong)閘(zha)閥(fa)。
閘閥(fa)(fa)共同缺點:高度大(da);啟(qi)閉時間長(chang);在啟(qi)閉過(guo)程中(zhong),密封(feng)面(mian)容易被沖蝕;修理比截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)困難;不適用(yong)于(yu)含(han)懸浮物(wu)和析出結(jie)晶的(de)介(jie)質;也難于(yu)用(yong)非(fei)金屬耐腐(fu)蝕材(cai)料(liao)來(lai)制造(zao)(zao)。閥(fa)(fa)體與(yu)閥(fa)(fa)蓋多采用(yong)法蘭連(lian)接。閥(fa)(fa)體截(jie)面(mian)的(de)形(xing)狀(zhuang)主要取決于(yu)公稱壓(ya)力(li)(li),如低壓(ya)閥(fa)(fa)門的(de)閥(fa)(fa)體多為扁平狀(zhuang),以(yi)縮小其(qi)結(jie)構(gou)長(chang)度。高中(zhong)壓(ya)閘閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)體多為橢圓形(xing)或圓形(xing),以(yi)提(ti)高其(qi)承壓(ya)能力(li)(li),減小壁厚(hou)。閥(fa)(fa)體形(xing)狀(zhuang)還與(yu)閥(fa)(fa)體材(cai)料(liao)及制造(zao)(zao)工藝有關。
閘(zha)閥不適用范圍:
①. 因為開(kai)啟高(gao)度較(jiao)高(gao),操作(zuo)所需空(kong)間(jian)較(jiao)大,所以不適用于操作(zuo)空(kong)間(jian)較(jiao)小的(de)場合。
②. 啟閉時間長,所(suo)以不適(shi)用于快速啟閉場合。
③. 不宜用(yong)于(yu)有固體沉降(jiang)的流體。因(yin)為密封面(mian)會(hui)磨損,閘(zha)板關不死。
④. 不宜(yi)用于流量調節。因為閘閥部分開(kai)啟(qi)時,介質(zhi)會在(zai)閘板背面產(chan)生渦流,易引起閘板的沖蝕和(he)振動,閥座的密封(feng)面也易損壞。
⑤. 頻繁(fan)操作閥(fa)門會(hui)導致(zhi)閥(fa)座表(biao)面(mian)過度磨(mo)損,因此通常只適用于(yu)不頻繁(fan)操作的情況(kuang)。
五、閘閥(fa)有關標準
1. 鋼制(zhi)閘(zha)閥設計標準(zhun)和適用(yong)范(fan)圍,見表6.3.1。
2. 鐵制閘閥設(she)計標準和適用(yong)范圍,見(jian)表(biao)6.3.2。
3. 閘閥有關其他標準(zhun)。
GB/T 12232《通用閥門(men) 法蘭連接鐵制閘閥》
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(shui)系統用薄壁彈性密封閘閥(fa)》
4. 閘閥國(guo)內外(wai)標準比(bi)較見表6.3.3
5. 國外(wai)閘閥規(gui)范應用(yong)
設計、制造(zao)按API 600。結構長度(du)按ASME B16.10。連接端(duan)法(fa)蘭尺(chi)寸按ASME B16.5;對接焊(han)端(duan)按ASME B16.25;承插口尺(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。