材質 鑄鋼 工作溫度 常溫
公稱通徑 DN50(mm) 連接形式 法蘭
適用介質 油品
外形 中型 型號 Z41H-16C
用途 鎖閉 主體材料 鑄鋼
標準 國標 驅動方式 手動
密封形式 硬密封型 壓力環境 常壓
流動方向 單向 零部件及配件 手輪
類型(通道位置) 二通式
閥門的結構型式與用途之閘閥
通用閥門使用面廣、使用量大,各工業部門都用應用。進入二十一世紀以來,隨著新技術、新材料、新工藝不斷出現,促進了閥門工業的發展,各種新結構、新材料的閥門產品大量涌現,新型陶瓷閥、塑料閥以及各種復合材料的襯里閥門,不論在品種上,在性能上,都有較大發展和提高,這些特殊用途的閥門,我們將在第六章專門論述。下面將通用閥門的結構型式和用途作一些通俗簡要介紹,為繼續深入了解各類特殊閥門的結構特點和用途作準備。
一、閘 閥
閘板在閥桿的帶動下,沿閥座密封面作升降運動而達到啟閉目的的閥門,叫做閘閥。
1.閘閥的用途
閘閥是截斷閥類的一種,用來接通或截斷管路中的介質。閘閥使用范圍較寬,目前國內生產的常用閘閥性能參數范圍是:
公稱壓力PN0.1~32MPa;
公稱通徑DN15~1800mm;
工作溫度t≤550℃。
2.閘閥的種類 根據結構形式,閘閥可分成以下類型
閘閥的特點
(1) 流體阻力小 因為閘閥閥體內部介質通道是直通的,介質流經閘閥時不改其流動方向,所以流體阻力小。
(2) 啟閉阻力小 因為閘閥啟閉時閘板運動方向與介質流動方向相垂直,與截止閥相比,閘閥的啟閉較省力。
(3) 介質流動方向不受限制 介質可從閘閥兩側任意方向流過,均能達到使用的目的,更適用于介質的流動方向可能改變的管路中。
(4) 結構長度較短 因為閘閥的閘板是垂直置于閥體內的,而截止閥閥瓣是水平置于閥體內的,因而結構長度比截止閥短。
(5) 密封性能好 全開時密封面受沖蝕較小。
(6) 密封面易損傷 啟閉時閘板與閥座相接觸的兩密封面之間有相對摩擦,易損傷,影響密封性能與使用壽命。
(7) 啟閉時間長,高度大 由于閘閥啟閉時須全開或全關,閘板行程大,開啟需要一定的空間,外形尺寸高。
(8) 結構復雜 零件較多,制造與維修較困難,成本比截止閥高。
4.閘閥的結構
閘閥主要由閥體、閥蓋或支架、閥桿、閥桿螺母、閘板、閥座、填料函、密封填料、填料壓蓋及傳動裝置組成,圖2-1是典型的法蘭式連接明桿楔形彈性閘板閘閥。
對于大口徑或高壓閘閥,為了減少啟閉力矩,可在閥門鄰近的進出口管道上并聯旁通閥(截止閥),使用時,先開啟旁通閥,使閘板兩側的壓力差減少,再開啟閘閥。旁通閥公稱直徑不小于DN32。
(1) 閥體 是閘閥的主體,是安裝閥蓋、安放閥座、連接管道的重要零件。閥體要容納垂直并作升降運動的圓盤狀閘板,因而閥體內腔高度較大。閥體截面的形狀主要取決于公稱壓力,如低壓閘閥閥體可設計成扁平狀的,以縮小其結構長度;高中壓閘閥閥體多設計成橢圓形的或圓形的,以提高其承壓能力,減少壁厚。閥體內的介質通道大多是圓形截面,對于通徑較大的閘閥,為了減小閘板的尺寸、啟閉力與力矩,也可采用縮口的形式,采用縮口后,會增加閥內流動阻力,壓降和能耗增大,因而通道收縮比不宜太大,通常閥座通道的直徑與公稱通徑之比為0.8~0.95,縮口通道母線對中心線傾角不大于12°,見圖
閘閥閥體的結構決定閥體與管道,閥體與閥蓋的連接。閥體毛坯可采用鑄造、鍛造、鍛焊、鑄焊以及管板焊接等。鑄造閥體一般用于DN≥50mm的通徑,鍛造閥體一般都用于DN≤50mm的通徑,鍛焊閥體用于對整體鍛造工藝上有困難,且用于重要場合的閥門,鑄焊閥門用于對整體鑄造無法滿足要求的,可用鑄焊結構。
(2) 閥蓋與支架 它與閥體形成耐壓空腔,上面有填料函,支承閥桿與傳動裝置等零件。
(3) 閥桿 與閥桿螺母或傳動裝置直接相接,光桿部分與填料形成密封副,能傳遞力矩起著啟閉閘板的作用,根據閥桿上螺紋的位置分明桿閘閥和暗桿閘閥。
① 明桿閘閥。閥桿的升降是通過在閥蓋或支架上的閥桿螺母旋轉來實現的,閥桿螺母只能轉動,而沒有上下位移,見圖2-1結構對閥桿潤滑有利,閘板開度清楚,閥桿螺紋及閥桿螺母不與介質接觸,不受介質溫度和腐蝕性的影響,因而使用較廣泛。
② 暗桿閘閥。閥桿的升降是靠旋轉閥桿來帶動閘板上的閥桿螺母來實現的,閥桿只能轉動,而沒有上下位移,見圖2-3結構,閥門的高度尺寸小,它的啟閉行程難以控制,需要增加指示器,閥桿螺紋及閥桿螺母與介質接觸,要受介質溫度和腐蝕性的影響,因而適用于非腐蝕性介質以及外界環境條件較差的場合。
(4) 閥桿螺母 與閥桿成螺紋副,可與傳動裝置直接相接,能傳遞力矩。
(5) 傳動裝置 傳動裝置可直接把電力、氣力,液力和人力傳
圖2-3 Z45T型暗桿楔形閘閥 給閥桿或閥桿螺母。在電廠常采用手輪、閥蓋、傳動機構、連接軸和萬向接頭機構進行遠距離驅動。
(6) 閥座 用壓、焊、螺紋連接等方法將閥座固定在閥體上與閘板成密封副的零件。閥座密封圈可在閥體上直接堆焊金屬形成密封面,也可在閥體上直接加工出密封面。
(7) 密封填料 在填料函內通過壓蓋壓緊,能夠在閥蓋和閥桿間起密封作用的材料。
(8) 填料壓蓋 通過壓蓋螺栓和螺母,能夠將填料壓緊。
(9) 閘板 閘板是閘閥的啟閉件,閘閥的啟閉、以及密封性能和壽命都主要取決于閘板,它是閘閥的關鍵零件。根據閘板的結構形式可以分兩大類。
① 平行式閘閥。閘板兩密封面相互平行,且與閥體通道中心線垂直。它分為平行式單閘板和平行式雙閘板兩種。
② 楔式閘閥。密封面與閘板垂直中心線對稱成一定傾角,稱為楔半角。楔半角的大小主要取決于介質的溫度和通徑的大小,一般介質溫度越高,通徑越大,所取楔半角越小,常見的楔形閘板其楔半角為2°52′和5°兩種。楔式閘閥又分楔式單閘板、彈性閘板和楔式雙閘板。
閘閥是作為截止介質使用,在全開時整個流通直通,此時介質運行的壓力損失最小。閘閥通常適用于不需要經常啟閉,而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調節或節流使用。對于高速流動的介質,閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動,而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面,而節流會使閘板遭受介質的沖蝕。從結構形式上,主要的區別是所采用的密封元件的形式。根據密封元件的形式,常常把閘閥分成幾種不同的類型,如:楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。最常用的形式是楔式閘閥和平行式閘閥。
這種類型的閥門的作用是只允許介質向一個方向流動,而且阻止方向流動。通常這種閥門是自動工作的,在一個方向流動的流體壓力作用下,閥瓣打開;流體反方向流動時,由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座,從而切斷流動。其中止回閥就屬于這種類型的閥門,它包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。暗桿楔式閘閥有一介鉸鏈機構,還有一個像門一樣的閥瓣自由地靠在傾斜的閥座表面上。為了確保閥瓣每次都能到達閥座面的合適位置,閥瓣設計在鉸鏈機構,以便閥瓣具有足夠有旋啟空間,并使閥瓣真正的、全面的與閥座接觸。閥瓣可以全部用金屬制成,也可以在金屬上鑲嵌皮革、橡膠、或者采用合成覆蓋面,這取決于使用性能的要求。旋啟式止回閥在完全打開的狀況下,流體壓力幾乎不受阻礙,因此通過閥門的壓力降相對較小。升降式止回閥的閥瓣座落位于閥體上閥座密封面上。此閥門除了閥瓣可以自由地升降之外,其余部分如同截止閥一樣,流體壓力使閥瓣從閥座密封面上抬起,介質回流導致閥瓣回落到閥座上,并切斷流動。根據使用條件,閥瓣可以是全金屬結構,也可以是在閥瓣架上鑲嵌橡膠墊或橡膠環的形式。像截止閥一樣,流體通過升降式止回閥的通道也是狹窄的,因此通過升降式止回閥的壓力降比旋啟式止回閥大些,而且旋啟式止回閥的流量受到的限制很少。
在生產過程中,為了使介質的壓力、流量等參數符合工藝流程的要求,需要安裝調節機構對上述參數進行調節。調節機構的主要工作原理,是靠改變閥門閥瓣與閥瓣與閥座間的流通面積,達到調節上述參數的目的。屬于這類閥門的統稱為控制閥,其中分為依靠介質本身動力驅動的稱為自驅式控制閥如減壓閥、穩壓閥等,凡領先上來動力驅動的(如電力 、壓縮空氣和液動力)稱為他驅式控制閥,如電動調節閥、氣動調節閥和液動調節閥等。