闸阀的结构原理与其优缺点

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  闸阀是指关闭件(闸板)沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀在管路中只能作全开和全关切断用, 不能作调节和节流。闸阀是使用范围很广的一种阀门,一般口径DN≥50mm的切断装置都选用它,有时口径很小的切断装置也选用闸阀。

  闸板有两个密封面 , 最常用的模式闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形角随阀门参数而异 , 通常为 50, 介质温度不高时为 2°52' 。楔式闸阀的闸板可以做成一个整体,叫做刚性闸板;也可以做成能产生微量变形的闸板 , 以改善其工艺性 , 弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差 , 这种闸板叫做弹性闸板。

  闸阀关闭时,密封面可以只依靠介质压力来密封 , 即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封,这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的,即阀门关闭时,要依靠外力强行将闸板压向阀座 , 以保证密封面的密封性。

  闸阀的闸板随阀杆一起作直线运动的,叫升降杆闸阀 ( 亦叫明杆闸阀)。通常在升降杆上 有梯形螺纹,通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽,将旋转运动变为直线运动 , 也就是将操作转矩变为操作推力。

  开启阀门时,当闸板提升高度等于阀门通径的1:1倍时,流体的通道完全畅通,但在运行时,此位置是无法监视的。实际使用时,是以阀杆的顶点作为标志,即开不动的位置,作为它的全开位置。为考虑温度变化出现锁死现象, 通常在开到顶点位置上 , 再倒回 1/2-1圈 , 作为全开阀门的位置。因此 , 阀门的全开位置,按闸板的位置(即行程〉来确定。

闸阀的优点:

    (1) 流体阻力小  因为闸阀阀体内部介质通道是直通的,介质流经闸阀时不改变其流动方向,所以流体阻力小。

    (2) 启闭力矩小,开闭较省力  因为闸阀启闭时闸板运动方向与介质流动方向相垂直、与截止阀相比,闸阀的启闭较省力。

    (3) 介质流动方向不受限制,不扰流、不降低压力  介质可从闸阀两侧任意方向流过、均能达到使用的目的.更适用于介质的流动方向可能改变的管路中。

    (4) 结构长度较短  因为闸阀的闸板是垂直置于阀体内的,而截止阀阀瓣是水平置于阀体内的,因而结构长度比截止阀短。

    (5) 密封性能好  全开时密封面受冲蚀较小。

    (6) 全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。 

    (7) 体形比较简单,铸造工艺性较好,适用范围广。

 闸阀的缺点:

    (1) 密封面易损伤  启闭时闸板与阀座相接触的两密封而之间有相对摩擦,易损伤,影响密封件能与使用寿命,维修比较困难。

    (2) 启闭时间长,高度大  由于闸阀启闭时须全开或全关,闸板行程大,开启用要一定的空间,外形尺寸高,安装所需空间较大。

    (3) 结构复杂  闸阀一般都有两个密封面,给加工、研磨和维修增加一些,困难零件较多,制造与维修较困难,成本比截止阀高。 

闸阀的通径收缩:

       如果一个阀体内的通道直径不一样(往往都是阀座处的通径小于法兰连接处的通径),称为通径收缩。通径收缩能使零件尺寸缩小,开、闭所需力相应减小,同时可扩大零部件的应用范围。但通径收缩后。流体阻力损失增大。在某些部门的某些工作条件下(如石油部门的输油管线),不允许采用通径收缩的阀门。这一方面是为了减小管线的阻力损失,另一方面是为了避免通径收缩后给机械清扫管线造成障碍。

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