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(yè)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(xiàn),促進了閥門工業(yè)的發(fā)展,各種新結構、新材料的閥門產品大量涌現(xiàn),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(fā)展和提高,這些特殊用途的閥門。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(xù)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(shù)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(jù)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(lián)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(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(huán)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(jù)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。
幾種典型閘閥的結構圖如下
。
閥門型號意義
注:舉例Z543H-16C 型號意義是傘齒輪傳動法蘭連接平板閘閥,公稱壓力1.6MPa,閥體材料為碳鋼
美標波紋管閘閥適用于公稱壓力CLASS150~900LBS,工作溫度-29~350℃的石油、化工、制藥、化肥、電力行業(yè)等各種工況的管路上,切斷或接通管路介質。 美標波紋管閘閥的主要結構特點: 產品結構合理、密封可靠、性能優(yōu)良、造型美觀; 密封面堆焊Co基硬質合金、耐磨、耐腐、抗摩擦性能好、使用壽命長;閥桿調質及表面氮化處理,有良好的抗腐和抗摩擦性能; 雙重密封,性能更可靠; 閥桿升降位置指示,更直觀;零件材質及法蘭,對焊端尺寸可根據(jù)實際工況或用戶要求合理選配,滿足各種工程需要。
序號 | 名稱 | 材質 |
1 | 閥體 | ASTM A216-WCB ASTM A217-WC1、WC6、WC9、C5 ASTM A351-CF8、CF8M、CF3、CF3M |
2 | 閥板 | ASTM A182-Gr.F6a ASTM A182-F22 ASTM A182-F304、F316、F321、F304L、F316L |
3 | 閥桿 | ASTM A182-Gr.F6a ASTM A182-F22 ASTM A182-F304、F316、F321、F304L、F316L |
4 | 墊片 | 柔性石墨+不銹鋼 |
5 | 雙頭螺栓 | ASTM 193-B7、A320-B8、A193-B8M |
6 | 六角螺母 | ASTM A194-2H、A194-8、A194-8M |
7 | 閥蓋 | ASTM A216-WCB ASTM A217-WC1、WC6、WC9、C5 ASTM A351-CF8、CF8M、CF3、CF3M |
8 | 波紋管組件 | ASTM A182-F304、F316、F321、F304L、F316L |
9 | 填料 | 柔性石墨 |
10 | 填料壓蓋 | ASTM A216-WCB ASTM A217-WC1、WC6、WC9、C5 ASTM A351-CF8、CF8M、CF3、CF3M |
11 | 支架 | ASTM A216-WCB ASTM A217-WC1、WC6、WC9、C5 ASTM A351-CF8、CF8M、CF3、CF3M |
12 | 閥桿螺母 | 銅合金 |
13 | 手輪 | ASTM A536 Gr.60-40-18、A216-WCB |
結構形式 | BB-BG-OS & Y |
驅動方式 | 手動 |
電動 | |
設計標準 | API1600、API6D |
結構長度 | ASME B16.10 |
連接法蘭 | ASME B16.5 |
試驗和檢驗 | API598、API6D |
公稱壓力(LB) | 殼體試驗壓力(MPa) | 密封試驗壓力(MPa) | 適用溫度(℃) | 使用介質 |
150 | 3.0 | 2.2 | ≤350℃ | 水、蒸汽、油品等 |
300 | 7.5 | 5.5 | ||
600 | 15.0 | 11.0 | ||
900 | 22.5 | 16.5 |
型號 | WZ41-150LB | ||||||||||||||
壓力 等級 | 150LB | ||||||||||||||
口徑 | mm | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 |
in | 1/2 | 3/4 | 1 | 11/4 | 11/2 | 2 | 21/2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
L | 108 | 117 | 127 | 140 | 165 | 178 | 190 | 203 | 229 | 254 | 267 | 292 | 330 | 356 | 381 |
H | 200 | 210 | 250 | 260 | 290 | 370 | 398 | 440 | 490 | 530 | 580 | 670 | 760 | 850 | 950 |
W | 120 | 140 | 140 | 180 | 200 | 220 | 260 | 280 | 300 | 340 | 400 | 450 | 450 | 500 | 500 |
重量(kg) | 8 | 9 | 10 | 15 | 22 | 30 | 42 | 55 | 70 | 100 | 140 | 180 | 250 | 350 | 450 |
型號 | YDAWZ41-300LB | ||||||||||||||
壓力 等級 | 300LB | ||||||||||||||
口徑 | mm | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 |
in | 1/2 | 3/4 | 1 | 11/4 | 11/2 | 2 | 21/2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
L | 140 | 152 | 165 | 178 | 190 | 216 | 241 | 283 | 305 | 381 | 403 | 419 | 457 | 502 | 762 |
H | 300 | 210 | 250 | 260 | 290 | 370 | 398 | 440 | 490 | 530 | 580 | 670 | 760 | 850 | 980 |
W | 120 | 140 | 140 | 180 | 200 | 220 | 260 | 280 | 300 | 340 | 400 | 450 | 450 | 500 | 500 |
重量(kg) | 9 | 10 | 12 | 18 | 25 | 38 | 53 | 70 | 88 | 125 | 175 | 225 | 310 | 440 | 560 |
型號 | WZ41-600LB | ||||||||||||||
壓力 等級 | 600LB | ||||||||||||||
口徑 | mm | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 |
in | 1/2 | 3/4 | 1 | 11/4 | 11/2 | 2 | 21/2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
L | 165 | 190 | 216 | 229 | 241 | 292 | 330 | 356 | 432 | 508 | 559 | 660 | 787 | 838 | 889 |
H | 200 | 210 | 250 | 260 | 290 | 370 | 398 | 440 | 490 | 530 | 580 | 670 | 760 | 850 | 980 |
W | 120 | 140 | 140 | 180 | 200 | 220 | 260 | 280 | 300 | 340 | 400 | 450 | 450 | 500 | 500 |
重量(kg) | 11 | 13 | 16 | 24 | 32 | 50 | 70 | 90 | 105 | 165 | 230 | 300 | 400 | 570 | 730 |