闸阀概述

闸阀概述

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。闸阀在管路中主要作切断用。

闸阀是使用很广的一种阀门，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。

闸阀有以下优点：

1. 流体阻力小。

2. 开闭所需外力较小。

3. 介质的流向不受限制。

4. 全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。

5. 体形比较简单，铸造工艺性较好。

闸阀也有不足之处：

1. 外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。

2. 开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。

3. 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。

按闸阀的构造将闸阀可分为：

(1) 平行式闸阀：密封面与垂直中心线平行，即两个密封面互相平行的闸阀。在平行式闸阀中，以带推力楔块的结构最常为常见，既在两闸板中间有双面推力楔块，这种闸阀适用于低压中小口径（DN40-300mm）闸阀。也有在两闸板间带有弹簧的，弹簧能产生予紧力，有利于闸板的密封。

(2) 楔式闸阀：密封面与垂直中心线成某种角度，即两个密封面成楔形的闸阀。密封面的倾斜角度一般有 2°52´，3°30´，5°，8°，10° 等，角度的大小主要取决于介质温度的高低。一般工作温度愈高，所取角度应愈大，以减小温度变化时发生楔住的可能性。

闸阀阀体结构

闸阀的结构

闸阀阀体的结构决定与阀体与管道、阀体与阀盖的连接、就制造方法而言，有铸造、锻造、锻焊、铸焊以及管板焊接等几种。

通常从经济性考虑，公称通经等于或大于 50mm 的阀门采用铸造，小于 50mm 的采用锻造。但是，随着现代铸、锻技术的发展，已经逐步突破这种限制。锻造阀体已向大口径方向发展，而铸造阀体逐渐向小口径发展。任何一种闸阀阀体即可锻造，也可铸造，应根据用户要求以及制造厂拥有的制造手段而定。

闸阀阀体的流道

闸阀阀体的流道可分为，全通径式和缩径式两种。流道孔径与阀门公称通经，基本相同的为全通径式；流通孔径比阀门公称通经小的称为缩径式。缩径形状有均匀缩径和费均匀缩径两种。流道呈锥管形的即是一种非均匀缩径，这类阀门入口端的孔径基本上与公称通径相同，然后逐渐缩小，至阀座处缩小到最小。

采用缩径式流道（无论是锥管形非均匀缩径或均匀缩径），其优点是同一规格的阀门，可减少闸板的尺寸、启闭力与力矩；缺点是流阻增加，压降和能耗增大，所以缩孔不宜太大。对锥管形缩径来说，阀座的内径与公称通径之比，通常取 0.8~0.95。公称通径小于 250mm 的缩径阀门，其阀座内径一般比公称通径降低一档；公称通径等于或大于 300mm 的缩径阀门，其阀座内径一般比公称通径降低二档

闸阀的结构特点是什么

闸阀具有流体阻力小，适用的压力、温度范围大等特点，是一种最常用的截断阀，用于截断或接通管路中的介质。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。国内低压闸阀普遍采用的是铸铁材料，铸铁闸阀常常发生阀体冻裂、闸板脱落等严重问题，铸铁闸阀的碳钢阀杆易锈蚀，填料垫片质量差，内外泄漏严重。上海沪工阀门厂生产的 PN10 的低压碳钢闸阀替代了传统铁制闸阀，有效地解决了铸铁闸阀壳体易冻裂、闸板易脱落、阀桿易锈蚀，密封性能不可靠等问题。

1、重量轻：本体采用高级球黑铸铁制成，重量较传统闸阀重量减轻约 20%~30%，安装维修方便。

2、整体包胶：闸板采用高品质的橡胶进行整体内、外包胶，欧洲一流的橡胶硫化技术使得硫化后的闸板能够保证精确的几何尺寸，且橡胶与球墨铸闸板接着牢靠，不易脱落及弹性记忆佳。

3、平底式闸座：传统的闸阀往往在通水洗管后即因外物诸如石头，木块、水泥、铁屑、杂物等淤积于阀底凹槽内，容易造成无法关闭紧密而形成漏水现象，弹性座封闸阀底部采用与水管机同的平底设计，不易造成杂物淤积，使流体畅通无阻。

4、精铸阀体：阀体采用精密铸造，精确的几何尺寸使得阀体内部无需任何精加工即可保证阀门的密封性。

闸阀工作原理及其优点、缺点

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 DN50 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。闸阀是作为截止介质使用，在全开时整个流通直通，此时介质运行的压力损失最小。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。对于高速流动的介质，闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动，而振动又可能损伤闸板和阀座的密封面，而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。

从结构形式上，主要的区别是所采用的密封元件的形式。根据密封元件的形式，常常把闸阀分成几种不同的类型，如：楔式闸阀、平行式闸阀、平行双闸板闸阀、楔式双闸板闸等。最常用的形式是楔式闸阀和平行式闸阀。

闸板有两个密封面，最常用的楔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 5 度。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。

闸阀的操作力矩分析

当闸阀的开度在 10% 以上时，闸阀的轴向力，即闸阀的操作力矩变化不大。当闸阀的开度低于 10% 时，由于流体的节流，使闸阀的前后压差增大。这个压差作用在闸板上，使阀杆需要较大的轴向力才能带动闸板，所以在此范围内，闸阀的操作力矩变化比较大。弹性闸板的闸阀，在接近关闭时所需的操作力矩比刚性闸板的要大些。

闸板关闭时，由于密封面的密封方式不同，会产生不同的情况。对于自动密封闸阀（包括平板闸阀），在阀关闭时，闸板的密封面恰好对正阀座密封面，即是闸阀的全开位置。但此位置在闸阀运行条件下是无法监视的，因此在实际使用时，是将闸阀关至止点的位置作为闸阀全关位置。由此可见，自动密封的闸阀全关位置是按闸板的位置（即行程）来确定的。对于强制密封的闸阀，关闭时必须使闸板向阀座施加压力。此压力可以保证闸板和阀座之间的密封面严格地密封，是强制密封闸阀的密封力。这个密封力由于阀杆螺母的自锁将会继续做用。显然，为了向闸板提供密封力，阀杆螺母传递的力矩比阀门操作过程中的力矩大。由此可见，对于强制密封的闸阀，全关位置是按阀杆螺母所受的力矩大小来确定的。

闸阀关闭后，由于介质或环境温度的变化，闸阀部件的热膨胀会使闸板和阀座之间的压力变大，反映到阀杆螺母上，就为再此开启闸阀带来困难。所以，开启闸阀所需的力矩比关闭闸阀所需的力矩大，此外，对于一对互相接触的密封面来说，它们之间的静摩擦系数也比动摩擦系数大，要使它们从静止状态产生相对运动，需施加较大的力以克服静摩擦力；由于温度变化，使密封面间的压力变大，需要克服的静摩擦力也随之变大，从而使开启闸阀时，对阀杆螺母上施加的力矩有时会增大很多。

闸阀力矩参考表
公称通径（mm）	公称压力（MPa）
	0.25	0.6	1.0	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0	20.0	32.0
	力矩（N·m）
50	25	25	50	50	50	100	100	200	200	200	200
65	25	50	50	50	50	100	200	200	300	450	600
80	50	50	50	80	100	200	200	300	450	600	900
100	50	50	100	200	200	300	300	450	600	1000	1200
125	50	50	200	200	300	300	450	500	900	-	-
150	50	100	200	300	300	450	500	600	1000	-	-
200	100	200	300	300	450	500	600	1000	1200	1800	-
250	100	200	300	450	600	600	1000	1200	-	2500	-
300	200	300	450	500	600	900	1200	1800	-	-	-
350	300	300	500	750	900	1200	1800	-	-	-	-
400	300	450	600	1000	1200	1800	2500	-	-	-	-
450	450	450	1000	1200	1800	-	5000	-	-	-	-
500	450	600	1200	1800	2500	-	5000	-	-	-	-
600	500	900	1800	-	3500	-	6500	-	-	-	-
700	600	1200	1800	-	5000	-	8000	-	-	-	-
800	900	1200	2500	-	8000	-	-	-	-	-	-
900	1000	1800	2500	-	-	-	-	-	-	-	-
1000	1200	1800	2500	-	-	-	-	-	-	-	-
1200	1800	2500	3500	-	-	-	-	-	-	-	-
1400	2500	3500	5000	-	-	-	-	-	-	-	-

注：表中提供的闸阀操作力矩未经实物测定和理论计算，是一般适用条件下的经验数据，仅供参考。

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