閘閥基礎知識
閘閥定義
閘閥(英文:Gate Valve)依靠閘板(閥體)像隔斷墻體一樣切斷氣、液等介質,實現管路流道閉合的閥門產品。日常用語中,仕切閥、閘板閥均為閘閥的同義叫法。依據日本工業標準 JIS B0100《閥門術語》中的定義:閘閥泛指閥芯垂直隔斷介質流道完成啟閉動作,介質全程呈直線流動的一類閥門。閘閥的命名由來,是其閘板如同水閘閘門一般,滑入管路通道內部實現介質封堵。
閘閥使用場景
閘閥可在寬泛的壓力、溫度區間內管控介質通斷,應用覆蓋民用、通用工業、科研實驗各個領域。生活中常見于水表、燃氣表、熱水器配套管路。閘閥閘板處于中間開度運行時極易產生振動,因此標準使用方式僅為全開或是全閉狀態,本質屬于以切斷管路介質為目的的截止閥門。大多作為管線隔斷閥、自來水供水管道的閘斷部件,長期固定在常開或者常閉工況。手動閘閥需要轉動大量圈數的手輪才能完成啟閉,操作耗時較長。針對啟閉動作頻繁、需要遠程管控的工況,一般選用搭載執行機構的自動式閘閥。
閘閥工作原理
閘閥工作原理十分簡易,關閉閥門時閘板在閥體內向下行進,封堵流道截斷介質流通;開啟閥門則反向抬起閘板,打通通道輸送介質。閘板的升降動作依靠手輪或是驅動設備帶動閥桿旋轉,依托閥桿自身的螺紋傳動結構實現。
閘閥的壓力損失特性
閘閥大多設計為全通徑結構,閥體內部通徑和兩端接管內徑尺寸基本一致,介質直線通行,閥門全開狀態下的壓力損耗極低,這是閘閥最z突出的特點。常用來做管路切斷的截止閥,內部流道為 S 型彎折走向,全開工況下的壓力損失遠大于閘閥。補充說明:壓力損失指介質流經管路過程中損耗的能量,由管壁摩擦阻力、流體紊流現象兩大因素造成。
閘閥與水錘現象
閘閥啟閉行程偏大,無法實現急速開關,能夠有效抑制水錘現象的產生。水錘是指閥門快速啟閉時,介質流速急劇變化,造成管道內部壓力瞬間驟升或是驟降的物理現象。水錘引發的壓力波動會帶來各類故障問題:壓力驟然沖高,造成管道、配套泵體、閥門、管道固定支架出現破損損壞壓力急劇下降,引發管道形變,還會因水柱分離產生二次升壓,進一步破壞管路系統壓力持續波動,造成系統壓力調控失效
閘閥結構組成
閘閥核心構件包含閥體、閘板、閥桿、手輪幾大部分,依靠手輪或者外置執行機構完成驅動操作。手輪裝配在閥桿頂端,將旋轉力矩傳遞至閥桿。開閥時轉動手輪,閥桿螺紋帶動閘板向上抬起;關閥時反向旋轉手輪,閘板隨閥桿下行閉合管路。
閘閥分類方式
按啟閉驅動方式劃分
手動式:通過手輪直接轉動閥桿完成啟閉氣動式:依靠氣動執行機構驅動閥桿運轉電動式:配備電動執行機構驅動閥桿運轉
按閘板外形與構造劃分
平行式閘板 / 楔形閘板:閘板截面分為平行結構、楔形結構兩種樣式平行雙閘板:由兩塊相互平行的閘板組合而成,借助介質自身壓力壓緊出口側閥座,形成密封雙閘板結構:由兩片閘板組成,閥桿撐開兩塊閘板,同時壓緊進出口兩側閥座接觸面,保證密封效果
按閥桿升降形式劃分
明桿閘閥:閥桿跟隨自身轉動同步做升降移動,通過閥桿、手輪的外露高度就能直觀判斷閥門啟閉開度,肉眼即可確認閥門狀態。不過閥桿升起會占用閥體上方的安裝操作空間。暗桿閘閥:閥桿旋轉過程中整體高度不會發生變化,無法依靠外觀直觀分辨閥門開閉狀態。優勢在于不會向上伸出結構,安裝占用空間更小。
按閥體材質劃分
閥體常用材質均對應日本工業標準牌號,具體如下:灰鑄鐵 JIS G5501 FC200球墨鑄鐵 JIS G5502 FCD400壓力容器用碳素鍛鋼 JIS G3202 SFVC2A高溫高壓鑄鋼 JIS G5151 SCPH2、SCPH21不銹鋼鑄件 JIS G5121 SCS13A、SCS14A銅合金鑄件 JIS H5120 CAC406 三號青銅鑄件銅合金棒材 JIS H3250 C3771 鍛造黃銅
閥體材質的選型需要結合各項使用條件判定,詳細參數請查閱各廠商產品樣本資料,選型參考要素包含:介質種類、工作壓力、使用溫度、介質流速、介質是否含有固體雜質;是否需要耐腐蝕性能;設備適用的法規與行業標準要求。
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