楔式闸阀的结构及使用注意事项

在各种类型的阀门中，闸阀是应用最广泛的一种。闸阀是指关闭件（闸板）沿通道轴线的垂直方向移动的阀门，在管道上主要作为切断介质用，即全开或开闭。一般闸阀不可用来节流。它可以用于高温和高压，并可以用于各种不同的介质。闸阀一般不用于输送泥浆、粘稠性介质的管路中。闸阀具有以下优点：

1）流体阻力小，可靠性强。

2）启闭所需力矩较小。

3）可以使用在介质向两个方向流动的环网管路上，也就是说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）形体比较简单，制造工艺性较好。

6）结构长度比较小。

由于闸阀具有许多优点，因此使用范围很广。通常DN≥50的管路作为切断介质的装置都选用闸阀，甚至在某些小口径的管路上（如DN15～DN40），目前仍保留了一部分闸阀。

闸阀亦有一些缺点，主要是：

1）外形尺寸和开启高度都较大，所需安装空间亦较大。

2）在启闭过程中，密封面间有相对摩擦，磨损较大，甚至容易引起擦伤现象。

3）一般闸阀都有两个密封副，给加工、研磨和维修增加了一些困难。

4）启、闭时间较长。

闸阀有各种不同的结构形式，其主要区别是所采用的密封元件结构形式不同。根据密封元件的结构，常常把闸阀分成几种不同的类型，而最常见的形式是平行式闸阀和楔式闸阀；根据阀杆的结构，还可分成升降杆（明杆）闸阀和旋转杆（暗杆）闸阀。

1.平行式闸阀

平行式闸阀的两个密封面与管道轴线相垂直，即两个密封面相互平行的闸阀，如图1⁃7所示。

在平行式闸阀中，以带推力楔块的结构最为普通，图1⁃7a、b即为带有一个位于两闸板中间的双面推力楔块的平行式闸阀，适用于低压，中、小口径（DN50～DN400）的闸阀。图1⁃7c为两块闸板间带有弹簧的平行式闸阀。弹簧能产生必要的预压紧力，有利于闸板的密封。图1⁃7d为带浮动套筒阀座单闸板平行式闸阀，浮动阀座靠背后的弹簧产生预紧比压，靠介质作用力产生密封比压，适用高压、小口径，广泛地应用于井口采油树。图1⁃7e为带导流孔的单闸板平行式闸阀，靠阀座背面的弹簧和介质压力产生预紧力和密封比压，适用于高压、大口径，主要应用于石油、天然气及成品长输管线（在开启时可通球清管）。图1⁃7f为V形胀板式双闸板平行式闸阀，靠V形闸板及关闭时的阀体底部作用力使闸板撑开，产生密封力，保证可靠密封，适用于石油、天然气的开采和输送。

2.楔式闸阀

楔式闸阀的两个密封面与管道轴线成某种角度，即两个密封面成楔形的闸阀。如图1⁃8所示。其密封面的倾斜角度一般有2°52′、3°30′、5°、8°和10°等几种，倾斜角度的大小主要取决于介质温度的高低；一般工件温度愈高，所取的角度应愈大，以减少温度升高时发生闸板楔住的可能性。

图1⁃7 平行式闸阀

a）明杆平行式单闸板无导孔闸阀 b）上楔块平行式闸阀 c）两闸板间带弹簧的平行式闸阀

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图1⁃7 平行式闸阀（续）

d）带浮动套筒阀座单闸板平行式闸阀 e）带导流孔的单闸板平行式闸阀 f）V形胀板式双闸板平行式闸阀

图1⁃8 楔式闸阀

a）双闸板楔式闸阀 b）单闸板楔式闸阀 c）弹性闸板楔式闸阀 d）旋转杆（暗杆）楔式闸阀

图1⁃8 楔式闸阀（续）

e）快速启闭楔式闸阀 f）旋转杆楔式单闸板橡胶密封闸阀

楔式闸阀又可分为双闸板、单闸板和弹性闸板。

图1⁃8a为双闸板楔式闸阀。这种阀门在水和蒸汽管道中应用较多，其结构的优点是：

1）对密封面角度的精度要求较低。

2）温度升高不易引起把闸板楔住的现象。

3）密封面磨损时可以加垫片补偿。

这种结构的缺点是：

1）零件较多。

2）用在粘度较高的介质中，容易产生粘结，从而影响密封性能。

3）上、下挡板常年锈蚀后，闸板容易脱落。

图1⁃8b为单闸板楔式闸阀，这种闸阀结构简单，使用可靠，但对密封面角度的精度要求较高，加工和维修比较困难，温度升高时闸板楔住的可能性较大。

图1⁃8c为弹性闸板楔式闸阀，这类闸阀既具有单闸板楔式闸阀结构简单，使用可靠的优点，又能产生微量的弹性变形来弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差，改善了工艺性能，同时在高温介质中使用，闸板又不易被楔住。因此，这种结构已广泛使用。

图1⁃8d为旋转杆（暗杆）楔式闸阀。这类闸阀的阀杆螺母在阀体内与介质直接接触，启闭阀门时，用旋转阀杆来实现。这种结构的唯一优点是启闭时闸阀的高度不改变，因此，安装空间小，适用于大口径阀门和安装空间受限制的管路上，如地下管线，但该类阀门必须安装启闭指示器，以显示阀门的开度。这种结构的缺点是阀杆螺纹直接与介质接触，易被介质腐蚀，同时又无法润滑，因此容易损坏。

图1⁃8e为阀杆即作旋转又作升降运动的闸阀。这种结构的阀门，在阀杆制成左旋和右旋两种螺纹，阀杆旋转一周，闸板的位移等于两种螺纹的螺距之和。因此，启闭迅速，但这种结构的闸阀应用较少。

图1⁃8f为缩径闸阀，即在阀体内的通道直径不同，在阀座密封面处的直径较小，法兰连接处的直径为法兰的公称尺寸。这种闸阀体积小、重量轻，但流阻较大，适用于对流阻要求不严的管路上。缩径闸阀在石油系统的管路上不允许采用，一般应用较多的是蒸汽和水的管道上。由于其通径缩小，使零件尺寸减小，启、闭时所需的力矩也相应减小，但通径缩小后，流体阻力损失增大。为了尽量减少介质流经缩径时的流体阻力损失，可采用导流环装置。