闸阀是依靠闸板沿垂直流体方向升降来实现启闭动作的阀门,属于直行程阀门。闸阀在管路中主要起切断作用,不用于流量调节。因其流道直通、流阻小,在各大工业领域均有大量应用。
【基本结构】
闸阀由阀体、闸板、阀杆、阀盖、填料函和操作机构组成。按闸板结构可分为楔式闸阀和平行式闸阀两大类。楔式闸阀的闸板呈楔形,依靠楔形角度实现自密封;平行式闸阀的闸板为平行板,依靠介质压力或弹簧力实现密封。
【工作原理】
闸阀的启闭件是闸板,闸板的运动方向与流体方向垂直。当顺时针转动手轮时,阀杆带动闸板下降,闸板完全插入阀座后实现密封;逆时针转动手轮时,闸板上升,流道完全打开。由于闸板在开启状态下完全升至流道上方,介质流过时几乎不产生压力损失,这是闸阀最突出的优点。
【主要类型】
明杆闸阀:阀杆螺母在阀盖上方,阀杆同时旋转并升降,阀杆螺纹外露,便于润滑和检查,适用于重要管线和腐蚀性介质。
暗杆闸阀:阀杆螺母在阀体内部,阀杆只旋转不升降,结构紧凑,适用于安装空间受限的场合。
楔式闸阀:闸板两侧面呈楔形,与阀座楔形面配合形成密封。密封性能好,但低温时可能因热胀冷缩导致闸板楔死,需选用弹性闸板或双闸板结构。
平行式闸阀:闸板两侧面平行,依靠介质压力或弹簧实现密封,适用于中低压、大口径场合,低温下不会出现楔死现象。
【性能特点】
优点:流体阻力小,全开时流道直通,压力损失极小;密封面耐腐蚀,采用不锈钢堆焊或镶嵌PTFE等材料;开闭力矩小(相比截止阀);结构长度短,安装空间要求较低;适用压力和温度范围广,高压闸阀可达PN420以上。
缺点:启闭时间长,闸板行程长,不适合频繁操作;结构较球阀复杂,零件数量多;大口径闸阀操作力矩大,需配备齿轮箱或执行机构;密封面易磨损,维修相对困难。
【典型应用】
闸阀广泛应用于石油化工、火力发电、城市给排水、长输管线等场合。在需要全开全关、对流阻要求严格的管线上,闸阀是首选方案。需要注意的是,闸阀不可用于调节流量,部分开启会导致闸板振动和密封面冲刷,严重缩短使用寿命。