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闸阀的现状和发展

      闸阀使用历史最久,至今世界各国仍在应用,特别是DN300mm以下,在各类阀门中仍占主导地位。其特征是阀板前后压差使阀板强制压在出口右侧的阀座上,密封性较好,且全开时,由于阀板不留在流路上,压力损失小。用于切断管道中介质。
      其缺点是操作力矩大,操作时易使阀体、阀杆损坏,特别是大口径闸阀。外形尺寸和重量也大,DN1000口径闸阀约3200mm高,需要四个人操作,所以闸阀一般使用在小口径,即DN500以下使用。

      闸阀从全开到中间开度,阀门的流阻较小,接近全闭时,流阻急剧增加。较大的范围内,流阻变化较小,在接近全闭时,流量变化较大,一定不要在阀门接近关闭时使用,这时很难进行流量的微调。阀门若开度极小,开口处的流速极快,会使闸板下侧产生气蚀,并伴有激烈的振动和噪声,长时间节流运转,往往会使阀体和闸板的金属发生气蚀。

      闸阀工况若处在中间开度,阀板因为是靠两侧的导轨支撑,全闭时配合紧密,而中间位置时,阀板与导轨间隙大而产生振动。因此,即使在气蚀发生率较低的区域,长时间使阀门节流运转,导轨也会发生畸形、磨耗或损坏,且由于阀座不是全面接触,而接触部位表面压力很高,往往会产生咬蚀或粘连,因此,不宜用于流量控制。还要注意,闸阀在小开度时,流量变化大,如果对阀门紧急启闭,会造成压力急剧上升或产生负压,特别是关阀门时水锤的产生。如何提高阀门填料的使用寿命
      在阀门设计或使用经验中,升降式阀门填料多为石棉盘根或石墨填料或聚四氟V型填料,但是这几种填料都受到阀门启闭次数的限制,就是随着阀门启闭次数的增加,填料会磨损,间隙逐渐增大,到一定次数(据统计不会超过2000次)阀门便会从填料处产生泄露。泄露后便需要从新压紧填料压盖。这种方案适合阀门启闭次数不多的场合。
如果阀门的启闭次数频繁,(如一年启闭10-30万次),这无疑增加阀门的使用、维护成本。
      有没有一种能够在阀门启闭100-200万次后,仍然能够密封的设计呢?答案是肯定的。一种办法为,在填料下方增加一个垫圈,在垫圈下边加一个弹簧(弹簧的预紧力需要计算),当填料磨损后,由于弹簧的作用,便会重新压紧填料,使其密封。这种办法目前通过使用检验,只能达到启闭50-100万次不泄露,需要使用方在每年大修时,重新压紧填料压盖,只能减少平时的维护。
      另外一种办法,就是选用液压、气动密封技术,改变原来的阀门设计思路,在填料处使用油缸密封滑环,增加0型密封圈(需要计算摩擦力、密封比压,才能确定滑环和0型密封圈的数量)。这种办法通过使用,能够达到启闭200万次不泄露,但是0型密封圈要老化,使用时间只有5年,同时成本较高。


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