截止阀

截止阀

截止阀，也叫截门，是使用最广泛的一种阀门之一，它之所以广受欢迎，是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便，不仅适用于中低压，而且适用于高压。

Working principle

截止阀的工作原理

截止阀阀杆一般都做旋转升降运动,手轮固定在阀杆顶端。当顺时针方向旋转手轮时,阀杆螺纹下旋,阀瓣密封面与阀座密封面紧密接触,截止阀达到关闭状态;当逆时针方向旋转手轮时,阀杆螺纹上旋,阀瓣密封面与阀座密封面脱开,截止阀开启。

Characteristics

截止阀的特点

优点

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a.与闸阀比较,截止阀结构较简单,通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面,密封面积小、节省贵重材料、成本低,因而制造工艺性比较好,便于维修。

b.密封面磨损及擦伤较轻,密封性好。启闭时阀瓣与阀体密封面之间无相对滑动(锥形密封面除外),因而磨损与擦伤均不严重,密封性能好,使用寿命长。

c.开启高度小,一般仅为阀座通道直径的1/4,结构紧凑,节省安装空间。

缺点

02

a.结构长度较大。

b.启闭力矩大,启闭费力。关闭时,因为阀瓣运动方向与介质压力作用方向相反,必须克服介质的作用力,所以启闭力矩大。

c.流阻大。阀体内介质通道比较曲折,流动阻力大,动力消耗大,特别是在液压装置中,这种压力损失尤为明显。在各类截断阀中截止阀的流阻最大。

d.介质流动方向受限制。介质流经截止阀时,在阀座通道处只能是从下向上或从上向下流动,所以介质只能单方向流动,不能改变流动方向。

e.在阀门关闭时,密封面间可能会夹住流体介质中的固体颗粒

f.安装不便。

操作特点

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截止阀的密封形式为强制密封,在阀门关闭时必须向阀瓣施加足够的力,达到密封必须比压以上,才能实现密封。由于密封力和介质压力是在同一轴线上,当介质由阀瓣下部进入(低进高出)时,由于介质压力与密封力方向相反,阀门关闭力矩远远大于开启力矩,阀杆承受的最大应力为压应力,所以必须具有足够的强度和刚性,否则阀杆会产生挠性变形。正因如此,当截止阀口径规格大于DN150(NPs6)时,为了减小阀门操作力矩从而减小阀杆直径,通常将介质流向改由阀瓣上部进入(高进低出),此时介质压力与密封力方向相同,在介质压力作用下,阀门更容易实现密封,关闭力矩变小,开启力矩增大,阀杆承受的最大应力为拉应力,此时阀杆直径可相应减小。

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截止阀开启时,阀瓣的开启高度达到阀门公称尺寸的25%~30%时,流量即已达到最大,即表明阀已达到全开位置,所以截止阀的全开位置应该按阀瓣的行程来确定。

截止阀关闭时和再次开启的情况与强制密封闸阀相似,即阀门关闭后,要在密封面上施加足够操作力以实现密封。因此,阀门的关闭力矩应在操作力矩的基础上增加到规定值来确定。而阀门再次开启时,由于要克服静摩擦和热膨胀等因素的影响,阀门开启力矩通常要比关闭力矩还要大,才能可靠地开启阀门,因此在设计时应予以考虑。

为了减小启闭阀门中形成的高冲击压力,截止阀操作时要缓慢,在某种意义上说,要产生与流量速度相一致的变化率。

截止阀的操作力矩呈现以下特性：

“低进高出”

“低进高出”时,阀门由全开位置开始关闭的阶段,操作力所需克服的阻力是阀杆和填料的摩擦阻力和介质压力在阀瓣截面上(轴向)造成的推力,随着阀瓣的下降,流体在阀瓣前后形成压差,阻止阀瓣下降,而且这个阻力会随着阀瓣的下降而迅速增大,随着阀门完全关闭,阀杆施加强制的密封力,阀瓣前后压差达到介质工作压力的最大值,此时阀杆承受最大关闭力矩。

在阀门开启过程中,介质压力或阀瓣前后压差形成的推力与阀门开启方向相同,但应该指出的是,在开启瞬间,因为要克服密封面间较大的静摩擦力矩,此时的开启操作力矩有可能还会超过关闭力矩。

“高进低出”

“高进低出”时,阀门由全开位置开始关闭的阶段,操作力所需克服阻力仍是上述两个力,随着阀瓣的下降,流体在阀瓣前后的压差直到阀门关闭时都是有利于阀门关闭的。

阀门开启时的情况恰好相反,由于介质压力和阀瓣前后压差所造成的推力都与阀门开启方向相反,所以阀门开启过程所需的操作力矩比关闭力矩要大得多。