楔式閘閥的閘板的結(jié)構(gòu)原理

　　常用的楔式閘板結(jié)構(gòu)分為彈性閘板、剛性閘板和雙閘板三種。楔式閘板兩側(cè)密封面與閘板的垂直中心線有一定的傾角θ，稱為楔半角。常用的楔半角有2°52'和5°兩種。楔半角的大小對閘閥的使用性能有重要影響。角度小時關(guān)閉閘閥所需的力減小，但此時管道由于溫度的變化而引起變形時，楔形閘板在閥體內(nèi)被楔住的可能性卻增大。

　　為了不使楔形閘板在閥體內(nèi)被楔住，必須使其不自鎖，即應(yīng)保持下述條件:閥門<tanθ式中閥門——摩擦因數(shù)；θ——楔式閘板兩側(cè)密封面與閘板垂直中心線的傾角(稱為楔半角)，(°)。

　　對于楔半角θ=2°52'的閘閥，tanθ=0.05，對于楔半角θ=5°的閘閥，tanθ=0.09。楔式閘閥在實際使用條件下，摩擦因數(shù)大于上述數(shù)值，因此楔式閘閥一般是在楔形閘板自鎖條件下工作。

1、彈性閘板

　　彈性閘板[圖1(a)]的特點是結(jié)構(gòu)簡單，密封可靠，當(dāng)介質(zhì)溫度變化時不易被楔住，楔角的加工精度要求相對較低。采用彈性閘板的閘閥，關(guān)閉力矩不宜過大，以防止超過閘板的彈性變形范圍，所以閥門應(yīng)設(shè)有限位機構(gòu)以控制閘板的行程。

　　楔式彈性閘板是單片式，兩個密封面被支承在中心的懸臂梁上。其垂直中分面上帶有一個環(huán)形溝槽，正是這個溝槽使閘板具有一定的彈性，當(dāng)閥門關(guān)閉時，利用閘板產(chǎn)生的微量變形，彌補因加工制造偏差而產(chǎn)生與閥座的配合間隙，使閘板兩密封面分別與兩側(cè)閥座達(dá)到完整吻合，同時形成密封比壓，從而實現(xiàn)密封。彈性閘板關(guān)閉時，是靠閘板的彈性負(fù)載施加于閥座密封面上而不是直接由閥桿施加的楔緊力。不論是溫度變化引起的熱脹冷縮，還是閥體變形產(chǎn)生的收縮應(yīng)力均不會導(dǎo)致閘板被楔住。

　　彈性閘板結(jié)構(gòu)適用于各種壓力、溫度的中、小口徑閘閥，介質(zhì)中不能含有過多固體顆粒物，以防積塞于閘板環(huán)形槽內(nèi)，影響其彈性變形的能力。

2、剛性閘板

　　剛性閘板[圖1(b)]為單片實心結(jié)構(gòu)，不能補償由于管道載荷或熱波動引起的閥座對中變化，兩側(cè)密封面的楔半角加工精度要求很高，制造及維修都比較困難。運行中密封副間易產(chǎn)生磨損，溫度變化時閘板易被楔住。因此，大于DN50(NPS2)，采用楔式剛性閘板時一般不推薦使用于溫度超過121℃(250℉)的場合。楔式剛性閘閥被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)的，幾乎所有小于等于DN50(NPS2)的小型閘閥，都采用楔式剛性閘板，一般適用于較低的“壓力-溫度”工況。

3、楔式雙閘板

　　楔式雙閘板[圖1(c)]由兩塊閘板組合而成，用球面頂心鉸接成楔形閘板。可以自由調(diào)整角度以達(dá)到與兩閥座的良好吻合。閘板密封的楔角可以由中間鉸接的頂心球面自動調(diào)節(jié)，因而對密封面楔角的加工精度要求較低。當(dāng)溫度發(fā)生變化時不易被卡住，也不易產(chǎn)生擦傷現(xiàn)象。閘板密封面磨損后可以在頂心處加墊片補償，便于維修。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件較多，不適用于黏性介質(zhì)，由于閘板是活動連接的，長期銹蝕后，容易造成閘板脫落。通常垂直安裝于水和蒸汽介質(zhì)的管路上。

　　楔式雙閘板結(jié)構(gòu)能解決實際工況中楔式單閘板結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生的以下問題:如果閥體受到意外的壓力或轉(zhuǎn)矩，并可能造成閥體扭曲，但雙閘板結(jié)構(gòu)仍然能夠正常開啟，因為閘板試圖開啟之前，閥座密封負(fù)載已經(jīng)消除。如果閥體只是輕微的扭曲，那么獨立的閘板可以沿著它們各自的閥座移動。當(dāng)閥門關(guān)閉時，溫度改變也不會導(dǎo)致閘板楔死。這種閥門的設(shè)計適合尺寸為DN50～600(NPS12～24)。閥體材料包括碳素鋼、鉻鉬鋼、不銹鋼、雙相不銹鋼和鎳合金等，適應(yīng)工作溫度范圍可達(dá)-196～816℃。