闸阀的基础知识
闸阀基础知识与设计计算课件PPT
❖ 阀座焊缝应校核。（参见附图,阀座2图例， 阀座小于阀体通道；阀座焊缝直径太小。二 者都会造成阀座脱落失效）
图14 焊接阀座零件图 阀座密封面最小宽度：PN10.0MPa以下阀门，bmin≮4.5mm
PN16.0MPa以上阀门，bmin≮7.0mm
阀座圈厚度计算
❖ dw=d*SQRT(Pmax/(100s)+1)+5
❖ 理想流体与实际流体：流动时没有粘滞性的流体为 理想流体，流动时有粘滞性的流体为实际流体。很 显然，理想流体并不存在，只是为了研究某些问题 的方便而提出的假设。
❖ 流体力学——研究流体平衡状态规律的科学为流体 静力学，研究流体运动力学规律及其应用的科学为 流体动力学，综合称流体力学。
粘度、密度与比容
❖ 密封种类——按照不同结构、不同原理对密封进行类别划分。
❖ 按结构分类，如，软密封（非金属密封副，如填料密封 和垫片密封）、硬密封（金属密封）或多层次复合密封。
❖ 按密封原理分类有强制密封、自动密封或半自动密封等。
❖ 闸阀典型结构见下图，其壳体、内件、动件、静件及密封形 式如图。
闸阀典型结构图
参考图例：
图2球阀
图3 蝶阀
密封——泄漏关系
❖ 内漏——阀门关闭件之间产生的泄漏，又称 密封面泄漏或密封漏。一般是泄漏到下游管 道内部。也有泄漏在外部，如安全阀及真空 破坏阀等。
❖ 外漏——介质泄漏到阀门壳体包围以外的空 间里。有填料泄漏、垫片泄漏及壳体表面泄 漏等。
上密封座设计，适用于石化阀门、电站阀门及其他重要阀门。 有填料泄漏、垫片泄漏及壳体表面泄漏等。 Hmin=SQRT｛(πβ11P*a2+β15P*d2/4)/[σ]｝ 真空度的大小以此负数的绝对值表示。 弹性密封——金属密封环，在密封力作用下发生弹性变形，密封环可以重复使用。 按闸板数量分类：单闸板及双闸板 （视情况结合具体闸阀介绍） 闸板、阀杆也称为承压件。 压力——液体单位面积上所受的垂直作用压力称为压力。 应与阀体、阀盖、闸板、驱动螺母等相关零件计算，合理设计长度，包括梯形螺纹有效长度。 密封副——形成密封面的一对零件。 β——阀杆梯形螺纹系数，mm（见《阀门设计手册》P446) 密封的作用:减缓介质对填料侵蚀。 以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力。 q ——阀座计算比压，MPa
闸阀基础知识介绍
成，阀体两端用法兰或螺纹与管线连接而形成
介质的通道。
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第二部分 闸阀依阀杆的设计可分为两类: ①明杆闸阀 ②暗杆闸阀 按闸板结构可分为: ①平板闸阀 ②楔形闸阀
闸阀的种类
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第三部分 1、明杆闸阀结构 明杆闸阀：阀 杆螺母在阀盖或支架 上，开闭闸板时，用 旋转阀杆螺母来实现 阀杆的升降。这种结 构对阀杆的润滑有利， 开闭程度明显，因此 被广泛采用 。
闸阀的结构及工作原理
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明杆闸阀实物图
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2、暗杆闸阀结构 阀杆螺母在阀体内，与 介质直接接触。这种结构 的优点是：闸阀的高度总 保持不变，因此安装空间 小，适用于大口径或对安 装空间受限制的闸阀。这 种结构的缺点是：阀杆螺 纹不仅无法润滑，而且直 接接受介质侵蚀，容易损 坏。
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闸阀基础知识
制作人：代志刚
2015年3月中国石油Fra bibliotek目 录
第一部分 第二部分 闸阀定义 闸阀的种类 闸阀的结构及工作原理 闸阀的性能及运用
第三部分 第四部分
第五部分
闸阀的日常维护和常见问题处理
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第一部分
闸阀定义
闸阀定义：闸阀是指关闭件（闸板）沿通路中 心线的垂直方向移动的阀门 ，主要由阀体、 阀盖、阀杆、闸板、密封填料及驱动装置等组
暗杆闸阀实物图
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3、平板闸阀
密封面与垂直中 心线平行，即两个密 封面互相平行的闸 阀。
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4、楔形闸阀 密封面与垂直中心 线成某种角度，即两个 密封面成楔形。
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第四部分 1、闸阀的优点
闸阀的性能及运用
①流动阻力小。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻
闸阀基础知识
截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。
阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。
截止阀只适用于全开和全关，不允许作调节和节流。
截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。
当介质由阀瓣下方进入阀六时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的磨擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。
近年来，从自密封的阀门出现后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。
同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。
我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下。
截止阀开启时，阀瓣的开启高度，为公称直径的25%～30%时，流量已达到最大，表示阀门已达全开位置。
所以截止阀的全开位置，应由阀瓣的行程来决定。
截止阀具有以下优点：1、结构简单，制造和维修比较方便。
2、工作行程小，启闭时间短。
3、密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。
截止阀的缺点如下：1、流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。
2、不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。
3、调节性能较差。
截止阀的种类按阀杆螺纹的位置分有外螺纹式、内螺纹式。
按介质的流向分，有直通式、直流式和角式。
截止阀按密封形式分，有填料密封截止阀和波纹管密封截止阀。
截止阀的安装与维护应注意以下事项：1、手轮、手柄操作的截止阀可安装在管道的任何位置上。
2、手轮、手柄及伟动机构，不允许作起吊用。
3、介质的流向应与阀体所示箭头方向一致。
球阀发展演变与工作原理球阀是由旋塞阀演变而来。
它具有相同的旋转90度提动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。
球面和通道口的比例应该是这样的，即当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。
闸阀相关知识点总结
闸阀相关知识点总结一、闸阀的分类根据闸板的运动方式，闸阀可分为平板闸阀、楔式闸阀和平行双闸板闸阀三种类型。
1.平板闸阀：闸板为平板状，阀座与闸板底面一般呈光洁的斜面，通过闸板的上下升降来调节介质通道的开启程度。
这种闸阀主要用于中低压流体管道，适用于非粘性介质、小颗粒介质以及高温高压介质。
2.楔式闸阀：闸板呈楔形设计，通过闸板的前后滑动来实现介质通道的开启关闭。
这种闸阀适用于高压大口径管道和高温介质管道，可承受较大的介质流量和压力。
3.平行双闸板闸阀：闸板呈平行设计，其结构简单、密封性好，适用于高温高压、小颗粒介质的管道。
二、闸阀的结构特点1.阀体：闸阀的壳体，用于固定阀门的各个零部件，具有较强的耐压性和耐腐蚀性。
2.阀瓣：也称为闸板，是用来打开或关闭介质通道的关键部件。
闸板通常为平板状或楔形，具有良好的密封性能。
3.阀杆：连接手柄或传动装置，通过旋转或上下移动来控制闸板的开启和关闭。
4.密封面：阀座是与闸板密封配合的部分，其质量直接关系到闸阀的密封性能。
5.操作装置：手轮、电动装置或气动装置等可选的操作方式，用于控制阀门的开闭动作。
三、闸阀的工作原理当手柄或传动装置旋转或上下移动时，阀杆使闸板上下滑动，从而打开或关闭阀门。
在闸板上下滑动的过程中，介质通道被逐渐开启或关闭，以实现对流体的控制。
当阀门关闭时，闸板完全挡住介质通道，实现了全封闭，而当阀门打开时，介质通道完全畅通，实现了全开启。
通过控制闸板的位置和高度，可以精确控制介质通道的流量和压力，达到对流体的精准控制。
四、闸阀的选型参数在选型时，需要考虑以下几个参数：1.压力等级：根据管道的工作压力，选择适合的闸阀压力等级，以保证阀门的安全可靠性。
2.口径大小：根据管道的口径大小选择相应的闸阀口径，以适应管道的流量需求。
3.介质特性：考虑介质的温度、压力、流体性质、腐蚀性等特性，选择合适的材质和密封结构。
4.工作温度：根据管道的工作温度选择合适的闸阀材质和密封结构，以确保闸阀在高温下的可靠性。
闸阀基础知识与设计计算G版
分析流体流经闸阀时产生的压力损失，包括流体流速、流体粘度、 闸阀结构尺寸等因素的影响。
安全系数确定
根据压力等级和安全要求，确定闸阀的安全系数，以确保闸阀在 使用过程中的安全可靠性。
04
闸阀的应用与选型
闸阀的应用场景
石油化工
用于控制各种腐蚀性、有毒或易燃流体。
电力工业
用于控制蒸汽和气体的流动。
的压力管道上。
刀型闸阀
具有切断功能，适用于带有悬 浮颗粒的流体介质。
平行式闸阀
密封性能好，适用于高温、高 压、高粘度等特殊工况。
弹性座封闸阀
具有较好的弹性密封性能，适 用于各种腐蚀性介质。
闸阀的工作原理
闸阀通过旋转阀杆使闸板作上下运动 ，实现阀门的开启和关闭。
当闸板向上运动时，流体介质通过开 启的阀门；当闸板向下运动时，流体 介质被截断，阀门关闭。
确保闸阀在各种工况下能够安全、稳定地 工作，具有足够的机械强度和耐腐蚀性。
经济性原则
环保原则
在满足功能和可靠性要求的前提下，尽量 降低闸阀的成本，包括材料、制造成本和 运行维护成本等。
考虑闸阀在使用过程中对环境的影响，如 噪声、振动、排放的污染物等，采取相应 的措施进行优化和控制。
闸阀的流量计算
流速计算
闸阀的定义与重要性
闸阀是一种常见的阀门类型，具 有切断和调节流体介质的功能。
闸阀在工业流体系统中扮演着至 关重要的角色，能够保障系统的
正常运行、安全性和稳定性。
闸阀的性能和可靠性对于工业生 产、流体控制和系统节能等方面
具有重要影响。
02
闸阀基础知识
闸阀的种类与特点
平板闸阀
结构简单，操作方便，流体阻 力小，适用于各种管径和温度
闸阀基础知识
闸阀基础知识闸阀运动方式闸阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即只依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。
大部分闸阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。
运动方式：闸阀的闸板随阀杆一起作直线运动的，亦叫明杆闸阀。
通常在升降杆上有梯形螺纹，通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽，将旋转运动变为直线运动，也就是将操作转矩变为操作推力。
开启阀门时，当闸板提升高度等于阀门通径的1：1倍时，流体的通道完全畅通，但在运行时，此位置是无法监视的。
实际使用时，是以阀杆的顶点作为标志，即开不动的位置，作为它的全开位置。
为考虑温度变化出现锁死现象 , 通常在开到顶点位置上 , 再倒回 1/2-1圈，作为全开阀门的位置。
因此，阀门的全开位置，按闸板的位置即行程〉来确定。
有的闸阀阀杆螺母设在闸板上，手轮转动带动阀杆转动，而使闸板提升，这种阀门叫做旋转杆闸阀或叫暗杆闸阀。
闸阀的种类国内生产闸阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。
主要分以下几个大类：以JB/T2203-1999《闸阀结构长度》为主的通用类。
目前国内大多数安全阀生产厂家均按本标准设计生产。
手动闸阀工作原理：转动手轮，通过手轮与阀杆的螺纹的进、退，提升或下降与阀杆连接的阀板，达到开启和关闭的作用。
按壳体/主体材料分类，闸阀可分为：金属材料阀门：如碳钢阀门、合金钢阀门、不锈钢阀门、铸铁阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铜合金阀门、铅合金阀门等。
金属阀体衬里阀门：如衬胶阀门、衬氟阀门、衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。
非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃阀门、塑料阀门。
闸阀的优点1、流动阻力小。
阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。
2、启闭时较省力。
是与截止阀相比而言，因为无论是开或闭，闸板运动方向均与介质流动方向相垂直。
3、高度大，启闭时间长。
闸板的启闭行程较大，降是通过螺杆进行的。
闸阀基础知识与设计计算
闸阀基础知识与设计计算目录1. 闸阀基础知识 (3)1.1 闸阀的定义与类型 (3)1.1.1 传统闸阀 (4)1.1.2 电动或电磁控制闸阀 (5)1.1.3 球形闸阀 (6)1.2 闸阀的工作原理 (7)1.3 闸阀的结构特点 (8)1.3.1 闸板及其运动方式 (9)1.3.2 阀门体和阀座 (11)1.3.3 阀杆和操作机构 (12)1.4 闸阀的安装与维护 (14)1.4.1 安装步骤 (15)1.4.2 维护要点 (16)2. 闸阀设计计算 (17)2.1 闸阀的流体力学计算 (18)2.1.1 流体阻力计算 (19)2.1.2 流体冲击动能计算 (20)2.2 闸阀的强度与稳定性计算 (22)2.2.1 材料选择与机械性能 (24)2.2.2 阀体与闸板的强度计算 (24)2.2.3 阀杆与操作机构的稳定性分析 (26)2.3 闸阀的 sealing (28)2.3.1 密封原理 (29)2.3.2 密封材料与密封圈的选择 (30)2.3.3 密封性能测试与评估 (31)3. 闸阀制造商与选择指南 (33)3.1 行业内闸阀制造商 (34)3.2 闸阀选择需要考虑的因素 (35)3.2.1 流体类型与系统工况 (37)3.2.2 压力等级与温度范围 (38)3.2.3 控制系统与自动化需求 (39)3.3 闸阀性能评估与验证 (40)4. 闸阀应用实例 (42)4.1 供水系统中的闸阀应用 (43)4.2 石油和天然气工业中的闸阀应用 (45)4.3 化工与制药行业的闸阀运用 (46)4.4 新能源与可再生能源系统中的闸阀应用 (47)5. 法规与标准 (49)5.1 闸阀的国际与国家标准 (50)5.2 闸阀的设计与施工规范 (51)5.3 闸阀的使用与维护规范 (52)6. 闸阀市场与发展趋势 (53)6.1 全球闸阀市场分析 (54)6.2 技术创新与市场驱动因素 (56)6.3 未来展望与行业发展趋势 (57)7. 参考资料与文献 (58)7.1 闸阀设计与应用相关的专业书籍 (59)7.2 行业标准与规范 (60)7.3 学术论文与技术报告 (61)1. 闸阀基础知识闸阀是一种常用的截断流体设备，广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业。
阀门基础知识点总结
阀门基础知识点总结一、阀门的基本结构1. 阀体：阀门的主体部分，通常由铸铁、铸钢、不锈钢、铜合金等材料制成。
阀体具有导向流体、支撑阀芯和阀座、承受内外压力等重要功能。
2. 阀芯（阀体、阀门芯）：阀芯是阀门开关的主要部件，通过对阀芯的升降、旋转等运动来控制流体的通断和流量。
3. 阀座：阀座位于阀体内，用于固定阀芯和密封流体，保证阀门的密封性能。
4. 密封件：阀门的密封性能直接关系到阀门的使用效果和寿命，常见的密封件有橡胶密封圈、填料密封、金属密封等。
5. 传动装置：用于控制阀芯的开关，常见的传动装置有手动、电动、气动、液动等形式。
6. 连接件：用于连接阀门与管道系统，常见的连接方式有法兰连接、螺纹连接、对焊连接等。
二、阀门的工作原理阀门通过阀芯的升降、旋转等运动来控制流体的通断和流量，从而实现对流体的控制作用。
具体来说，当阀芯抬升或者旋转到开启位置时，流体即可通过阀门顺利流动；当阀芯降下或者旋转到关闭位置时，阀门将阻止流体流动。
通过改变阀芯的开闭程度，还可以实现对流体流量的调节。
三、阀门的分类1. 按使用场合划分：在工业生产中，阀门的使用场合各不相同，可以根据使用场合的不同将阀门分为通用阀门、特种阀门和专用阀门。
2. 按工作原理划分：阀门根据其工作原理的不同可以分为截止阀、止回阀、调节阀、安全阀、排气阀、减压阀等。
3. 按阀门结构划分：阀门可以根据其结构形式分为截门式阀门、旋塞式阀门、球阀、蝶阀、蛇形阀等多种类型。
四、阀门的选型1. 根据使用场合选择：根据使用场合的不同，需要考虑阀门的耐压、防腐性能、耐磨性能、密封性能等指标。
2. 根据流体性质选择：流体的种类、温度、压力等参数都会对阀门的选型产生影响，需要根据实际情况进行综合考量。
3. 根据工作条件选择：包括阀门的工作压力、温度、流量要求、压降等参数，还要考虑阀门的启闭速度和灵敏度等指标。
4. 根据阀门的使用寿命选择：阀门的使用寿命主要取决于阀门的结构、材料、制造工艺和工作环境等因素。
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1、流动阻力小。
2、结构长度(与管道相连接的两端而 间的距离)较小。 3、启闭较省力。
4、介质流动方向不受限制。
5、高度大，启闭时间长。 6、密封面易产生擦伤。 7、零件较多，结构较复杂，制造与维 修比较困难，成本也比截止阀高。
五、闸阀的注意事项
1、手轮，手柄及传动机构均不
允许作起吊用，并严禁碰撞。 2、双闸板闸阀应垂直安装（即 阀杆处于垂直位置，手轮在顶 部 )。 3、带有旁通阀的闸阀在开启前 应先打开旁通阀（以平衡进出口 的压差及减小开启力 )。 4、带传动机构的闸阀，按产品 使用说明书的规定安装。 5、如果阀门经常开关使用，每 月至少润滑一次。
闸阀的基础知识
目
二、闸阀的结构 三、闸阀的分类
录
一、闸阀的定义及工作原理
四、 闸阀的特点
五、闸阀的注意事项
一、闸阀的定义及工作原理
1、闸阀的定义： 闸阀是一种启闭件（闸板）由阀杆带动，沿阀座（密封 面）做直线升降运动的阀门。闸阀在开启或关闭的过程中， 启闭件（阀板）的运动方向与通道内介质的流动方向相垂 直。 2、闸阀的工作原理 闸阀是由阀体、阀盖、闸板、阀杆、阀座、支架、上 密封座等零件做成。手轮（或其他驱动装置）逆时针旋转 时，带动阀杆螺母转动，然后阀杆螺母带动阀杆上升，阀 杆带动闸板向上升起，直到闸板全部开启，则阀体通道两 端介质流；当手轮顺时针转动则阀杆螺母带动阀杆下降， 从而带动闸板下降，直到全部关闭，则阀体通道介质阻止 流动。
二、闸阀的结构
闸阀主要由阀体、阀盖、阀杆、闸板、密封填料及驱动装置 等组成，见下图。
手轮 支架 阀杆 阀盖
阀体
三、闸阀的分类
1、按闸板的构造分为 （1）平行式闸阀：密封面与垂直中心线平行，即两个密封面
互相平行的闸阀 （2）楔式闸阀：密封面与垂直中心线成某种角度，即两个 密封面成楔形的闸阀 2、按阀杆的构造闸阀分为 （1）明杆闸阀：阀杆螺母在阀盖或支架上，开闭闸板时，用 旋转阀杆螺母来实现阀杆的升降。 （2）暗杆闸阀：阀杆螺母在阀体内，与介质直接接触。开 闭闸板时，用旋转阀杆来实现。