new明杆楔式单闸板闸阀设计解读
DZ41X闸阀培训
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二、工作原理
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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 。
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。因此,阀门的全开位置，按 闸板的位置（即行程〉来确定。
特点：结构简单，尺寸小，使用 较为可靠。
缺点： 楔角加工精度高，加工维修 较为困难；启闭过程中密封面易发生 擦伤，温度变化时闸板易卡住。
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主要零件材料及防护
阀体,阀盖,闸板和骨架芯采用球墨铸铁,阀杆采用不锈钢 (一般可用马氏体不锈钢,要求较高时可采用奥氏体不锈 钢),阀杆螺母采用强度高。和耐磨性能好的铜合金,闸 板和密封圈橡胶采用三元乙丙橡胶,也可采用NBR（定 睛）、直接与空气或水接触的标准件要求采用奥氏体 不锈钢,其余部位可用普通碳钢。 阀门储运过程中,对于需要特殊包装以防护涂层的,建议 采用聚氨酯泡沫作产品包装防护和隔离。两端裸露的 法兰孔应设置端盖,以防止污物进同时防止阳光或臭氧 等加速橡胶密封件老化。检测 手动阀小于等于DN 500时,启闭循环次数少于500次
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密封原理： 楔式闸阀的密封原理是靠楔形闸板上的两密封
面和阀体上的两密封面楔入时的紧密结合来达密 封的。
使用楔形闸板的目的是为了提高辅助的密封载 荷，以使金属密封的楔式闸阀既能对高介质压力 ，也能对低介质压力进行密封。关闭时顺时针旋 转阀杆，使闸阀密封面和阀体密封面密合而达到 密封。
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楔式单闸板
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四、适用工况
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用途：广泛用于自来水、污水、建筑、食品、电力、医药、冶金、轻纺 、能源系统等流体管线上作为调节和截流装置使用。
楔式闸阀工作原理
楔式闸阀工作原理
楔式闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关，不能作调节和节流。
闸板有两个密封面，最常用的形式是楔式和马蹄式。
在阀门中，楔式闸板的密封面最不易磨损，使用寿命也长；在阀门中，楔式闸板的密封面与流体接触最紧密，故密封性能最好。
在选择阀门时，要注意这一点。
楔式闸阀按结构形式可分为：直通式、三通式（角形三通）、T形三通和对夹式楔式闸阀。
其中：直通式、三通式（角形三通）闸阀适用于各种介质，T形三通适用于酸、碱等腐蚀性介质，对夹式楔式闸阀阀体结构简单，制造和维修比较方便，但密封面易磨损；对夹式楔式闸阀阀体结构最复杂、制造和维修最麻烦，密封面有各种材料可供选择，但对夹式楔式闸阀阀体结构最简单和维修比较方便。
楔式闸阀的启闭时间与管道的压差有直接关系。
—— 1 —1 —。
铸钢楔式闸阀的优化设计
铸钢楔式闸阀的优化设计摘要：阀门是管线中主要作用是控制流体流量、压力、或流动方向。
阀门在我们生活中也是很常见，比如小到自来水的龙头大到工业管线输送的大口径高压力阀门。
特别是在工业生产领域管道的流体控制方面是必不可少的设备，需求量逐年递增，应用范围广，在石油化工、纺织、冶金、化工、电力、装备制造业、军工生产企业和土木建筑等各个民生经济领域都有比较广泛的应用。
基于此本文针对大口径楔式闸阀进行了相关研究，主要包括闸阀结构设计（具体为各主要零部件的尺寸设计）与尺寸优化。
首先对大口径楔式闸阀工作原理与结构进行了阐述，接着对主要零部件尺寸进行了设计，并依据实际需求合理的优化了计算出来的尺寸，对各零部件材料也进行了选择。
最后针对各个零部件的许用应力进行了强度校核。
结果表明设计完全能够满足所需的强度要求。
关键词：楔式；闸阀；优化阀门是装备制造业的重要组成部分，关系到国计民生，同时作为一个具有较高价值的行业，在国际社会的工业领域和社会的基础设施建设中具有至关重要的意义近些年来，阀门行业的发展十分迅速，在发挥着基础性作用的同时，因为具有广泛性和需求量大，也是现代社会中不可或缺的朝阳行业。
一、闸阀结构与工作原理分析本研究采用的大口径楔式闸阀总所含主要部件包括为：电动机构、阀杆、支架、4阀盖、阀体、阀板以及一些附件。
闸阀利用螺纹丝杠传动的原理将力由电动机构传递至闸阀，进而带动阀杆和楔式闸板的上升或下降来实现打开或关闭阀门。
闸阀打开的时候，驱动电机提供打开的动力，通过阀杆驱动其以一定速度向上方运动，一般速度为10mm/s。
一般会给闸板设定一个预设高度，当其达到预设高度后，电动机构会终止动力驱动，此刻闸板处于完全打开的状态，介质能够顺畅流通。
对于大口径的楔式闸阀而言，其具有流量调节的作用，即能够依据闸板的高度对流动介质的流量进行调控。
在闸板关闭时，闸板高度逐渐降低，当其下降到最低点时，闸板下凹槽产生细微的形变。
发生形变是具有好处的，主要表现为密封效果更好，原理即为能够弥补长时间使用密封圈等造成的空隙。
平板闸阀闸板限位结构设计说明
平板闸阀闸板限位结构设计说明平板闸阀闸板限位结构设计说明？嘿，这听起来好像挺复杂的，但别担心，咱们慢慢聊。
说实话，这种东西，如果放在一块儿堆积如山的技术资料里，你可能觉得看得头晕眼花，真不知道从哪里下手。
但你要是把它拆开来，分分钟就能明白其中的奥妙。
闸阀，顾名思义就是一个能够控制流体（比如水、气体等）流动的阀门。
它的工作原理其实很简单，类似于你家水龙头那种，开了就能放水，关了就不流了。
但要想让它工作得更加稳定、可靠，咱们就得聊聊闸板限位结构的事儿了。
得给大家普及一下，闸板限位结构到底是啥。
它其实就是用来限制闸板运动的范围的，简单来说，就是确保闸板在打开或关闭的过程中，不会乱跑。
你想啊，如果没有限位装置，闸板在工作时就可能不小心超出了设计的运动范围，搞不好就会出现一些严重的故障，甚至导致整个阀门报废，那可就得不偿失了。
所以，限位结构是必须的。
没它，闸阀就像是没有方向盘的车，开起来怎么可能稳当呢？咱们接着往下聊，闸板限位结构的设计，说实话并不是一件容易的事。
它要求设计师必须兼顾各方面的需求，既要确保闸板在工作时的精准定位，又不能影响闸阀的正常运行。
听着简单，做起来可就有点“高难度”了。
设计师要考虑到闸板的材质、重量和形状等因素，然后再结合阀体的结构，最终确定限位装置的具体方式。
就好像你做一道复杂的菜肴，首先要选好食材，再调好火候，最后才能保证味道既不会太淡，也不会太咸，恰到好处。
此外，闸板限位的设计还得考虑到实际工况。
你想啊，这些阀门可不是在家里用的水龙头，它们很多时候都在工厂、化工厂甚至一些极端环境下工作。
要应对的压力、温度和腐蚀性可不是闹着玩的。
所以，限位结构的设计必须得有弹性，要适应不同的工况变化。
就拿耐腐蚀性来说，如果阀门长期接触到强酸强碱，材料得选得特别耐磨，免得闸板一时间“生锈”，导致限位失效，最后出问题。
你要知道，这种闸板限位结构，实际上是阀门设计中的一个“关键点”。
它不仅仅是防止闸板过度运动，最重要的是它能在极端条件下依然维持阀门的稳定性。
闸阀闸板结构分析
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
闸阀闸板结构分析
分析了楔式闸阀及平行双闸板闸阀的结构特点和不足，介绍了楔块式平行双闸板闸阀的性能。
1、概述
随着我国电力工业和机械工业的发展，很多阀门已经实现国产化，但仍
有部分阀门需要从国外进口，其中包括平行双闸板闸阀。
研制平行双闸板闸阀既能降低电站的建造成本，又能提高国内电站阀门的技术能力。
2、结构特点
闸阀种类很多，根据闸板形状可分为楔式闸阀和平行式闸阀。
2.1、楔式闸阀
楔式闸阀两个密封面与管道轴线成一定的夹角，即两个密封面成楔形。
楔式闸阀常见的结构是楔式单闸板闸阀( 楔式双闸板闸阀对密封面角度的精度要求较低，可以通过左右闸板之间的万向顶芯调整密封面的角度，以弥补密封面角度在加工时产生的偏差，而且密封面磨损时可以在万向顶芯位置加垫片补偿，同时降低了在温度升高时闸板楔住的可能性。
但其闸板组件零件较多，结构松散，闸板易脱落，可靠性差，易发生阀杆根部退刀槽或销孔处断裂、上下挡板锈蚀致闸板脱落或闸板架断裂等故障。
2.2、平行双闸板闸阀
平行双闸板闸阀的结构特点主要在于左右闸板的撑开方式，通常分为弹
簧式和楔式。
弹簧式平行双闸板闸阀( 楔式平行双闸板闸阀分为上楔式( 上楔式平行双闸板闸阀在关闭过程中，闸板受到介质压力的推压，密封面的摩擦阻力增大，。
Z11楔式弹性闸板闸阀一些个人见解
Z11楔式弹性闸板闸阀产品简介Z11W闸阀适用于水利系统及水利工程的灰浆排放系统管路上，切断或接通管路中的介质，适用介质为灰水混合物，渣水混合物﹥公称通经：DN10-DN80﹥压力范围：1.0MPa-1.6MPa﹥介质温度：-20℃-200℃﹥阀体材料：WCB 、304、316性能参数型号公称压力(MPa)实验压力工作温度(℃)适用介质强度(水)(Mpa)密封(水)空气低压密封空气(Mpa)Z4IH-16CZ41W-16P (R) 1.6 2.4 1.8 0.6 ≤200NITRICACID硝酸类ACETICACID醋酸类NITRICACIDZ41W-25P(R)2.53.8 2.8 0.6 ≤200 硝酸类Z41W-40P (R) 4.0 6.0 4.4 0.6 ≤200ACETICACIDZ41W-64P(R)6.4 9.67.0 0.6 ≤200 醋酸类[1]主要零部件材料序号NO.零件名称材质1 阀体不锈钢CF8M/CF82 闸板不锈钢CF8M/CF83 阀杆不锈钢SS316/3044 阀盖不锈钢CF8M/CF85 填料聚四氟乙烯PTFE6 止推垫片不锈钢SS3047 阀杆架不锈钢SS316/SS3048 填料聚四氟乙烯PTFE9 螺母不锈钢SS30410 填料压盖螺母不锈钢SS316/SS30411 手轮铝合金12 铬牌铝13 手轮垫片不锈钢SS30414 手轮螺母不锈钢SS304[1]相关尺寸SIZE1/2"3/4"1" 1 1 / 4 " 1 1 / 2 "2"d 15 20 25 32 38 50H 90 97 108 120 146 163L 55 60 65 75 85 95D 70 70 80Z11楔式弹性闸板闸阀本文档所引用参考资料，均已得到官方授权，严禁用于其他商业用途，引用请注明出处！！！！参考资料1．Z11楔式弹性闸板闸阀．上海伯纳德流体机械有限公司[引用日期2012-11-22] ．扩展阅读：1气动闸阀/valve-39-69.html 2阀门。
明杆楔式单闸板钢制闸阀设计
明杆楔式单闸板钢制闸阀设计说明书（设计型号：Z41H-40(DN200)闸阀）任务书：一、课题名称：系列阀门设计---机械设计及工艺二、设计主要内容：阀门作为管道系统中的一个重要组成部分，应保证安全可靠地执行管道系统对阀门提出的使用要求。
其零部件结构和装配关系可以通过Ug软件来绘制阀门的三维零件图并进行装配，从而辅助完成阀门设计。
(一).本次设计任务：设计标准：根据标准GB12234《通用阀门法兰和对焊连接钢制闸阀》设计系列：低压小口径系列闸阀设计型号：Z41H-40(明杆楔式单闸板钢制闸阀)介质工作压力为：PN4.0Mpa 公称通径要求：DN250mm介质的工作温度：t≤420︒C。
操作方法：手轮直接操作。
与管道连接形式：法兰连接,采用GB9113.5标准。
管道介质：为水、油品。
(二)设计内容如下：1．Z41H-40阀门结构设计阀体、闸板、阀座、压盖、手轮、螺柱、六角螺母、活节螺栓、圆柱销等的结构设计2．计算工作量⑴.闸阀的密封副设计，以确定密封副的材料及宽度。
⑵.阀体与阀盖的设计。
⑶.中法兰的设计，主要内容有：确定法兰型式和密封面型式；选择垫片材料型式和尺寸；确定螺栓直径与数量。
⑷.阀杆的强度计算。
⑸.阀杆的稳定性校核。
(三)、总体设计；Z41H-40阀门（PN4.0Mpa DN250mm）二、三维装配图三、毕业设计基本要求1．具有查阅文献、综合分析、合理选用标准的能力2．熟练使用UG软件进行产品的零件、装配建模设计。
3．能独立拟定设计方案，编写设计说明书。
4．运用学过的理论知识，采用工程分析计算方法，完成设计中的计算工作。
5．翻译不少于5000 字的外文资料四、课题的准备工作1、阀门资料收集;2、UG下阀门3D设计；3、翻译不少于5000 字的外文资料;六、参考文献：1、《机械工程手册》第14卷《通用机械》作者：沈鸿2、《中国机械工业标准汇编》阀门卷 -------中国标准出版社3、《阀门设计手册》杨源泉 --------机械工业出版社4、《阀门制造工艺》作者：沈阳阀门研究所----------机械工业出版5、《阀门设计与计算》6、《阀门》杂志2001年第一期《UT软件在系列化阀门产品设计中的应用中英文摘要:[摘要]：阀门在国民经济的各个部门中有着广泛的应用。
闸阀组装
技
术
要
求
装配正确，间隙配合适当，阀杆螺母润滑系统完好
填料安装符合技术要求。
阀杆、阀杆螺母、压盖、填料函应在同一轴线上，压盖并有一定预紧间隙。
阀杆旋转灵活、无卡阻的现象
工作
程序
正式着
色检查
组装
试压
整理
工
作
内
容
根据闸板不同结构形式，按顺序装在阀杆上，装上假垫片，检查闸板标志，
印影清晰、圆且连续
工作
程序
装阀杆
装填料
工
作
内
容
装配好阀杆螺母、阀杆、并涂好润滑剂。
明杆阀杆从填料函底孔穿出，套好压盖，旋入阀杆螺母中；暗杆阚杆的台肩夹持在填料函与阀盖间，阀杆下部，旋入阀杆螺母中；阀杆螺母在阀盖上的，一般阀杆穿过阀盖、压套螺母、压套后旋入
应装好开度指示器(对暗杆而言)和手轮。
按规定逐圈装好填料，对称均匀把紧压盖、压套。
明杆楔式单闸板闸阀组装程序工作内容及技术要求
(2012-05-25 15:40:01)
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杂谈
明杆楔式单闸板闸阀组装程序工作内容及技术要求
来源：中国泵阀网作者：中国泵阀网编辑部日期：2011-10-25访问：94
工作
程序
准备
清洗检查
初次着色检查
工作
内容
配齐和修好阀件;
制作或备齐垫片、填料；
准备好需要的工具和物料
用煤油或汽油清。
边清洗、擦拭、边检查阀件
用阀杆和闸板分别着色检查上密封和密封面。
对于双闸板密封面着色检查，可按正式着色检查方法进行
技术
要求
阀件、工具、物料符合技术要求，按顺序摆放，不允许随便堆放在地上
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PDN = tB C 计算厚度(mm)： 2.3[ L ] P
计算压力（Mpa）：P PN 4Mpa 计算内径(mm)：DN 100mm [ L ]=82 查表得：
计算得： tB
C ห้องสมุดไป่ตู้5
所以承压件最小壁厚为10mm。
10mm
4.2 密封副设计
密封副的密封性能是阀门是否能够正常工作的重要标准。 为了能够使密封性能提高，闸阀使用时间久，密封副的材料 一定要具有耐磨、抗压、耐腐蚀的物化性能。 闸阀的密封副设计都是对称的。因而，由于阀杆的作用力， 在进口与出口密封上应形成相同的密封比压。但由于介质力的作 用，使进口端密封副间的比压减少而出口端比压增大，因而对于 单面强制密封，阀杆的作用力只能保证出口断具有足够密封比压， 而进口端是不能保证密封的。 设计得：密封面材料：黄铜（ Hsi80 3） 楔半角 5 o
4.3 阀体与阀盖连接形式确定
阀盖主要是为阀体提供一个罩子，用于连 接阀体，保护阀杆密封副，所以阀盖和阀体 可以是一个整体，也可以分离。它必须经受 住工作介质的压力和温度。也可以进行法兰 连接。
法兰连接
4.4 阀杆设计
明杆闸阀阀杆是一根长形圆柱机械零件，作用是将手轮的旋 转扭力转化为上下推力。阀杆端头与闸板连接形成密封副，阀杆 上部有传动螺纹，一般采用梯形螺纹或方形螺纹。 阀杆材料多为2Cr13。
d
df P
mm
mm M P a
设计给定
设计给定 设计给定
80
22 1
12
13
填料层总高度
阀杆与填料间 的摩擦系数
hT
μT
mm
设计给定
3
0.01
设计给定数据
平行手轮
阀杆
支架
填料函
锁紧螺栓
中法兰
阀盖
密封圈
承压件
闸板
明杆楔式单闸板闸阀
三、阀门主体材料
阀门主体与介质流体直接接触，所受腐蚀力最强，对材料的要求 十分重要，确定了阀门主体材料后，可依据阀门主体材料对阀门其余零 件选材进行参考。为了能让阀门安全可靠，节约能源、保护环境以及在 经济上的节约，阀门主体材料应当根据设计输入参数、使用条件和制造 要求选定。 设计给定：公称压力 PN 4Mpa 温度 T =20o C 参考资料[3][4]复印资料等，综合考虑后确定阀门阀体材料碳素铸 钢WCB。
阀杆与填料摩力： FT d f bt P 1219.68N 计算得出：FFZ 15926.06 N、 11650.84 N FFZ
4
轴向应力： L
FFZ 62.64 N AS
Y
查表得材料的许用拉压应力为： L 220 N 、 Y 245N 因为： L L 、 Y Y
2
3
公称压力
温度
PN
T
Mp a
℃
设计给定
设计给定
4
20
4
5 6 7 8
介质
驱动方式 附加余量 壁厚系数 密封面宽度 k1 bm mm mm
设计给定
设计给定 设计给定 N≥5.0MPa 设计给定
水、 油品
手动 5
P N=2.0MPa k 1 =1.3;P 1
2.5
9
10 11
密封面内径
阀杆直径 介质压力
成都理工大学工程技术学院
明杆楔式单闸板闸阀设计
作者：邵雷 指导老师：郑才国 专业：机械工程及自动化
目录页
CONTENTS PAGE
一、设计背景 二、设计任务 三、阀门主体材料 四、明杆楔式单闸板闸阀零件设计与计算
一、设计背景
我国闸阀的生产历史已经有了几十年 发展，设计闸阀数量越来越多，闸阀的型 号也变得越来越丰富。尽管如此，我国国 内的闸阀技术与国际水平还是有一定的差 距。 闸阀是流体控制元件，在流体管道 系统中主要作用是管路介质的截断或接通、 防止流体回流、调节流量、调节和排泄压 力，由于所控制流体的物理性质与化学性 质的不同，闸阀的使用规格型号也就不同。 一般使用的闸阀有明杆闸阀、暗杆 闸阀、直通式截止阀、节流阀等。其中明 杆闸阀又分有明杆楔式单闸板闸阀和明杆 楔式双闸板闸阀。
4.1 承压件设计
闸阀承压件一般为铸 造。承压件只有完全处于亚 比例状态的时候才是安全的。 承压件因受力使其变 形量达到最大比例变形量的 一半时的变形状态叫亚比例 状态。阀门在工作中受到介 质压力作用的同时还受到密 封副之间挤压力的作用。 材料：碳素铸钢 （ZG230-450）
承压件
设计给定：介质的工作温度室温，取 T 20o C 介质公称压力（Mpa）：PN 4Mpa
闸阀
设计课题： 明杆闸阀设计
二、设计任务
序号 1 名称 公称通径 符号 DN 单位 mm 公式或来源 设计给定 数据 80
设计要求： 阀门是管道系统的 重要组成部分，应该满足 管道系统对阀门所提出安 全性、可靠性的使用要求。 设计内容： 承压件、密封副、阀 体与阀盖、阀杆、闸板、 中法兰、支架、阀杆螺母、 填料压盖、手轮等。 设计给定数据：
阀杆稳定性示意图
阀杆头部
设计给定：阀杆直径 d f 22mm 填料层总高度 ht 3m m 介质作用于阀杆上的轴向力： QP d f 2 P 4 计算的出： Q 1520.53N P=
K1FMJ K2 FMF FP FT 关闭时阀杆总轴向力： FFZ
开启时阀杆总轴向力： FFZ K3 FMJ K4 FMF FP FT 查阅资料：K1 =0.29 、 、 K 2 0.77、 K3 0.41 K4 0.62 密封面处的介质作用力： FMJ DMN bm 2 P =21382.46 N 4 密封面上密封力： FMF DMN bm bmqMF 9071.35N 阀杆径向截面上介质作用力：FP d f 2 P 150.53 N
WCB材料力学性能
b
WCB
485
245
458
230
408
200
330
165
256
128
180
90
125
65
70
35
—
—
s
四、明杆单闸板闸板闸阀零件设计
4.1 承压件设计 4.2 密封副设计 4.3 阀体与阀盖连接形式的确定 4.4 阀杆设计 4.5 闸板设计 4.6 阀盖设计 4.7 支架设计 4.8 填料压盖设计 4.9 锁紧螺栓设计 4.10 手轮设计 4.11 阀门的流量系数