闸阀基础知识与设计计算共86页文档
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
阀门基础知识
优点：自研磨；启闭力小；自动 密封；加工、维修简单。
缺点：易擦伤；对密封面、介质 要求高。
楔式闸阀：两个密 封面成楔形的闸阀。
优点：密封力大，密封性好
缺点：制造、维修困难，所需的 阀杆力大。
双闸板
双单闸闸板板
弹性闸板
闸阀—分类及特点
2
楔式闸阀
双闸板
双单闸闸板板
弹性闸板
温度变化不易引起楔死 密封面角度精度要求低 密封面磨损可用垫片补偿 结构零件多 闸板易脱落
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，表示截止阀已达全开位置。 所以截止阀的全开位置，应由阀瓣的行程来决定
止回阀—基本概念
定义：依靠介质自身的流动而自动启闭阀瓣达到防止介质倒流 的阀门。
用途：属于一种自动阀门，其主要作用是防止介质倒流、防止泵 及驱动电动机反转，以及容器介质的泄放。止回阀还可用 于给其中的压力可能升至超过系统压的辅助系统提供补给 的管路上。
阀门超压工作的后果是十分严重的。阀门中腔异常升压时,其承压件及启闭件的工作应力(如阀杆及闸板架 的使用应力)均会急剧增加,驱动机构的驱动 力会不堪重负,甚至无法启动,严重时阀杆拉断、闸板架断裂、电机 烧坏,这些现象在许多高压大口径闸阀中屡见不鲜,不少用户常常抱怨这是闸板“咬死”,其实 “咬死”的真实 原因常常是中腔的异常升压这一“隐形杀手”。
闸阀关闭或开启到头（即下死点或上死点）要回转1/4～1/2圈，使螺纹更好 密合，以免拧得过紧，损坏阀件。 带传动机构的闸阀，按产品使用说明书的规定安装； 电动闸阀因电动装置故障或关闭不严，需及时处理时，应将动作把柄拨至手 动位置，顺时针方向转动手轮为关闭阀门，逆时针方向为开启阀门。电动装 置在运转中不能按反向按钮，由于错误动作需要纠正时，应先按停止按钮， 然后再起动。
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
闸阀的基础知识
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
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。
闸阀基础知识与设计计算FPPT.
图12 本体堆焊阀座
图13 螺纹阀座
1.2闸阀结构特点
一般来说，闸阀由阀体、闸板、阀盖、阀 杆等组成。如下图，阀体、阀盖为承压件，闸 板、阀座、阀杆为内件。典型的外螺纹升降式 螺栓连接阀盖闸阀结构（BB，OS&Y）如下图。
闸阀典型结构图 Z40H300Lb-8” 法兰连接手动楔式弹性闸阀
1.3闸阀类型
❖ 按闸板形状分：楔式闸 阀及平板闸阀
2. 闸阀设计计算
下面以300Lb-8”闸阀为例进行设计计算
❖ 2.1零件设计 ❖ 阀座设计 (3)对休克的治疗 急性农药中毒或剧烈头疼均可引起休克。症状表现全身急性衰竭、神情呆滞、体软、四肢发凉、脸色苍白、青紫、脉 按阀座类型有：本体堆焊阀座、胀圈阀座、螺纹阀 ❖ 搏加快而细、血压下降。急救休克者时，应使病人足高头低，注意保暖，必要时进行输血、输氧和人工呼吸。
附图：
❖ 不好的阀座设计
阀座内径小于通道直径
焊缝直径太小
阀座圈厚度计算
❖ dw=d*SQRT(Pmax/(100s)+1)+5
❖ S=0.03NPS+6.3*log(CLASS/100) ❖ 式中， ❖ dw——阀座圈外径mm ❖ d——通道内径径mm ❖ Pmax——常温最大工作压力，kgf/cm2。 ❖ s——许用应力，kgf/cm2。 ❖ NPS——英制阀门规格。 ❖ CLASS——压力等级数值。 ❖ 对于8”——300Lb阀门