单缸气动楔式闸阀设计DN500，PN16文献综述

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文献综述

随着现代工业的不断发展，阀门需求量不断增长，它与生产、建设、国防和人民生活都有着密切关系。阀门是流体管路的控制装置，其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路的设备的正常运行。用于流体控制的阀门，从最简单的截断装置到极为复杂的自控系统，其品种和规格繁多。阀门可采用多种传动方式，如手动、气动、液动、电动、电气或电-液联动及电磁驱动等；可以在压力、温度及其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭。人们希望获得高质量的阀门，同时提高阀门的使用及维修水平，因此要精心设计、合理选用、正确操作阀门。

阀门是国民经济建设中使用广泛的一种机械产品。随着我国改革开放、建立社会主义市场经济和开展对外贸易的需要，在石油、天然气、煤炭、冶金和矿石的开采、提炼加工和管道输送系统中；在石油化工、化工产品，医药和食品生产系统中；在水电、火电、和核电的电力生产系统中；在城建的给排水、供热和供气系统中；在冶金生产系统中；在船舶、车辆、飞机、航天以及各种运动机的使用流体系统中；在国防生产以及新技术领域里；在农业排灌系统中都需要大量的阀门新品种。

一、阀门的分类

(一)按作用分

按照阀门的作用来看，其可分为截断阀、调节阀、止回阀、分流阀、以及安

全阀。其中节截流阀的作用是接通或者截断介质流，截流阀包括针型仪表阀、蝶阀、旋塞阀、隔膜阀、球塞阀、闸阀、柱塞阀、截止阀以及球阀等等；调节阀顾名思义其作用就是调节介质流的压力、流量等，调节阀还有节流阀以及减压阀等；止回阀的作用是防止管道内介质倒流，止回阀的结构有多种：分流阀则主要用于介质的混合、分离以及分配，疏水阀、分配阀等都属于分流阀；此外还有安全阀，在介质超压时，安全阀会起到安全保护的作用。

(二)按阀门主要参数分

1、压力

按压力进行分类，阀门可以分为真空阀、低压阀、中压阀、高压阀以及

超高压阀。其中真空阀的工作压力要低于标准大气压；低压阀的公称压力小于1.6Mpa；中压阀的在2.5Mpa到6.4Mpa之间；高压阀在10.0Mpa到80.0Mpa之间，超高压阀的公称压力则大于100Mpa。

2、介质温度

按照介质的温度来进行分类，阀门可分由低到高五个等级，即超低温阀、低温阀、常温阀、中温阀以及高温阀。其中超低温阀的介质温度小于-100℃，低温阀的介质温度则大小-100℃到-40℃之间，常温阀的介质温度在-40℃到120℃之间，中温阀则在120℃到450℃之间，介质温度大于450℃的要采用高温阀。

3、材料

按照材料分类阀门可以分为金属阀门、非金属阀门以及金属阀体衬里阀门。这其中铸铁阀门、碳钢阀门、蒙乃尔合金阀门、铝合金阀门、铸钢阀门、钛合金阀门、铅合金阀门、低合金钢阀门、铜合金阀门以及高合金钢阀门都是金属阀门；而非金属阀门有塑料、玻璃以及陶瓷等；衬塑料、衬搪瓷、衬铅的阀门则属于金属阀体衬里阀门等。

(三)通用分类

除上述分类方法外，还有一种国际、国内都常用到通用分类方法。通用分类按照阀门的结构、作用以及原理进行划分，按照这种分类方法阀门一般可分为：底阀、排污阀、过滤器、疏水阀、止回阀、球阀、隔膜阀、仪表阀、闸阀、节流阀、蝶阀、旋塞阀、减压阀、柱塞阀、安全阀、截止阀、调节阀等等。

二、阀门结构原理

阀的定义是在流体系统中，用来控制流体方向、压力、流量的装置。阀门是使配管和设备内的介质流动或停止，并能控制其流量的装置。被控制的介质可以是液体、气体、气液混合体或固液混合体。

阀门通常由阀体、阀盖、阀座、启闭件、驱动机构、密封件和紧固件等组成。阀门的控制功能是依靠驱动机构或流体驱使启闭件升降、滑移、旋摆或回转运动以改变流道面积的大小来实现的。下面重点介绍下闸阀。

闸阀工作原理和结构

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。闸阀在管路中只能作全开和全关切断用,不能作调节和节流。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。从结构形式上，主要的区别是所采用的密封元件的形式。根据密封元件的形式，常常把闸阀分成几种不同的类型，如：楔式闸阀、平行式闸阀、平行双闸板闸阀、楔式双闸板闸等。闸板有两个密封面,楔式闸阀的闸板可以做成一个整体，叫做刚性闸板；也可以做成能产生微量变形的闸板,以改善其工艺性,弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差,这种闸板叫做弹性闸板。闸阀关闭时,密封面可以只依靠介质压力来密封,即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第底座,以保证密封面的密封性。　　闸阀的闸板随阀杆一起作直线运动的，叫升降杆闸阀(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。

三、闸阀的优缺点

闸阀的优点：流体阻力小,因为闸阀阀体内部介质通道是直通的,介质流经闸阀时不改变其流动方向，所以流体阻力小；启闭力矩小,开闭较省力因为闸阀启闭时闸板运动方向与介质流动方向相垂直、与截止阀相比，闸阀的启闭较省力；介质流动方向不受限制，不扰流、不降低压力、介质可从闸阀两侧任意方向流过、均能达到使用的目的。更适用于介质的流动方向可能改变的管路中；结构长度较短，因为闸阀的闸板是垂直置于阀体内的，而截止阀阀瓣是水平置于阀体内的，因而结构长度比截止阀短；密封性能好，全开时密封面受冲蚀较小；全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小；体形比较简单，铸造工艺性较好，适用范围广。

闸阀的缺点：密封面易损伤，启闭时闸板与阀座相接触的两密封而之间有相对摩擦，易损伤，影响密封件能与使用寿命，维修比较困难；启闭时间长，高度大，由于闸阀启闭时须全开或全关，闸板行程大，开启用要一定的空间，外形尺寸高，安装所需空间较大；结构复杂，闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些，困难零件较多。

四、阀门的发展

阀门是工业上一种重要的流体控制设备，涉及到国民经济诸多部门，是国民经济的发展重要基础设备。我国正面临着从农业时代向工业化时代的转变，将大幅增加工业对阀门产品的需求。国家政策的支持和产品市场的巨大需求将是阀门产业飞速发展的强大动力。未来型式将趋向于以下几个方面的开发应用发展：

(一)开发性能优良的水力控制阀，如排放量大、灵敏度高、耐腐蚀、耐摩擦、零泄漏的水力控制阀，开发一体化技术、电子计算机技术、监测技术水平高的水力控制阀，开发作业可行性好、安全性高、舒适性好的产品。

(二)开发高性能的大型调节阀以适应我国重大工程项目之需，开发微型调节阀，以满足开沟挖渠、埋线缆等窄小作业的需要，发展适应电站、石油、煤炭、水利、农田、城建各方面需要的新品种调节阀；开发对调节阀各种工况可监测、控制并改善操作人员劳动条件的智能电动调节阀。有前途的产品是：大中型智能电动调节阀、微型智能电动调节阀、遥控型智能电动调节阀。

(三)开发高安全性、高可行性和使用性能好的高水平产品，开发装备先进电子技术的阀门一体化的大型阀门，开发变形产品向通用化、标准化、系列化方向发展。

五、结束语

单缸气动楔式闸阀是闸阀的典型代表，在种类众多的阀门里具有很多优势。其流动阻力小、启闭时较省力、易于安装、结构紧凑，通道流畅等特点使其在实际生活应用中使用的越来越广。不过，单缸气动楔式闸阀也有其缺点。密封面易磨损、高度大，启闭时间长、价格贵等缺点缩短了其使用寿命，导致性价比降低。我通过对单缸气动楔式闸阀的研究，相信一定可以解决使用中遇到的问题，更好的发辉其作用。

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