溝槽閘閥是指封閉件沿通道軸線的垂直方向移動的閥門,在管路上主要作為切斷介質用,即全開或全關使用。一般的閘閥不可作為調節流量使用。閘閥可以适用于低溫低壓也可适用于高溫高壓,并可根據閥門的不同材質适用于各種不同的介質,但是閘閥一般也不用于輸送泥漿等有顆粒介質的管路中。溝槽閘閥優點是流阻小,不縮口的其流阻與短隻管的流阻相仿。帶導流孔的平闆閘閥安裝在管路上還可直接用清管器進行清管。由于閘闆是在兩閥座面上滑動,因此平闆閘閥液能适用于帶懸浮顆粒的介質、平闆閘閥的密封面實際上是自動定位的。閥座密封面不會受到閥體熱變形的損壞。而且即使閥門在冷狀态下封閉,閥杆的熱伸長也不會使密封面受到過載。同時當閥門封閉時,無導流孔的平闆閘閥亦不要求閘闆的封閉位置有較不錯的精度,因此電動平闆閥可用行程來控制啟閉位置。由于閘閥的很多優點,因此使用範圍很廣。
溝槽閘閥整體包膠閥芯球墨鑄鐵骨架内外采用不錯性能橡膠和新硫化技術進行整體包覆,貼合緊密,幾何尺寸,密封彈性佳,将閥芯金屬與流體隔離,。一體式銅螺母閥芯的銅螺母與球墨鐵骨架,采用特種工藝緊密連接為一體,長期操作和水流沖擊下也不會松脫,避免造成閥門的控制失效。底部采用全流域直通式設計,等同于一直管道,不易堆積雜物,密封,使流體無阻。自密封閥蓋閥蓋與閥體間采用自密封結構設計,在許用壓力範圍内,流體壓力越高,密封越緊密。上密封閥杆與閥蓋間的上密封結構,采用三隻O形密封圈設計,與守舊閘閥的填料密封結構相比,道道密封緊密,磨擦阻力大幅減少。在閥門處于任意開度、有壓力且具備閥杆鎖定功能,在操作和維護過程中閥杆不會被壓力沖出,避免造成人員傷害。
溝槽閘閥的閘闆随閥杆一起作直線運動的,叫升降杆閘閥。通常在升降杆上有梯形螺紋,通過閥門的螺母以及閥體上的導槽,将旋轉的運動變為直線運動,也就是将操作轉矩變為操作推力。開啟閥門時,當閘闆提升高度等于閥門通徑的1:1倍時,流體的通道,但在運行時,此位置是無法監視的。實際使用時,是以閥杆的頂點作為标志,即開不動的位置,作為它的全開位置。為考慮溫度變化出現鎖死現象,通常在開到頂點位置上,再倒回1/2-1圈,作為全開閥門的位置。因此,閥門的全開位置,按閘闆的位置來确定。有的閘閥,閥杆螺母設在閘闆上,手輪轉動帶動閥杆轉動,而使閘闆提升,這種閥門叫做旋轉杆閘閥或叫暗杆閘閥。
溝槽閘閥主要由閥體、閘闆、閥杆、閥蓋、填料等部件組成,它們均會承受流體的壓力和溫度載荷。熱源是求解溫度場的重要邊界條件,閘閥溫度場的熱源是流體。将流體的溫度載荷作用在閘閥的内壁面,外壁面暴露在空氣中,對外壁面施加相應的對流換熱邊界條件。計算後閘閥的溫度場分布,主要承壓部件的溫度值均在322-330℃閘閥上部由于距内壁面較遠,溫度梯度比較明顯。
溝槽閘閥流固熱禍合分析及閥杆與閘闆拉伸試驗分析:
1、由于流道截面積在閥座部位産生變化,流體在此處産生壓力波動,并在底部産生渦流,減小閥座部位流道截面積的變化能減小渦流損失。
2、由于流體的流動,在流經閘閥的過程中溫度下降的趨勢很小。閥座部位産生渦流,流體壓力能轉換成熱能使壁面底部溫度升高。
3、在不限制閘閥整體自由變形的情況下,與流體壓力相比,因熱産生的變形大,而應力小,熱變形能減小閘閥因流體壓力而産生的應力。
4、閘閥運動件失效模式主要為閥杆頭部剪切失效及閘闆T形槽彎曲失效,其中又以閘闆T形槽彎曲失效為主,需要引起足夠重視。
5、對于閘闆T形槽的失效,應主要考慮彎曲應力對其造成的影響。
6、對于閘閥運動件的尺寸設計:應先依據閥門的口徑、壓力計算出閥杆在開啟時所承受的大拉力屍,依據大拉力屍确定閥杆的材料及小閥杆螺紋尺寸,再依據計算出的閥杆螺紋承載力來核算閥杆頭部及閘闆T形槽尺寸。
7、閘闆T形槽高度H增大能夠增加其抗彎曲能力,在閥杆頭部高度h達到要求的前提下,設計時增大H值比增大B值。