楔式闸阀的闸板结构

　　常用的楔式闸板结构分为弹性闸板、刚性闸板和双闸板三种。楔式闸板两侧密封面与闸板的垂直中心线有一定的倾角θ，称为楔半角。常用的楔半角有2°52'和5°两种。楔半角的大小对闸阀的使用性能有重要影响。角度小时关闭闸阀所需的力减小，但此时管道由于温度的变化而引起变形时，楔形闸板在阀体内被楔住的可能性却增大。

　　为了不使楔形闸板在阀体内被楔住，必须使其不自锁，即应保持下述条件:

fm<tanθ

　　式中 fm——摩擦因数；

　　θ——楔式闸板两侧密封面与闸板垂直中心

　　线的倾角(称为楔半角)，(°)。

　　对于楔半角θ=2°52'的闸阀，tanθ=0.05，对于楔半角θ=5°的闸阀，tanθ=0.09。楔式闸阀在实际使用条件下，摩擦因数大于上述数值，因此楔式闸阀一般是在楔形闸板自锁条件下工作。

1、弹性闸板

　　弹性闸板[图1(a)]的特点是结构简单，密封可靠，当介质温度变化时不易被楔住，楔角的加工精度要求相对较低。采用弹性闸板的闸阀，关闭力矩不宜过大，以防止超过闸板的弹性变形范围，所以阀门应设有限位机构以控制闸板的行程。

图1 楔式闸板类型

　　楔式弹性闸板是单片式，两个密封面被支承在中心的悬臂梁上。其垂直中分面上带有一个环形沟槽，正是这个沟槽使闸板具有一定的弹性，当阀门关闭时，利用闸板产生的微量变形，弥补因加工制造偏差而产生与阀座的配合间隙，使闸板两密封面分别与两侧阀座达到完整吻合，同时形成密封比压，从而实现密封。弹性闸板关闭时，是靠闸板的弹性负载施加于阀座密封面上而不是直接由阀杆施加的楔紧力。不论是温度变化引起的热胀冷缩，还是阀体变形产生的收缩应力均不会导致闸板被楔住。

　　弹性闸板结构适用于各种压力、温度的中、小口径闸阀，介质中不能含有过多固体颗粒物，以防积塞于闸板环形槽内，影响其弹性变形的能力。

2、刚性闸板

　　刚性闸板[图1(b)]为单片实心结构，不能补偿由于管道载荷或热波动引起的阀座对中变化，两侧密封面的楔半角加工精度要求很高，制造及维修都比较困难。运行中密封副间易产生磨损，温度变化时闸板易被楔住。因此，大于DN50(NPS2)，采用楔式刚性闸板时一般不推荐使用于温度超过121℃(250℉)的场合。楔式刚性闸阀被认为是最经济的，几乎所有小于等于DN50(NPS2)的小型闸阀，都采用楔式刚性闸板，一般适用于较低的“压力-温度”工况。

3、楔式双闸板

　　楔式双闸板[图1(c)]由两块闸板组合而成，用球面顶心铰接成楔形闸板。可以自由调整角度以达到与两阀座的良好吻合。闸板密封的楔角可以由中间铰接的顶心球面自动调节，因而对密封面楔角的加工精度要求较低。当温度发生变化时不易被卡住，也不易产生擦伤现象。闸板密封面磨损后可以在顶心处加垫片补偿，便于维修。缺点是结构复杂，零件较多，不适用于黏性介质，由于闸板是活动连接的，长期锈蚀后，容易造成闸板脱落。通常垂直安装于水和蒸汽介质的管路上。

　　楔式双闸板结构能解决实际工况中楔式单闸板结构容易产生的以下问题:如果阀体受到意外的压力或转矩，并可能造成阀体扭曲，但双闸板结构仍然能够正常开启，因为闸板试图开启之前，阀座密封负载已经消除。如果阀体只是轻微的扭曲，那么独立的闸板可以沿着它们各自的阀座移动。当阀门关闭时，温度改变也不会导致闸板楔死。这种阀门的设计适合尺寸为DN50～600(NPS12～24)。阀体材料包括碳素钢、铬钼钢、不锈钢、双相不锈钢和镍合金等，适应工作温度范围可达-196～816℃。