楔式閘與平板閘閥不同點在于楔式閘閥的關(guān)閉件是楔形而不是平行的,使用楔形閥板的目的是為了提高輔助的密封載荷,以使金屬密封的楔式閘間既能保證高的介質(zhì)壓力密封,也能使低的介質(zhì)壓力密封。這樣,金屬密封的楔式閥所能達(dá)到的潛在密封程度就比普通的金屬密封平板閘閥高。但是,金屬密封楔式閘閥山楔入作用所產(chǎn)生的進(jìn)口端密封載荷往往不足以達(dá)到進(jìn)口密封,故式閘閥為單面強(qiáng)制密封。
其缺點是鍥式閘板不能像帶導(dǎo)流孔的平板閘閥那樣能設(shè)置導(dǎo)流孔,且閥桿的熱膨脹也會使密封面過載。而且式閘閥比平板閘閥的密封面的閥板更容易夾雜流動介質(zhì)中所帶的園體顆粒。
常用的楔式閘板結(jié)構(gòu)分為彈性閘板、剛性閘板和雙閘板三種,楔式閘板兩側(cè)密封面與閘板的垂直中心線有一定的傾角,稱為楔半角。常用的楔半角有2°52'和5°兩種。楔半角的大小對閘閥的使用性有重要影響。角度小時關(guān)閉閘閥所需的力減小,但此時管道由于溫度的變化而引起變形時,楔式閘板在閥體內(nèi)被楔住的可能性卻增大。
彈性閘板[圖(a)]的特點是結(jié)構(gòu)簡單,密封可靠,當(dāng)介質(zhì)沮度變化時不易被楔住,楔角的加工梢度要求相對較低。釆用彈性閘板的閘閥,關(guān)閉力矩不宜過大,以防止超過閘板的彈性變形范圍,所以閥門應(yīng)設(shè)有限位機(jī)構(gòu)以控制閘板的行程。
楔式彈性閘板是單片式,兩個密封面被支承在中心的懸臂梁上。其垂直中分面上帶有一個環(huán)形溝槽,正是這個溝槽使閘板具有一定的彈性,當(dāng)閥門關(guān)閉時,利用閘板產(chǎn)生的微量變形,彌補(bǔ)因加工制造偏差而產(chǎn)生與閥座的配合間隙,使閘板兩密封面分別與兩側(cè)閥座達(dá)到完整吻合,同時形成密封比壓,從而實現(xiàn)密封。彈性閘板關(guān)閉時,是靠閘板的彈性負(fù)載施加于閥座密封面上而不是直接由閥桿施加的楔緊力。不論是溫度變化引起的熱脹冷縮,還是閥體變形產(chǎn)生的收縮應(yīng)力均不會導(dǎo)致閘板被楔住。
彈性閘板結(jié)構(gòu)適用于各種壓力、溫度的中、小口徑閘閥,介質(zhì)中不能含有過多固體顆粒物,以防積塞于閘板環(huán)形槽內(nèi),影響其彈性變形的能力。
剛性閘板[圖(b)]為單片實心結(jié)構(gòu),不能補(bǔ)償由于管道載荷或熱波動引起的閥座對中變化,兩側(cè)密封面的楔半角加工精度要求很高,制造及維修都比較困難.。運(yùn)行中密封副間易產(chǎn)生磨損,溫度變化時閘板易被楔住。因此,大于DN50(NPS2),采用楔式剛性閘板時一般不推薦使用于溫度超過121℃(250F)的場合、楔式剛性閘閥被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的,幾乎所有小于等于DN50(NPS2)的小型閘閥,都采用楔式剛性閘板,一般適用于較低的"壓力溫度"。
楔式雙閘板[圖(c)]由兩塊閘板組合而成,用球面頂心鉸接成楔形閘板?梢宰杂烧{(diào)整角度以達(dá)到與兩閥座的良好吻合。閘板密封的楔角可以由中間鉸接的頂心球面自動調(diào)節(jié),因而對密封面楔角的加工精度要求較低,當(dāng)溫度發(fā)生變化時不易被卡住,也不易產(chǎn)生擦傷現(xiàn)象。閘板密封面磨損后可以在頂心處加墊片補(bǔ)償,便于維修。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零件較多,不適用于黏性介質(zhì),由于閘板是活動連接的,長期銹蝕后,容易造成閘板脫落。通常垂直安裝于水和蒸汽介質(zhì)的管路上。
楔式雙閘板結(jié)構(gòu)能解決實際工況中楔式單閘板結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生的以下問題:如果閥體受到意外的壓力或轉(zhuǎn)矩,并可能造成閥體扭曲,但雙閘板結(jié)構(gòu)仍然能夠正常開啟,因為閘板試圖開啟之前,閥座密封負(fù)載已經(jīng)消除。如果閥體只是輕微的扭曲,那么獨立的閘板可以沿著它們各自的閥座移動。當(dāng)閥門關(guān)閉時,溫度改變也不會導(dǎo)致閘板楔死。這種閥門的設(shè)計適合尺寸為DN50~600(NPS2~24)。閥體材料包括碳素鋼、鉻鉬鋼、不銹鋼、雙相不銹鋼和鎳合金等,適應(yīng)工作溫度范圍可達(dá)-196~816℃。