閘閥的設計原理

一、基本結構組成

閘閥主要由閥體、閘板、閥桿、驅動裝置和密封部件構成。閥體作為流體流通的通道，通常采用鑄鋼、鑄鐵、不銹鋼等耐壓耐腐蝕材料制造，形狀類似管道，為流體提供穩定的流通空間；閘板是核心控制部件，位于閥體內，通過上下移動實現閥門的開啟與關閉；閥桿連接閘板與驅動裝置，將驅動裝置的動力傳遞給閘板；密封部件則安裝在閘板與閥體之間、閥桿與閥體之間，用于防止流體泄漏 。

二、工作原理

閘閥的工作原理基于閘板的直線往復運動。當驅動裝置（如手動輪、電動執行器、氣動執行器等）對閥桿施加向上的力時，閥桿帶動閘板上升，閘板逐漸脫離閥座密封面，流體通道被打開，介質可以通過閥體自由流動；當驅動裝置對閥桿施加向下的力時，閘板下降，直至閘板密封面與閥座密封面緊密貼合，阻斷流體通道，實現閥門關閉，截斷介質流動。在開啟和關閉過程中，閘板的運動方向與介質流動方向垂直，這種設計使得閘閥在全開狀態下，閘板幾乎不影響流體流動，流阻較小。

三、密封原理

強制密封：閘閥依靠驅動裝置施加的外力，使閘板緊緊壓在閥座密封面上，通過接觸壓力實現密封。密封面通常經過精細加工，表面粗糙度低，且會在閘板和閥座上堆焊或鑲嵌耐磨、耐腐蝕的密封材料（如硬質合金、橡膠、聚四氟乙烯等），增強密封性能和使用壽命。常見的閘板形式有楔式閘板和平行式閘板，楔式閘板具有一定斜度，在關閉時，楔緊作用能進一步增強密封效果；平行式閘板則通過雙閘板結構，利用彈簧或介質壓力使閘板與閥座緊密貼合。

輔助密封：除了閘板與閥座之間的密封，閥桿與閥體之間也需要良好的密封，防止介質沿閥桿泄漏。通常采用填料密封或機械密封的方式，填料密封是在閥桿周圍填充柔性填料（如石墨盤根、聚四氟乙烯填料等），通過壓蓋壓緊填料，使其與閥桿和填料函內壁緊密接觸，阻止介質泄漏；機械密封則利用動環和靜環的相對運動形成密封面，密封性能更好，適用于高壓、高溫、高腐蝕性等苛刻工況。

四、驅動原理

手動驅動：通過手輪或手柄帶動閥桿旋轉，閥桿上有梯形螺紋，與閥體內的螺紋配合，將旋轉運動轉化為閘板的直線運動。手動驅動結構簡單、操作方便，適用于小型閘閥和操作頻率不高的場合。

電動驅動：電動執行器內的電動機通過減速裝置帶動閥桿轉動，實現閘板的升降。電動驅動可以遠程控制，便于自動化系統集成，適用于大型閘閥和需要頻繁操作的場合。

氣動驅動：利用壓縮空氣推動氣缸內的活塞，通過連桿機構帶動閥桿運動。氣動驅動具有動作迅速、維護方便、安全防爆等特點，常用于石油、化工等對安全性要求較高的行業。

液壓驅動：液壓泵將液壓油送入液壓缸，推動活塞帶動閥桿運動。液壓驅動輸出力大，適用于高壓、大口徑的閘閥，能夠提供穩定的驅動力，確保閘閥在高壓工況下可靠啟閉。