啟閉件（閥瓣）由閥桿帶動,，沿閥座（密封面） 軸線做直線升降運動的閥門稱為截止閥,。

截止閥一般由驅(qū)動件（手輪）,、閥桿、閥體,、閥蓋,、閥瓣（關閉件）和填料裝置等主要零件組成。手輪與閥桿相連,，并借助閥桿帶動閥瓣,，使閥瓣沿閥座軸線方向往復運動，從而使管路接通或切斷,。

截止閥應用很廣泛,，主要用于壓力較高的及口徑較小的場合，一般只生產(chǎn)到DN400 （NPS16）,更大的口徑規(guī)格僅應用于特殊道,。例如,，大型氧氣管道，由于其他閥類存在摩擦易產(chǎn)生靜電起火,，所以采用大口徑不誘鋼截止閥,。

盡管尺寸達到NPS48 （DN1200）的截止閥已經(jīng)生產(chǎn)并投入使用，然而美國石油學會指導性文件API 615《閥門選用指南》對截止閥的選用是這樣描述的： “雖然大口徑和高壓力等級也可能是合適的,，但壓力等級為150鎊級的標準截止閥適合的公稱尺寸不超過NPS 12,，300磅級時不超過NPS10和600磅級時不超過NPS8。”

截止閥閥桿一般都做旋轉升降運動,，手輪固定在閥桿頂端,。當順時針方向旋轉手輪時，閥桿螺紋下旋,，閥瓣密封面與閥座密封面緊密接觸,，截止閥達到關閉狀態(tài)；當逆時針方向旋轉手輪時,，閥桿螺紋上旋,，閥瓣密封面與閥座密封面脫開，截止閥開啟,。

（1）優(yōu)點和不足

①優(yōu)點

a. 與閘閥比較,，截止閥結構較簡單，通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面,，密封面積小,、節(jié)省貴重材料、成本低,，因而制造工藝性比較好,，便于維修。

b. 密封面磨損及擦傷較輕，密封性好,。啟閉時閥 瓣與閥體密封面之間無相對滑動（錐形密封面除外）,，而磨損與擦傷均不嚴重，密封性能好,，使用壽命長,。

c. 開啟高度小，一般僅為閥座通道直徑的1/4,， 結構緊湊,，節(jié)省安裝空間,。

②缺點

a. 結構長度較大,。

b. 啟閉力矩大，啟閉費力,。關閉時,，因為閥瓣運動方向與介質(zhì)壓力作用方向相反，必須克服介質(zhì)的作用力,，所以啟閉力矩大,。

c. 流阻大。閥體內(nèi)介質(zhì)通道比較曲折,，流動阻力大,，動力消耗大，特別是在液壓裝置中,，這種壓力損失尤為明顯,。在各類截斷閥中截止閥的流阻zui大。

d. 介質(zhì)流動方向受限制,。

介質(zhì)流經(jīng)截止閥時,，在閥座通道處只能是從下向上或從上向下流動，所以介質(zhì)只能單方向流動,，不能改變流動方向,。

e. 在閥門關閉時，密封面間可能會夾住流體介質(zhì)中的固體顆粒,。

f. 安裝不便,。

（2）操作特點

截止閥封形式為強制密封，在閥門關閉時必須向閥瓣施加足夠的力,，達到密封必須比壓以上,，才 能實現(xiàn)密封。由于密封力和介質(zhì)壓力是在同一軸線 上,，當介質(zhì)由閥瓣下部進人（低進高出）時,，由于介質(zhì)壓力與密封力方向相反，閥門關閉力矩遠遠大于幵 啟力矩，閥桿承受的zui大應力為壓應力,，所以必須具有足夠的強度和剛性,，否則閥桿會產(chǎn)生撓性變形。正因如此,，當截止閥口徑規(guī)格大于DN150 （NPS 6）時,，為了減小閥門操作力矩從而減小閥桿直徑，通常將介質(zhì)流向改由閥瓣上部進入（高進低出）,，此時介質(zhì) 壓力與密封力方向相同,，在介質(zhì)壓力作用下，閥門更容易實現(xiàn)密封,，關閉力矩變小,，開啟力矩增大，閥桿承受的zui大應力為拉應力,，此時閥桿直徑可相應減小,。

截止閥開啟時，閥瓣的開啟高度達到閥門公稱尺 寸的25%?30%時,，流量即已達到zui大,，即表明閥門已達到全開位置，所以截止閥的全開位置應該按閥瓣的行程來確定,。

截止閥關閉時和再次開啟的情況與強制密封閘閥相似,，即閥門關閉后，要在密封面上施加足夠操作力以實現(xiàn)密封,。因此,，閥門的關閉力矩應在操作力矩的基礎上增加到規(guī)定值來確定。而閥門再次幵啟時,，由于要克服靜摩擦和熱膨脹等因素的影響,，閥門開啟力矩通常要比關閉力矩還要大，才能可靠地幵啟閥門,， 因此在設計時應予以考慮,。

為了減小啟閉閥門中形成的高沖擊壓力，截止閥操作時要緩慢,，在某種意義上說,，要產(chǎn)生與流量速度相一致的變化率。

截止閥的操作力矩呈現(xiàn)以下特性,。①“低進高出時”,，閥門由全開位置幵始關閉的階段，操作力所需克服的阻力是閥桿和填料的摩擦阻 力和介質(zhì)壓力在閥瓣截面上（軸向）造成的推力,，隨著閥瓣的下降,，流體在閥瓣前后形成壓差，阻止閥瓣下降，而且這個阻力會隨著閥瓣的下降而迅速增大,， 隨著閥門*關閉,，閥桿施加強制的密封力，閥瓣前后壓差達到介質(zhì)工作壓力的zui大值,，此時閥桿承受zui大關閉力矩,。在閥門開啟過程中，介質(zhì)壓力或閥瓣前后壓差形成的推力與閥門開啟方向相同,，但應該指出的是,，在開啟瞬間，因為要克服密封面間較大的靜摩擦力矩,，此時的開啟操作力矩有可能還會超過關閉力矩,。

②“高進低出”時，閥門由全幵位置開始關閉的階段,，操作力所需克服阻力仍是上述兩個力,，隨著閥瓣的下降,，流體在閥瓣前后的壓差直到閥門關閉時都是有利于閥門關閉的,。閥門開啟時的情況恰好相反， 由于介質(zhì)壓力和閥瓣前后壓差所造成的推力都與閥門開啟方向相反,，所以閥門開啟過程所需的操作力矩比關閉力矩要大得多,。根據(jù)截止閥密封副的材料不同，截止閥可使用金 屬密封和非金屬密封,。使用金屬密封及非金屬陶瓷密封時,，不但需要密封比壓高，而且需要四周均勻,，以達到所需的密封性,。根據(jù)以上要求，密封副的結構設計有很多種,，其密封原理及密封力的計算也不盡相同,。

（1）平面密封

平面密封的優(yōu)點是閥瓣在裝配時有一定的晃量， 閥瓣可以自動找正并和閥座密封面吻合,，因而對閥瓣的導向要求并不重要,；閥瓣是在沒有被旋轉時落在閥座上的，密封副之間就不會產(chǎn)生摩擦,，因此對密封面材料抗擦傷的要求也不嚴格,。同時，由于管道應力導致閥座的內(nèi)孔圓度變形時,，也不會影響密封性能,。缺點是介質(zhì)中的固體顆粒和沉淀物易損傷密封面，其密封原理是當介質(zhì)從閥瓣下方流入時，所施加的密封力必須等于或大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)向上的作用力之和,。見圖5-1和式（5-1）?式（5-3）,。

QMZ^QMF+QVU （5-1）

QMF = 7t（DMN+^M）^MC?MF （5_2）

QMJ （5-3）

式中Qmz——施加于密封面上的總作用力，N;

Qmf——密封面上的密封力,，N;

Qmj——密封面上的介質(zhì)作用力,，N;

DMN 密封面內(nèi)徑，mm;

密封面寬度,，mm;

9mf 密封面必需比壓,，MPa;

P計算壓力，通常取公稱壓力MPa,。 當介質(zhì)從閥瓣上方流入時,，所施加的密封力只需要等于或大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)的作用力之差，即錐面密封是把密封面做成錐形,，使接觸面變窄,， 這種密封在一定的密封力作用下，其密封比壓大大增力口,，更容易實現(xiàn)密封,，與平面密封結構相比較，所施加的密封力較小,。由于密封面狹窄,，關閉時不易使閥瓣正確地壓向閥座面，為了提高密封性能,，必須對閥瓣進行導向,。閥瓣在閥體中導向時，閥瓣受到流體的 側向推力由閥體承受,，而不是由閥桿來承受,，這就進 一步增強了密封性能和填料密封的可靠性。錐形閥瓣用于大口徑閥門時,，因為管道應力的作用,，使閥座孔的圓度產(chǎn)生一定的變形量，不容易實現(xiàn)密封,。

另一方面,，錐形密封是在兩密封面有摩擦的情況下吻合，所以密封材料必須能耐擦傷,。錐面密封和平面密封相比,，受固體顆粒和介質(zhì)沉淀物的損傷相對較小，但也不宜在含有固體顆粒和介質(zhì)沉淀物的介質(zhì)中使用,。其密封原理是當介質(zhì)從閥瓣下方流入時,，所施 加的密封力必須等于或略大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)向上的作用力之和,，見圖5-2和式 （5-5）~式（5-7）0QMZ^QMF+QMJ （5-5）

QMF = f （DMW2-AMN2）（I+^）9MF （5-6）

Qmj =^（DMN~^~bMsina）2 p （5-7）

式中QMZ——施加于密封面上的總作用力，N;

QMF——密封面上的密封力,，N;

Qmj——密封面上的介質(zhì)作用力,，N;

Dmw 密封面外徑，mm;

DMN 密封面內(nèi)徑,，mm;

/m——密封面摩擦因數(shù),； a~密封面錐半角，（°）;

9mf 密封面必需比壓,，MPa;

bM 密封面寬度,，mm;

P^計算壓力，通常取公稱壓力,，MPa,。

當介質(zhì)從閥瓣上方流入時，所施加的密封力等于或大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)的作用力之差,。

為了改善錐形密封的強度而又不致犧牲其密封應力,，把密封面錐半角做成15°，這就提供了較寬的密封面,，使閥瓣能更容易地與閥座吻合,。為了達到較高的密封應力，閥座密封面開始與閥瓣接觸部分較窄,， 約3mm,其余留有的錐度部分可稍長些,。當密封負 荷增大時，閥瓣滑人閥座的程度加深,，因而增加了密封面寬度。這種密封面的設計不像窄密封面那樣容易受沖蝕損壞,。此外,，由于錐形面較長，使閥門的節(jié)流特性得到改善,。

（3）球面密封

把閥瓣做成球形（圖5-3）,，閥座做成錐形。閥瓣的球體在閥桿的孔內(nèi)能自由轉動,。因此閥瓣能在閥座上做一定范圍的轉動而進行調(diào)整,。由于兩密封面的接觸幾乎成一線，即線密封,，故密封應力很高,，更容易實現(xiàn)密封。閥瓣球體還可以使用硬質(zhì)合金或陶瓷材 料,，硬度可達到40?60HRC,，而且能耐很高的溫度,， 因此可以應用于高溫截止閥。缺點是密封面線型接觸容易受沖蝕而損壞,，所以閥座應選擇耐沖蝕材料,。球面密封的截止閥可適用于介質(zhì)中帶有微小固體顆粒的氣體或液體。其密封原理是當介質(zhì)從閥瓣下方流入時,，所施加的密封力必須等于或略大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)上的作用力之和,。

QMZ^QMF+QMI （5-8）

Qmf = 7tjDmn <?mf （5-9）

Qmj =~^DMN2 P （5-10）

式中Qmz——施加于密封面上的總作用力，N;

Qmf——密封面上的密封力,，N;

Qmj——密封面上的介質(zhì)作用力,，N;

DMN 密封面內(nèi)徑，mm;

<?iMF 密封面必需比壓,，MPa;

P~計算壓力,，通常取公稱壓力，MPa,。 當介質(zhì)從閥瓣上方流入時,，所施加的密封力必須等于或略大于密封面上所產(chǎn)生的必需比壓和介質(zhì)向下的作用力之差。

來源：上海自動化儀表銷售網(wǎng)（www.40017.net）

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