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闸阀的力矩探讨

闸板关闭时,由于密封面的密封方式不同,会产生不同的情况。对于自动密封闸阀(包括平板闸阀),在阀关闭时,闸板的密封面恰好对正阀座密封面,即是闸阀的全开位置。但此位置在闸阀运行条件下是无法监视的,因此在实际使用时,是将闸阀关至止点的位置作为闸阀全关位置。由此可见,自动密封的闸阀全关位置是按闸板的位置(即行程)来确定的。对于强制密封的闸阀,关闭时必须使闸板向阀座施加压力。此压力可以保证闸板和阀座之间的密封面严格地密封,是强制密封闸阀的密封力。这个密封力由于阀杆螺母的自锁将会继续做用。显然,为了向闸板提供密封力,阀杆螺母传递的力矩比调节阀操作过程中的力矩大。由此可见,对于强制密封的闸阀,全关位置是按阀杆螺母所受的力矩大小来确定的。

当闸阀的开度在10%以上时,闸阀的轴向力,即闸阀的操作力矩变化不大。当闸阀的开度低于10%时,由于流体的节流,使闸阀的前后压差增大。这个压差作用在闸板上,使阀杆需要较大的轴向力才能带动闸板,所以在此范围内,闸阀的操作力矩变化比较大。弹性闸板的闸阀,在接近关闭时所需的操作力矩比刚性闸板的要大些。

闸阀关闭后,由于介质或环境温度的变化,闸阀部件的热膨胀会使闸板和阀座之间的压力变大,反映到阀杆螺母上,就为再此开启闸阀带来困难。所以,开启闸阀所需的力矩比关闭闸阀所需的力矩大,此外,对于一对互相接触的密封面来说,它们之间的静摩擦系数也比动摩擦系数大,要使它们从静止状态产生相对运动,需施加较大的力以克服静摩擦力;由于温度变化,使密封面间的压力变大,需要克服的静摩擦力也随之变大,从而使开启闸阀时,对阀杆螺母上施加的力矩有时会增大很多。

闸阀力矩参考表

公称通径(mm)

公称压力(MPa)

0.25

0.6

1.0

1.6

2.5

4.0

6.4

10.0

16.0

20.0

32.0

力矩(N·m)

50

25

25

50

50

50

100

100

200

200

200

200

65

25

50

50

50

50

100

200

200

300

450

600

80

50

50

50

80

100

200

200

300

450

600

900

100

50

50

100

200

200

300

300

450

600

1000

1200

125

50

50

200

200

300

300

450

500

900

150

50

100

200

300

300

450

500

600

1000

200

100

200

300

300

450

500

600

1000

1200

1800

250

100

200

300

450

600

600

1000

1200

2500

300

200

300

450

500

600

900

1200

1800

350

300

300

500

750

900

1200

1800

400

300

450

600

1000

1200

1800

2500

450

450

450

1000

1200

1800

5000

500

450

600

1200

1800

2500

5000

600

500

900

1800

3500

6500

700

600

1200

1800

5000

8000

800

900

1200

2500

8000

900

1000

1800

2500

1000

1200

1800

2500

1200

1800

2500

3500

1400

2500

3500

5000

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