单板明杆楔式弹性硬密封铸钢闸阀

单板明杆楔式弹性闸板的闸阀在闸阀中占绝大部分。通径大于50mm的壳体都为铸钢件，不缩径。目前这类阀门最大通径已做到1000mm，压力级最高做到2500磅级，即42MPa。壳体材料种类很多，可以是一般碳钢、各类奥氏体不锈钢或特殊的蒙乃尔合金等。

阀门的连接形式以法兰连接占绝大多数。

压力等级高于900磅级的高压阀门多为对焊连接，可参考GB/T 12234《石油、天然气工业用螺柱连接阀盖的钢制闸阀》、API 600《法兰和对焊连接钢制闸阀》和API 603《耐腐蚀法兰连接闸阀》。

法兰尺寸可参考GB/T 9113《整体钢制管法兰》、JB/T 75《管路法兰 类型》、HG/T20592和HG/T 20615《钢制管法兰》，以及SH 3406《石油化工钢制管法兰》。

连接尺寸的结构长度可参考GB/T 12221《金属阀门 结构长度》。

阀门壳体的壁厚和阀杆直径一般按GB/T 12234或API 600规定选取。150磅级不锈钢铸件的壳体可按轻型API 603选取。API 603与API 600相比，壁厚和阀杆直径小，用于腐蚀量和冲蚀量较小的工况。

弹性闸阀的结构如图1-6所示，是两块密封板之间用一根钢芯相连接，因此两密封板之间有一定弹性。钢芯的直径达通道直径的65％，弹性相当有限，但能适应两密封阀座面之间轻微的楔角或径向角度的误差。弹性闸阀都是铸造而成，小口径闸阀需弹性闸板，在锻件上车一条缝隙即可，但锻件的闸板一般都采用刚性结构。

所谓明杆，就是阀杆的螺纹部分露在阀盖上面，当手轮旋转时，阀杆上升但不能旋转，带动阀体阀盖内的闸板上升，闸板开启。暗杆结构是阀杆的螺纹部分藏在阀盖里面，阀杆螺母置于闸板上，当阀杆旋转时，阀杆不升降，螺纹带动闸板升降。

明杆结构为常用结构，它有两个优点：介质较脏时，容易有杂质缠绕在暗杆的螺纹上，使阀杆无法旋转，阀门无法启闭，这种情况不会发生在明杆结构上；闸阀的启闭状态可从阀杆的伸出高度一目了然，暗杆则不能实现。明杆结构也有两个明显不足之处：一是其所占空间太高，约为其通道直径的3.5～4倍，如一台600mm的闸阀，它占空间高度要2.4m左右，还要留有操作高度；二是因阀杆螺纹部分外露，长期暴露在空气中，易被污染和锈蚀，这些污染和锈迹会被带入阀内，影响介质的纯度。(www.xing528.com)

图1-6 各磅级弹性闸阀结构示意图

阀体阀盖的造型也因压力级不同而不同，如图1-6所示，左面一张为150磅级闸阀，其中腔为椭圆形造型，原因有两点：一是150磅级结构长度较小，中法兰用圆形会大大超过两端法兰，生产制造、安装使用都会有很大不便；二是其压力较低，布置了加强筋用椭圆造型能适应大口径闸阀，在介质压力下变形较小，不影响阀门的密封性能。除上述两原因，采用椭圆造型还能降低阀体和阀盖的重量。

300磅级的结构，中法兰采用圆形的，但圆盘中法兰同阀体的连接采用带圆弧八字形的，阀体底部是一个长短轴差别很大的椭圆，随着高度上升长短轴逐渐接近，上升到中法兰圆盘时成为一个圆。

公称压力600磅级及以上的中腔设计都采用圆形结构，圆筒上面同中法兰连接，下面直通到两阀座以下作圆滑过渡。这种结构最为安全可靠，两阀座密封面打压时变形量最小，但也最费材料，高温高压都采用这种结构。

在API 600和GB/T 12234中都规定了PN＞150磅级（或≥2.5MPa）时必须采用圆盘中法兰。在国标阀门样本中，PN＝1.6MPa未采用椭圆形结构，而都采用了圆盘形结构。

这种阀体为铸钢，闸板也为铸钢，密封面材料为堆焊Cr13或硬质合金。公称压力PN≤300磅级，无特殊要求时，一般堆焊Cr13；PN≥600磅级时，一般都堆焊硬质合金。不管是Cr13还是硬质合金都必须有硬度差，闸板要硬些，阀座要软一些。至于奥氏体不锈钢类阀门密封面如何处理，硬度差如何能体现出来，同类材料能否作密封副，这个问题的确困惑着设计人员。笔者的解决方法是，阀体是铸件，就用本体作密封面，然后进行固溶处理。闸板上堆层可用同类材料但不用同种牌号，比如CF8闸板固溶处理后堆焊1Cr18Ni9Ti，机加工完毕后，进行滚压处理，奥氏体冷作硬化后能提高硬度。这样，基本材料保持不变，既不是同种材料，又有了硬度差。