高温高压热采平板阀与楔板阀对比与应用分析
2019-11-04任强
任强
（胜利油田胜机石油装备有限公司，山东 东营 257000）
一、平板阀及楔板阀结构介绍
（一）平板阀
1.结构原理
平板阀具体结构如图所示：主要由阀体、阀盖、闸板、阀座、阀杆、阀杆螺母、轴承盒、轴承、手轮等零部件组成。该阀门为手动明杆闸阀，转动手轮带动阀杆螺母，通过阀杆使闸板上下移动，实现阀门的开启和关闭。
2.平板阀有如下优点：
（1）平板阀阀板阀座有自动清理功能，由于阀板阀座完全处于紧密贴合状态，在随着阀板的开关可以把阀板上的杂质刮落到腔体内。
（2）平板阀阀盖与阀体密封处采用钢垫进行密封，密封可靠。
（3）平板阀阀座的硬度高，不易产生划伤现象。
（4）平板阀开关力矩一定，波动小。
3.平板阀的缺点：
（1）平板阀阀座与阀体为分体结构，阀座与阀板端面之间直接接触，加工精度要求高，同时阀座与阀体之间采用膨胀石墨圈端面挤压密封，在压力作用下，压力进口端阀座与阀体产生一定的间隙，在阀门开关过程中，介质从此间隙渗漏到阀门腔体中，在高压气流的作用下，容易把石墨密封环冲刷坏而造成阀门密封不严。
（2）平板阀必须通过压差才能使阀板、阀座及阀体紧密贴合在一起，当介质对阀板产生的压力不足以使膨胀石墨圈变形时，会造成渗漏。
（3）平板阀阀板不能自动找正，在关闭阀门使，管死后必须倒转1/4圈，使阀板沿着T型槽自由浮动才能实现密封。
（4）在长期压力作用下，阀座端面石墨密封通过压力挤压容易破损，造成阀门关不死现象发生。
（二）楔板阀
1 .结构原理
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楔板阀具体结构如图所示，主要由阀体、
阀盖、闸板、阀杆、阀杆螺母、轴承盒、
轴承、手轮等零部件组成。该阀门为手动明杆闸阀，转动手轮带动阀杆螺母，通过阀杆使闸板上下移动，实现阀门的开启和关闭。
2.楔板阀的优点：
（1）结构简单，手轮开关力矩小。
（2）由于密封面成楔形，可以通
过压紧手轮，使闸板与阀座之间产生微量变形而获得好的密封效果。
（3）重量轻，便于现场操作及更换。
3.楔板阀的缺点：
（1）由于有斜角的存在，在工作过程中，阀杆始终承受轴向压应力。
（2）阀门开启初始阶段扭矩高。
（3）没有自动清理功能，使用中，如果阀门内有杂质等存在，可能会造成阀门关不死的现象，出现这种状况时，需要多次开关闸板，使闸板或阀座上杂质脱落，从而进行密封。
（三）两种阀门优缺点对比分析：
1.密封性能对比分析：
（1）阀盖密封：手动平板阀阀盖密封为钢垫密封，通过阀盖及阀体的水线槽，端面八条螺栓压紧，密封可靠；楔板阀阀盖与阀体之间的密封是通过三道膨胀石墨配密封压垫进行密封，此密封为静密封，装配时需要压紧压盖，同时顶丝必须紧锁，较平板阀密封要求严格，装配精度要求高。
（2）阀杆密封：手动平板阀杆密封与楔板阀杆密封结构形式相同，不同点在于当杆密封发生渗漏时，平板阀可以直接通过专用工具进行压紧，而楔板阀必须拆卸手轮，用扳手进行压紧。
（3）阀板与阀座密封：平板阀阀板与阀座之间的密封是靠压差把阀板与阀座的密封面进行压紧，使其紧密的贴合而达到密封的目的，由于阀板的浮动是采用T型槽挂钩进行浮动，如果有杂质存在，当压差不足以推动阀板浮动或其压力不足以满足密封要求，就会发生阀板关不死的现象；楔板阀阀板与阀座之间的密封是通过阀杆丝杠传递扭矩，把阀板与阀座紧密的贴合在一起，此密封为机械式可操作，当阀门出现渗漏，可通过压紧手轮来达到密封的目的。
（4）阀座与阀体密封：平板阀阀座与阀体通过膨胀石墨圈进行密封，阀体加工精度高，石墨圈镶嵌在阀座端面上，高于阀座0.10~0.20mm，安装过程中使其微量变形来行成阀体、阀座、阀板、阀座、阀体的密封链，在使用过程中，出口阀座上的石墨密封圈受压压缩，入口端膨胀石墨圈膨胀，当膨胀系数不能满足装配间隙时，介质会随着小箭头方向渗漏到阀门腔体中，在渗漏过程中，会把入口端膨胀石墨圈冲刷坏，同时，石墨的强度较本体的强度小得多，当压力达到一定程度时，入口端膨胀石墨圈会破裂；楔板阀阀座和阀体为一体结构不存在
阀座与阀体之间的密封，减少渗漏几率，同时此结构可以通过阀杆直接压紧阀板，当发生渗漏时，可以通过压紧手轮来达到密封的目的。
2.可操作性性能对比分析
（1）安装操作：由于平板阀结构限制，所以体积比较大，重量重，安装阀门时必须需要三个人进行安装，而楔板阀体积小，重量轻，一个人就能完成阀门的安装工作。
（2）开关操作：平板阀结构决定在阀门关闭时，阀板管到底倒转1/4圈才能达到密封的效果，楔板阀必须把阀门闸死才能密封。
（3）平板阀在开关时要特别注意，阀门必须处于全开全关状态，不然高压气流会冲刷阀板，造成阀板报废。
