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所謂的閘門閥,是指透過楔形座之滑入或移開,以達成關閉或開啟流體作用之閥門。擁有悠久的歷史,且仍為產業最普遍使用的閥門。流體的流程總是在一條直線上。本文將簡單介紹閘閥的分類依照其閥桿作動方式、以及閥內主體(Disc)的形狀進行分類,並介紹閘閥的優缺點。

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1. 依照閥桿(Stem)作動方式分類

若是閥桿 (Stem) 的螺紋部在本體 (Body) 和閥蓋 (Bonnet) 的外部而無接觸到流體,稱外牙式(Outside Screw)。若是的螺紋部在本體 (Body) 和閥蓋 (Bonnet) 的內部且接觸到流體,稱內牙式 (Inside Screw)。另,內牙式閘閥依照閥桿的升起與否,又分為升桿式與非升桿式。

1-1. 外牙升桿式

外牙升桿式的特點為閥桿作動用的傳動部在手輪上,藉著首輪的轉動,讓手輪內的螺牙推動閥桿表面上的公牙,使閥桿不必旋轉即能帶動其連接的閥內主體垂直上下移動。

優點與常見用途:

  • 從閥門外部,閥桿的升降位置,即可辨認閥桿的開閉狀態。
  • 構造上,由於由於閥桿螺紋在迫緊(Packing)外邊,並不會與流體接觸,也就不會被流體腐蝕。故外牙式常被使用於須粉體、耐腐蝕、耐高溫、耐高壓等處。
  • 手輪於同一個水平面操作
1-2. 內牙升桿式

內牙升桿式的閥桿螺牙設定在閥蓋(Bonnet)之內,從外觀看不到螺牙。透過轉動手輪使閥桿旋轉,並拉動其所連結的閥內主體垂直移動。

優點與常見用途:

  • 從閥門外部,閥桿、手輪的升降位置,即可辨認閥桿的開閉狀態。
  • 常用於小口徑的閘閥
1-3. 內牙非升桿式

內牙非升桿式的閥桿螺牙設定在閥蓋(Bonnet)之內,從外觀看不到螺牙。將閥內主體上方鏤空,使閥桿得以伸入閥內主體。透過轉動手輪使閥桿旋轉,並拉動其所連結的閥內主體垂直移動。

優點與常見用途:

  • 配管所需高度較小,且操作高度不變,因此多用於船舶、建築物等空間狹窄的場所。
  • 手輪於同一個水平面操作

2. 依照閥內主體(Disc)形狀分類

閥內主體通常有楔形 (Wedge;即閥內主體為向內切削 6~10º 斜角的梯形 ) 與平行 ( 矩形 )兩種形狀。

2-1. 一體平坦型 (Solid Wedge Plain Type,簡稱為 Solid Wedge)

一體平坦型為最常見的楔形閥內主體型式。當閥內主體被推進底部襯套 (SEAT) 時,閥內主體和本體襯套就會緊密在一起而阻擋流體。因容易受流體震動影響,不是合用於移動距離長的大尺寸閘閥,因此通常用於小口徑閘閥。

2-2. 一體彈性型;或稱H 楔形(Solid Wedge Flexible Type,簡稱為 Flexible Wedge)

除了部分小口徑或高壓用閘閥仍採用前述之一體平坦型外,一體彈性型是當今閘閥最普遍的閥內主體形式。此型的閥內主體仍為一體型,但中央有切溝空隙,從側剖面來看,閥內主體呈現如英文字H 型;故在關閉閥門時,管內流體的壓力會將閥內主體由上游側向下游側推擠,閥內主體承受壓力時,軟性的雙邊閥內主體承座 (Disc Seat) 其表面可略微調整,便能順利地滑入閥本體,以因應閥內主體背面的渦流及來自配管的應力,所以本設計能用於上下移距較長的大口徑閘閥。

2-3. 分裂體楔形 (Split Wedge Type )

此設計的閥內主體 (Disc) 由截然分開的二片半體相扣而成,所以當關閉閥門,閥內主體兩側承受不等的壓力時,其閥內主體各片表面的角度會獨立地自行摺動調整,造成滑入閥本體承座 (Body Seat) 時,閥內主體承座兩邊的摺動能不完全一致地順利與閥本體承座密合,所以其調整功能比一體彈性型更佳,承座表面不會磨損,則為分裂體楔形之優點;但因其閥內主體為分離兩半體,製造成本較高,維修較為困難,則是其缺點。此型閥內主體,因本身即有重量,原則上配管時須保持閥桿與水平管路垂直。

2-4. 雙半平行式 (Double Disc Type)

雙半平行式是指閥內主體 (Disc) 由兩個外圍平行的半體組合,形成一個矩形閥內主體的設計。須阻截流路時,透過閥桿的向下推力,將閥內主體下壓,致其兩側互相平行的閥內主體承座(Disc Seat) 推向兩側閥本體承座 (Body Seat) 而密合,以達到關閉流路的目的。

2-5. 平行式 (Parallel Slide Disc Type)

此型式係在二邊互相平行的承座中間置入彈簧以組合成閥內主體,經彈簧反彈力的輔助,並利用管內流體壓力關斷流路為其設計的重點。由於此設計的兩側承座面互相平行,承座面與閥內主體貼緊的瞬間,閥內主體是平行移動,能減緩承座面的摺動,降低承座面的損傷,也會有穩定的封止與密合性。

3. 閘閥的優缺點

優點:

  1. 全開時,流路幾乎無阻力,壓力損失小
  2. 開關所需的操作力較小
  3. 良好的截斷能力

缺點:

  1. 閥內主體移動距離長,需較長操作時間
  2. 閥門內流體突然升溫,可能會有異常升壓的現象

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KITZ成立逾70年,具多國優良實績。除一般常見的各式閥門外,更研發低VOC、超低溫閥門等,諸多產品亦取得API、ISO等認證。近年收購德國Perrin、韓國CEPHAS等品牌,持續擴大產品類別。