刀閘閥也被稱為刀型閘閥。20世紀70年代,國內在礦山、電廠行業(yè)輸送煤漿、礦漿的管道上,還采用普通的閘閥。由于漿料的特殊性,使用普通的閘閥不能很好地滿足其工況要求,易造成渣料沉積,使閥門難以啟閉,甚至堵塞,此問題一直沒有得到很好的解決。20世紀80年代后我國引進了刀閘閥制造技術及有關設備,生產出電動、氣動和手動的刀閘閥。在近幾十年的時間里,刀閘閥結構形式及特征又在吸收和消化國內外先進技術基礎上對閥體結構、密封形式、驅動裝置及電氣控制方面做了進一步更新。使其應用范圍從普通領域擴展到了更為廣闊的各行各業(yè)。從礦山電廠的選煤、排矸、排渣,發(fā)展到了城市的污水處理及造紙廠紙漿處理,從一般的工業(yè)管道發(fā)展到了食品、衛(wèi)生、醫(yī)藥等專業(yè)管道系統(tǒng)。超薄型的刀閘閥以其體積小、流阻小、重量輕、易安裝、易拆卸等優(yōu)點徹底解決了普通閘閥、平板閘閥、球閥、截止閥、調節(jié)閥、蝶閥等類閥門的流阻大、重量大、安裝難、占地面積大等的疑難問題。刀閘閥出現(xiàn)后,大量的通用切斷和調節(jié)類閥門已被刀閘閥所取代。

操作原理與結構特點

刀閘閥主要由閥體、閘板、閥桿,閥座和密封填料等部分組成,如圖1所示。該閥適用于泥漿和含纖維材料等介質中,其刀刃形閘板可以切斷介質中的纖維材料。

動作原理:當閥門需關閉時,順時針轉動手輪,閥桿開始下降并使閘板下移,繼續(xù)轉動手輪,閥桿推動閘板下降,將閘板推移到關閉位置,這時閘板面已完全覆蓋通道,同時閘板在底部楔形刀口楔緊力的作用下,使得閘板面擠壓密封圈,從而起到密封作用。開啟時,逆時針轉動手輪時,閥桿帶動閘板向上運動,閘板移動離開密封圈,閥桿繼續(xù)提升閘板（同時也使密封圈恢復彈性疲勞狀態(tài),從而提高了密封圈的使用壽命）,使閘板離開密封面至通徑頂部位置時,即刀閘閥開到全通位置。

圖1：刀閘閥

1—閥體;2—閘板;3—閥座;4—填料;5—螺栓; 6—螺母;7—填料壓蓋;8—銷軸;9—閥桿; 10—支架;11—閥桿螺母;12—軸承;13—軸承壓蓋;14—手輪;15—鎖定螺母;16—緊定螺釘

刀閘閥具有以下優(yōu)點:

①結構簡單由于采用對夾式結構,該閥與普通閥門比較,具有體積小、重量輕的優(yōu)點,安裝位置不受限制,便于布置,因占地方或空間較少,對減少廠房面積,降低建筑層高,節(jié)約基建投資有著積極的意義。

②流體阻力小該閥完全敞開的通道如一個短管節(jié),閥壁平滑,防止了介質在閥內沉積,因此啟閉操作靈活,無卡阻現(xiàn)象,不易堵塞。

③耐磨、耐蝕及密封性好閘板是根據(jù)介質性質選用不同材質的不銹鋼制成的,閥內可采用橡膠密封圈,保證了閥門的良好密封性。通過運行試驗證明,該閥使用壽命長,是普通閥門的3~4倍。

④適用范圍廣泛刀閘閥系列產品規(guī)格多種多樣,便于選用,不僅可以用在污水污泥處理工程上,也可用于煤炭、冶金、造紙、化工、發(fā)電、制糖等行業(yè)。

⑤安裝簡單維修方便本閥采用對夾連接,即將閥門夾在管道兩個法蘭之間,用螺栓穿過法蘭及閥體的螺栓孔加以固定。

⑥經濟效益好由于這種閥門使用壽命長,可降低日常維修費用,減少了因閥門堵塞而需要拆換所影響的生產時間,直接和間接的經濟效益是明顯的。

刀閘閥可認為是平板閘閥的衍生品。刀刃形閘板不僅薄,而且兩面非常平滑,有良好的導向性能,閥座一般是鑲嵌在閥體上的,通道與閥門口徑一致,呈軸向設置,以保證閘板在介質壓力作用下壓向閥座,實現(xiàn)密封。薄片閘板,使閥體變得相當緊湊,鑄體在外形上類似于帶凸耳的閥體。因為閘板開啟中要穿過閥體的頂部,所以安裝閥門的螺栓不能穿透所有凸耳,而兩凸耳之間受閥門結構長度限制,又沒有安裝螺母的空間,為了使所有緊固件相同,一般凸耳采用帶螺紋盲孔。這種緊湊的短結構閥體,不僅節(jié)省材料和閥門的安裝空間,同時也增加了閥門的耐用性。

刀閘閥的通道是平滑的且為全通徑設計,流體阻力系數(shù)小,壓力損失少,從而具有很高CV 值,非常適合黏性物質和帶固體殘渣的液體。刀刃閘板能有效切斷膏狀物,蠟、纖維和紙漿等介質,并有效密封。閘板完全由密封填料包圍而且不觸及閥體,遇極端壓力和轉矩造成的閥體的變形,只會壓緊密封填料,而不會導致閘板卡滯。

刀閘閥大規(guī)模生產的規(guī)格從DN50~600（NPS2~24）,大可達DN1800（NPS72）,較為常用的閥體材料包括鑄鐵、鑄鋼和不銹鋼。奧氏體不銹鋼一般應用于DN50~600（NPS2~24）。結構鋼閥體的閥門規(guī)格在DN50~1050（NPS2~42）。異種合金制造的刀閘閥也較為常見,如合金20,哈氏合金B(yǎng)和哈氏合金C等。為了提高閥門的耐腐蝕和侵蝕性能,還可以采用全襯橡膠結構。閘板一般采用不銹鋼材料。支架一般是鑄鋼件,某些情況下也有選擇不銹鋼。軸承或閥桿螺母一般采用銅合金。

閥門可配備標準法蘭和螺栓緊固件,但壓力限制會遠低于正常法蘭額定值,例如帶有ASME B16.5 Class150法蘭面的閥門,額定值只能限制到3.5~10bar。用于固體輸送、泥漿和紙漿漿料以及干燥顆粒工況的額定值,一般限制在閥體材料壓力額定值的50%。