手動截止閥的設計分析

手動截止閥閥體是閥的主要承壓部件，并且容納閉合元件。截止閥內的流動通道被設計成具有光滑的圓弧內壁而沒有尖銳的角和尖棱，這樣可提供一個不產生異常湍流及噪音的平穩工藝流動。流動通道本身必須具有恒定的面積以避免產生任何附加的壓力損失和過高的流速。截止閥具有較寬的兩個端部連接，因此閥體可適用于幾乎每一種的端部連接，盡管為適應無法蘭結構其面對面尺寸太長（螺栓連接兩個管線法蘭之間的閥體，這在旋轉閥中是常見的）。對截止閥來說，不匹配的端部連接也是可以的。

    手動截止閥的閥芯是大于準確位置的一個閉合元件（因為節流閥大于恰好打開或關閉的位置，但是倒不如說閥芯是調節元件），他使閥門按照流動特性和閥的位置改變流率。典型的閥芯由兩個關鍵零件組成：閥芯，他是調節元件的凸模部分；閥座環，他是凹模部分。閥芯插入閥座環的部分叫做閥芯頭，而通過截止閥頂部伸出的部分叫做閥芯桿。在閥芯桿的頂部上車有絲扣以便與首輪機構相配合。單調座閥芯的主要優點是其嚴密關閉的可能性（在某些情況下，可達到優于閥門*大流量的0.01%）。這種情況是由于手動操縱器的力直接作用于支座表面而造成的。

    在手動截止閥中可是喲個兩種尺寸的閥芯：全閥芯，他是*常用的并涉及到閥座環的面積，該面積在截止閥特殊尺寸內可通過*大流量。另一方面，當希望閥門節流到較該尺寸閥門額定流量為少時，則使用縮徑閥芯。如果使用全閥芯時，必須在較小的增量情況下對閥座節流關閉，但這是用手操縱器難以獲得的。優先的辦法是使用小的閥座直徑和相匹配的旋塞，他叫做縮徑閥芯。

    閥帽是頂部工件的一個重要元件，并作為承壓零件為閥體提供了帽或蓋。一旦它被安裝在閥體上，他被閥帽或閥體的墊片所密封。他也用填料盒密封閥芯桿，填料盒包括一系列的填料環、壓蓋或導向蓋。填料間隔套以及抗擠出環，用以防止工藝介質向大氣的少量泄漏。安裝在填料盒上面的是壓蓋法蘭，他用螺栓與閥帽頂部連接。當壓蓋法蘭螺栓已擰緊，填料被壓縮并密封閥桿和閥帽孔。　　

    保持閥芯頭與閥座環對中，對于嚴密關閉是重要的。為維持這種對中，可使用兩種導向機構之一：雙頂部閥桿導向器或閥座導向器。雙頂部閥桿導向器使用兩個閉合配件在填料盒兩端進行導向一保持發型和閥座環同心。這些導向器可整體的由與旋塞相容的金屬制成，以避免金屬擦傷，亦可使用彈性體或石墨襯套。兩個導向器的結構應盡可能的遠離以避免由工藝流體作用在閥芯頭所造成的側向運動。導向器、閥帽孔和執行閥桿必須保持在關閉時的容許偏差內以維持一個配合，此配合將造成平穩直線運動而無約束和濺出的液體。　

    另外一種常用手動截止閥的導向型式是閥座導向結構。此處閥芯桿是由一個上導向器支撐（它的作用如同填料壓蓋）。閥芯頭延伸部分的外部直徑，作為第二個導向表面，對閥座進行導向。這意味著下部導向器表面留在物流層之內，所以工藝介質比較清潔。閥芯頭的靠下部分具有開孔，該開孔在閥座開啟過程中使物流運動通過閥芯頭到達閥座。改變這些開孔的尺寸和形狀、就會影響到縮減流量和流動特性。因為上導向器和下導向器之間的長度位于*大長度，因此由于工藝物流造成的側向旋塞運動不是一個問題，而且這種類型的導向器所要求的容許偏差，不像雙頂部閥桿導向器的那樣嚴格。這種結構降低了操作中的閥芯任何振動的機會。當閥芯和閥座有相同材料制成時，在長期或頻繁的操作中可能發生金屬表面磨損。高溫可導致熱膨脹和抱勞。

    閥芯的金屬支座表面設計成與閥座環的金屬支座表面相互匹配，但其接觸角度略有不同。正常情況下，閥芯具有一個比閥座環錐度較大的角度。這種環形的不相匹配保證了一個窄點的接觸，是全部操作器的軸向力僅僅傳遞到閥座的一小部分，因而得到了金屬對金屬接觸的*嚴密關閉的可能性。在大多數結構中，手動截止閥的閥座環是用螺紋擰入閥體的。又是在有限的空間內要求用工具旋轉閥座環。對于帶螺紋的閥座也有某些缺點：首先，在腐蝕或苛刻的工況下，螺紋會被腐蝕，使得拆卸困難，第二，在閥芯和閥座之間的對中找正時，需附加的研磨步驟以得到所需要的閥門關閉。第三，在存在振動情況時，閥座環在關閉位置處不能被旋塞保持就為，是因為閥座環*終可能松動并通過閥座墊片產生泄漏或閥座表面不對中。

    某些截止閥要求鼓泡嚴密關閉，這用金屬對金屬密封是達不到的。為完成這些，在閥座環中可嵌入彈性體。在這種情況下，閥座環是兩部分結構，即在兩個半邊之間嵌入彈性體。金屬旋塞表面壓向閥座環軟支座表面，如閥芯和閥座環表面是同心的，就能得到雙重嚴密的關閉。某些制造商也在閥芯內嵌入彈性體已得到相同效果。