一、工作原理

電動閘閥的工作原理基于閘板的升降運動來實現對管道流體的截斷和流通控制。其主要由閥體、閥蓋、閘板、閥桿、電動驅動裝置等部件組成。當電動驅動裝置接收到控制信號后，電機開始運轉，通過減速裝置將電機的高速旋轉運動轉化為閥桿的低速直線運動。閥桿與閘板通過螺紋連接，隨著閥桿的上下移動，閘板也相應地在閥座內做直線升降運動。

當需要開啟閥門時，電動驅動裝置驅動閥桿向上運動，帶動閘板逐漸離開閥座，閥座與閘板之間的通道逐漸打開，流體得以通過閥門，實現管道的導通；當需要關閉閥門時，電動驅動裝置驅動閥桿向下運動，使閘板逐漸下降并緊密貼合在閥座上，完全阻斷流體的流動，實現管道的截斷。在關閉過程中，閘板與閥座之間的密封性能至關重要，良好的密封可以有效防止流體泄漏。電動閘閥通常采用彈性密封或金屬密封結構，彈性密封一般采用橡膠、聚四氟乙烯（PTFE）等彈性材料作為密封件，利用彈性材料的彈性變形實現緊密密封，適用于低壓、常溫的工況；金屬密封則是通過金屬閥座和金屬閘板之間的精密加工和研磨，使兩者在接觸時形成金屬面密封，金屬密封具有耐高溫、高壓和耐腐蝕的特點，適用于高溫、高壓和強腐蝕性介質的工況。

二、結構特點

閥體結構：電動閘閥的閥體是閥門的主體部分，用于容納和引導流體流動，同時承受管道內流體的壓力和溫度。閥體通常采用鍛造或鑄造工藝制造，常見的材料有碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。閥體的設計應滿足強度和密封要求，根據不同的使用場景和介質特性，閥體的形狀有直通式和角式兩種。直通式閥體適用于直線管道系統，流體在閥體內的流動阻力較小；角式閥體則適用于需要改變流體流向的場合，如在一些管道分支或特殊布局的系統中。為了確保閥體與管道的連接可靠性，閥體的進出口通常采用法蘭連接、螺紋連接或焊接連接等方式。

閥蓋結構：閥蓋與閥體緊密相連，起到封閉閥體、防止流體泄漏的作用。閥蓋與閥體的連接方式有螺栓連接、焊接連接和壓力自緊式連接等。螺栓連接結構簡單，便于拆卸和維修，但在高溫、高壓工況下，需要注意螺栓的熱脹冷縮和緊固力的變化，以防止泄漏；焊接連接密封性能好，但拆卸困難，一旦出現問題維修成本較高；壓力自緊式連接則利用管道內流體的壓力使閥蓋與閥體之間的密封更加緊密，適用于高壓工況，其密封性能可靠，但結構相對復雜。閥蓋內部通常設有填料函，用于安裝填料，以防止閥桿處泄漏。填料一般采用石墨盤根、石棉盤根等材料，這些材料具有良好的密封性、耐磨性和耐高溫性能。

閘板結構：閘板是電動閘閥的關鍵部件，其結構形式和材料選擇直接影響閥門的密封性能和使用壽命。閘板的結構形式主要有楔式和平行式兩種。楔式閘板的密封面與閥座密封面成一定角度，通常為 5° 或 10°，這種結構在關閉時能夠產生一定的密封比壓，密封性能較好，適用于各種壓力和溫度的工況；平行式閘板的密封面與閥座密封面平行，適用于大口徑、低壓的工況，其優點是結構簡單，加工方便，但密封性能相對較弱。閘板的材料根據介質的性質和工況要求選擇，常見的有碳鋼、不銹鋼、硬質合金等。對于一般介質，碳鋼和不銹鋼材料即可滿足要求；對于高溫、高壓和強腐蝕性介質，通常采用硬質合金材料，如鈷基合金、鎳基合金等，這些材料具有優異的耐磨性和耐腐蝕性，能夠保證閘板在惡劣工況下的密封性能和使用壽命。

閥桿結構：閥桿是連接閘板和電動驅動裝置的部件，其作用是傳遞驅動力，使閘板實現升降運動。閥桿通常采用高強度的合金鋼制造，表面經過熱處理和精加工，以提高其耐磨性和耐腐蝕性。閥桿與閘板的連接方式有螺紋連接、鍵連接和銷連接等，螺紋連接是最常見的方式，具有結構簡單、連接可靠的優點。在閥桿的運動過程中，需要保證其直線度和垂直度，以確保閘板能夠準確地與閥座配合，實現良好的密封。為了防止閥桿在運動過程中受到外界因素的影響，如灰塵、雜質等，通常在閥桿處設置防護套或密封裝置。

密封結構：電動閘閥的密封結構包括閘板與閥座之間的密封以及閥桿與閥蓋之間的密封。閘板與閥座之間的密封是保證閥門截斷性能的關鍵，除了前面提到的彈性密封和金屬密封結構外，還可以采用組合密封結構，如在金屬密封的基礎上增加彈性密封墊，以提高密封性能和可靠性。閥桿與閥蓋之間的密封則通過填料函和填料來實現，填料的選擇應根據閥門的工作溫度、壓力和介質特性等因素進行綜合考慮。為了提高閥桿密封的可靠性，還可以采用波紋管密封結構，波紋管密封具有密封性能好、使用壽命長的優點，適用于對密封要求較高的場合。

三、性能參數

公稱壓力：電動閘閥的公稱壓力是指閥門在規定的基準溫度下允許的最大工作壓力，通常用 PN（MPa）或 Class（磅級）表示。常見的公稱壓力范圍從 PN1.0 至 PN100.0（Class150 至 Class2500）不等，不同公稱壓力的閥門適用于不同壓力等級的管道系統。在選擇電動閘閥時，需要根據管道系統的工作壓力來確定合適的公稱壓力等級，以確保閥門的安全可靠運行。例如，在一般的工業管道系統中，PN1.6 或 PN2.5 的閥門較為常見；而在高壓的石油、化工管道系統中，則可能需要使用 PN10.0 或更高公稱壓力的閥門。

公稱通徑：公稱通徑是指閥門與管道連接的名義直徑，用 DN（mm）或 NPS（英寸）表示。電動閘閥的公稱通徑范圍廣泛，從 DN15（NPS1/2）到 DN2000（NPS80）甚至更大，能夠滿足不同管徑的管道系統需求。公稱通徑的選擇應根據管道系統的流量要求和流體的性質來確定，較大的公稱通徑適用于大流量的流體輸送，而較小的公稱通徑則適用于小流量或對流量控制要求較高的場合。例如，在城市供水系統中，DN100 - DN500 的電動閘閥常用于主干道的供水控制；在工業生產中的一些精密計量管道中，則可能使用 DN15 - DN50 的小口徑電動閘閥。

適用溫度：電動閘閥的適用溫度范圍取決于閥體、閘板、閥座等部件的材料。一般來說，碳鋼材質的閥門適用溫度范圍為 - 29℃至 425℃；不銹鋼材質的閥門適用溫度范圍更廣，可達 - 196℃至 650℃。在高溫或低溫工況下使用時，應選擇相應耐高溫或耐低溫的材料，并采取適當的保溫或保冷措施。例如，在高溫的蒸汽管道系統中，需要使用耐高溫的碳鋼或不銹鋼材料制造的電動閘閥，并對閥門進行保溫處理，以減少熱量損失和防止燙傷；在低溫的液氮儲存和輸送系統中，則需要使用耐低溫的不銹鋼材料制造的閥門，并進行保冷處理，以確保閥門在低溫環境下的正常工作。

泄漏率：泄漏率是衡量電動閘閥密封性能的重要指標，它表示在規定的試驗條件下，閥門密封面允許的最大泄漏量。根據相關標準和規范，不同類型和等級的電動閘閥對泄漏率有嚴格的要求。一般來說，軟密封電動閘閥的泄漏率較低，可達到零泄漏；而金屬密封電動閘閥的泄漏率相對較高，但也應控制在允許的范圍內。在實際應用中，泄漏率的大小直接影響到管道系統的安全性和經濟性，因此在選擇和使用電動閘閥時，應特別關注其密封性能和泄漏率指標。

四、材料選擇

閥體材料：常用的閥體材料有碳鋼、不銹鋼、合金鋼、鑄鐵等。碳鋼具有成本低、強度較高的優點，適用于一般的工業管道系統，如輸送水、蒸汽、油品等介質；不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性，適用于腐蝕性介質和高溫、高壓工況，如化工、制藥、食品等行業；合金鋼則結合了多種金屬的優點，具有更高的強度、硬度和耐腐蝕性，適用于特殊工況，如石油、天然氣的開采和輸送；鑄鐵價格低廉，但強度和耐腐蝕性相對較弱，主要用于一些對壓力和腐蝕性要求不高的場合，如城市給排水系統中的低壓管道。

閘板和閥座材料：閘板和閥座直接與介質接觸，需要具備良好的耐磨性、耐腐蝕性和密封性能。常見的材料有碳鋼、不銹鋼、硬質合金、陶瓷等。對于一般介質，碳鋼和不銹鋼材料即可滿足要求；對于高溫、高壓和強腐蝕性介質，通常采用硬質合金材料，如鈷基合金、鎳基合金等，這些材料具有優異的耐磨性和耐腐蝕性，能夠保證閘板和閥座在惡劣工況下的密封性能和使用壽命；陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化學穩定性強等優點，適用于對密封性能要求極高的場合，但陶瓷材料的脆性較大，在使用過程中需要注意避免碰撞和沖擊。

閥桿材料：閥桿需要承受較大的軸向力和摩擦力，同時要具備良好的耐腐蝕性。常用的閥桿材料有合金鋼、不銹鋼等。合金鋼閥桿具有較高的強度和硬度，適用于高壓工況；不銹鋼閥桿則具有良好的耐腐蝕性，適用于腐蝕性介質的場合。為了提高閥桿的耐磨性和耐腐蝕性，表面通常進行鍍鉻、氮化等處理。鍍鉻處理可以在閥桿表面形成一層堅硬、光滑的鉻層，提高閥桿的耐磨性和耐腐蝕性；氮化處理則可以使閥桿表面形成一層氮化層，提高閥桿的硬度和耐磨性。

密封材料：密封材料的選擇對電動閘閥的密封性能至關重要。常用的密封材料有橡膠、聚四氟乙烯（PTFE）、石墨、金屬等。橡膠密封材料具有良好的彈性和密封性能，適用于低壓、常溫的工況，如在城市給排水系統中，橡膠密封的電動閘閥應用廣泛；PTFE 密封材料具有優異的化學穩定性、耐腐蝕性和低摩擦系數，適用于各種化學介質和高溫、高壓工況；石墨密封材料具有耐高溫、耐腐蝕性和良好的自潤滑性，適用于高溫、高壓和強腐蝕性介質的場合，如在石油、化工行業的高溫管道系統中，石墨密封的電動閘閥經常被使用；金屬密封材料則適用于高溫、高壓和對密封性能要求極高的場合，如在核電站的管道系統中，金屬密封的電動閘閥用于關鍵部位的截斷控制。

五、驅動裝置

電動閘閥的驅動裝置是實現閥門自動化控制的關鍵部件，它主要由電機、減速裝置、傳動機構、控制裝置等組成。

電機：電機是電動閘閥驅動裝置的動力源，常見的電機類型有普通異步電機、防爆電機、變頻電機等。普通異步電機結構簡單、價格低廉，適用于一般的工業環境；防爆電機則具有防爆性能，適用于易燃易爆的場合，如石油、化工、天然氣等行業；變頻電機可以通過調節電機的轉速來實現對閥門開啟和關閉速度的控制，適用于對閥門操作速度有要求的場合，如在一些需要快速截斷或調節流量的管道系統中。

減速裝置：由于電機的轉速較高，而閥門的開啟和關閉需要較低的速度，因此需要通過減速裝置將電機的高速旋轉運動轉化為閥桿的低速直線運動。常見的減速裝置有蝸輪蝸桿減速器、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器等。蝸輪蝸桿減速器具有結構緊湊、傳動比大、噪音低等優點，但效率相對較低；行星齒輪減速器具有傳動效率高、結構緊湊、承載能力大等優點，適用于大扭矩的場合；擺線針輪減速器則具有傳動比大、效率高、體積小等優點，在一些小型電動閘閥中應用廣泛。

傳動機構：傳動機構的作用是將減速裝置輸出的扭矩傳遞給閥桿，使閥桿實現上下移動。常見的傳動機構有絲桿螺母傳動、齒輪齒條傳動等。絲桿螺母傳動結構簡單、傳動平穩，但效率較低；齒輪齒條傳動則具有傳動效率高、動作靈敏等優點，適用于對閥門操作速度和精度要求較高的場合。

控制裝置：控制裝置是電動閘閥驅動裝置的核心部分，它用于接收和處理控制信號，控制電機的正反轉和轉速，從而實現對閥門的開啟、關閉和調節控制。控制裝置通常包括控制器、接觸器、繼電器、傳感器等部件。控制器可以是 PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（分散控制系統）或專用的閥門控制器，它根據預設的程序或外部輸入的信號來控制電機的運行；接觸器和繼電器用于控制電機的電源通斷，實現電機的正反轉和停止；傳感器則用于檢測閥門的位置、扭矩等參數，并將這些參數反饋給控制器，以便控制器對閥門的運行狀態進行實時監控和調整。

六、安裝與維護

安裝要點

在安裝前，應仔細檢查電動閘閥的型號、規格是否與設計要求一致，閥門的外觀是否有損壞，內部零部件是否齊全。同時，要對閥門進行清潔，去除表面的油污、灰塵和雜質。

安裝時，應確保閥門的安裝位置正確，進出口方向與管道系統的流向一致。對于大型電動閘閥，應設置專門的支撐，以避免閥門重量對管道系統造成影響。

連接閥門與管道時，應根據連接方式的要求進行操作。對于法蘭連接的電動閘閥，要確保法蘭面平整、清潔，密封墊安裝正確，螺栓擰緊均勻；對于螺紋連接的電動閘閥，要注意螺紋的配合精度和密封性能，可在螺紋處涂抹密封膠或纏繞生料帶；對于焊接連接的電動閘閥，要由專業的焊工進行焊接，確保焊接質量。

安裝完成后，應進行必要的調試和檢查，確保閥門的開啟和關閉靈活、順暢，密封性能良好。可通過手動操作閥門，觀察閘板的升降情況和密封面的貼合情況，如有異常應及時進行調整和處理。同時，要對電動驅動裝置進行調試，檢查電機的運轉是否正常，控制裝置的功能是否完善，閥門的位置反饋是否準確等。

維護要點

定期對電動閘閥進行外觀檢查，查看閥門表面是否有腐蝕、磨損、變形等情況。如發現閥門表面有銹蝕，應及時進行除銹處理，并涂抹防腐漆進行防護。同時，要檢查閥門的連接部位是否松動，如有松動應及時擰緊螺栓。

定期檢查閥門的密封性能，可通過壓力試驗或泄漏檢測等方法進行檢測。在進行壓力試驗時，應按照相關標準和規范要求，對閥門施加規定的試驗壓力，檢查閥門是否有泄漏現象。如發現密封性能下降，應及時檢查密封件是否損壞或老化，如有問題應及時更換密封件。

定期對電動驅動裝置進行維護，檢查電機的運轉是否正常，減速裝置的潤滑是否良好，傳動機構的磨損是否嚴重等。如發現電機有異常噪音、發熱等情況，應及時停機檢查，排除故障；對于減速裝置和傳動機構，應定期添加潤滑油或潤滑脂，以減少磨損，延長使用壽命。

定期對控制裝置進行檢查和維護，檢查控制器的程序是否正常，接觸器和繼電器的觸點是否有燒蝕現象，傳感器的工作是否可靠等。如發現控制裝置有故障，應及時進行維修或更換。同時，要定期對控制裝置進行清潔，防止灰塵、雜質等進入控制裝置，影響其正常工作。

七、應用領域

石油和天然氣行業：在石油和天然氣的開采、輸送、儲存和加工過程中，電動閘閥廣泛應用于各種管道系統。例如，在油井的井口裝置中，電動閘閥用于控制原油和天然氣的流出；在長輸管道中，電動閘閥用于截斷管道內的流體，以便進行管道的維修和保養；在煉油廠和天然氣處理廠中，電動閘閥用于控制各種工藝介質的流動，確保生產過程的安全和穩定。

化工行業：化工行業的生產過程涉及到大量的腐蝕性介質和高溫、高壓工況，電動閘閥憑借其良好的耐腐蝕性能和密封性能，在化工管道系統中發揮著重要作用。例如，在化工原料的輸送管道中，電動閘閥用于控制原料的流量和流向；在化學反應釜的進出口管道上，電動閘閥用于控制反應物料的進出，確保化學反應的順利進行；在化工產品的儲存和運輸過程中，電動閘閥用于控制產品的裝卸和輸送。

電力行業：在火力發電、水力發電和核能發電等電力生產過程中，電動閘閥用于各種蒸汽、水、油等介質的管道系統。例如，在火力發電廠的蒸汽管道中，電動閘閥用于控制蒸汽的流量和壓力，確保汽輪機的正常運行；在水力發電廠的水輪機進水管道上，電動閘閥用于控制水的流量，調節水輪機的出力；在核電站的冷卻劑管道中，電動閘閥用于控制冷卻劑