低温闸阀

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低温闸阀是一种专门用于低温介质（如液化天然气LNG、液氮、液氧等）的阀门，其工作原理和设计需适应极低温度（通常低于-40℃甚至-196℃）的工况。以下是其核心原理和特点：

1. 基本工作原理

– 闸阀结构：

通过闸板（楔形或平行式）的垂直升降来控制流体的通断。闸板由阀杆带动，手轮或执行机构驱动阀杆旋转，转化为闸板的直线运动。

– 开启：

闸板完全提起，通道畅通，流体阻力极小。

– 关闭：

闸板压紧阀座，形成密封，切断介质流动。

– 低温适应性：

在低温下，材料收缩、密封性能变化是主要挑战，因此设计需特殊优化。

2. 低温环境下的关键技术

（1）材料选择

– 阀体与闸板：

采用低温韧性好的材料，如奥氏体不锈钢（304L、316L）、镍基合金（Inconel）等，避免低温脆裂。

– 阀杆：

高强度不锈钢或沉淀硬化钢，防止变形。

– 密封材料：

聚四氟乙烯（PTFE）、石墨等低温下仍保持弹性的材料。

（2）延长阀盖设计

– 作用：

通过加长阀盖（延伸颈）使阀杆操作部位远离低温介质，避免填料函冻结，同时保持填料在常温下工作。

– 保温：

阀盖可包裹保冷材料（如聚氨酯泡沫），减少冷量传导。

（3）双重密封与泄压

– 主密封：

金属密封（如不锈钢阀座）与软密封（PTFE）结合，确保低温下的气密性。

– 阀腔泄压：

阀门关闭后，阀腔内可能因介质汽化升压，需设计泄压孔或自动泄放结构。

（4）防冻结与干燥

– 干燥氮气吹扫：

阀腔填充干燥氮气，防止水分凝结结冰。

– 防火设计：

部分低温闸阀需符合防火标准，在火灾时仍能密封。

3. 典型应用场景

– LNG输送系统：

液化天然气管道、储罐进出口。

– 空分设备：

液氧、液氮的低温管路。

– 航天燃料系统：

液氢、液氧推进剂控制。

4. 与普通闸阀的区别

| 特性 | 低温闸阀 | 普通闸阀 |

5. 维护要点

– 定期检查密封性：

低温易导致密封材料老化。

– 避免杂质：

介质中的颗粒可能损伤闸板密封面。

– 操作平稳：

低温下快速启闭易产生水击或密封磨损。

总结

低温闸阀通过材料优化、延长阀盖、双重密封等设计，解决低温收缩、泄漏和操作冻结等问题，确保在深冷环境中可靠切断介质流动。其核心原理与普通闸阀相似，但需针对低温工况进行全方位适应性改进。

低温阀

核心结构与工作原理

低温环境适配性

优势与典型应用