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蝶阀设计与选型   发布时间:18-06-20



摘要:讨论了蝶阀设计中应注意的流阻,强度,刚度和结构等问题。提出了选择蝶阀时应考虑的温度,压力,密封和材料等方面的建议。

1概述
蝶阀是给排水管道系统的重要设备。随着工业技术的进步,对蝶阀的结构和性能提出了不同的要求。因此,在设计和选型时,应根据工作条件及其类型,材料和连接方式进行合理选择。

2设计
2.1结构

蝶阀的关闭部分(蝶形)位于介质的中间。设计中应考虑对流阻力的影响。

关于大直径蝶形盘的结构,AWWA C504(美国水工协会标准)规定盘不应有横向肋,其厚度不应大于杆直径的2.25倍。
蝶板的正面和出口面应该流线型。
内部螺丝不能伸出到蝶形板外面以避免增加水面积。
为了降低流动阻力,国外公司生产的蝶阀使蝶板成型为铁饼,公司也使小蝶阀的蝶阀非常薄,而用于水电管网的蝶阀当蝶阀处于完全打开位置时具有偏转器。全部减少流动阻力。中国JB / T 53171-1999标准还包括国际标准ISO / TC 153 / SC1GT8-37的流阻和流量系数(见表1),表明流阻是一个重要指标。

《表 1》蝶阀的 C (Kv)、K (ξ) 值

公称通径 DN
mm
公称压力 PN/MPa
小于 1620.25
C (Kv)K (ξ)C (Kv)K (ξ)
405064402.56
50801.33452.37
651501.271201.98
802501.052001.64
1004001.003001.78
1256500.924501.93
15010000.818001.26
20019000.7115001.14
2503100036525001.00
30047000.5936001.00
35067000.5354000.82
40090000.5170000.84
450115000.5095000.73
500140000.50120000.69
600210000.47180000.64
700300000.43250000.61
800410000.39350000.53
900530000.37460000.50
1000670000.35580000.48
12001000000.35870000.44
2.2橡胶密封件

有时橡胶蝶阀的使用寿命很短,这与橡胶质量和密封面的宽度有关。橡胶密封蝶阀的密封圈应采用优质橡胶材料制造,在冲压成型时应遵循工艺规范,不能增加硫化温度,缩短时间,否则容易造成密封圈老化和开裂。带橡胶密封圈的金属密封面应有足够的宽度,否则橡胶密封圈不易嵌入。另外,阀体和阀瓣的形状和位置公差,对称性,精度,光洁度,密封圈的压力等也都会影响橡胶密封圈的使用寿命。



2.3刚度

刚性是蝶阀设计中的一个重要问题。它与蝶板,阀杆和连接等因素有关。

(1)阀轴尺寸阀轴尺寸在AWWA C504中规定。阀轴尺寸不能满足要求,可能会有刚度不足,反向密封泄漏,开启扭矩等现象。轴的刚度与1 / EI有关。也就是说,为了提高刚度和减少变形问题,我们应该从改进EI开始。 E是弹性模量。一般来说,钢材之间的差异并不大。所选材料对刚度影响不大。我是惯性的时刻,这与轴的截面尺寸有关。阀轴的尺寸通常是扭曲和扭曲的在计算中,不仅与扭矩有关,而且主要与弯矩有关,特别是大直径蝶阀的扭矩远大于扭矩。

(2)轴孔配件在以前的AWWA C504型号中,蝶阀轴是直通轴。在1980年版本之后,有人提出可以制造两个短轴。 AWWA C504和GB12238规定,轴和孔的嵌入长度应为1.5d。日本蝶阀的轴向尺寸规定了阀门内缘与蝶板支撑端之间的间隙(C值)。一般来说,它与口径的大小有关,在25〜45mm之间,这意味着最小化轴支架之间的距离(C值)可以减少轴的弯矩和变形。

(3)蝶板结构蝶板结构与刚度有直接关系。因此,除平板形状之外,通常将其制成罐形或桁架形状。简而言之,就是增加该部分的惯性矩以增加刚度。

(4)身体结构大直径蝶体的设计也存在刚性问题。一般来说,有环形条和横条。事实上,横杆只会增加稳定性,不应该太多,主要是环形条。如果可以加入肋条,则刚性更好,但是存在加工性差的问题。

2.4自润滑轴承

蝴蝶板上大部分或全部中等压力通过轴传递到轴承,因此轴承起着非常重要的作用。一些国外的蝶阀旋转很轻,小直径的阀门可以旋转一个手指,但一些国产蝶阀的旋转很重,这除了同轴度,对称度,加工精度,光洁度和填料质量外,还是一个重要因素是套筒材料的润滑性。 AWWA C504标准规定,安装在阀体内的衬套或轴承应该是自润滑材料。衬套有减少摩擦的润滑问题,不会生锈。没有衬套,即使阀轴是不锈钢,阀体也有生锈和粘胶问题。使用袖子也可以增加刚性。

2.5轴和蝴蝶板连接

小直径蝶阀轴和蝶板采用键或花键连接为宜,也可以采用多边形轴连接或销轴连接,大直径蝶阀轴和蝶板采用键或锥销等连接方式。目前,轴与蝶板之间通过引脚连接更多。在恶劣的工作条件下,连接销被损坏。这主要是由于制造原因造成的,其中匹配精度不好,针脚尺寸选择不当,针脚硬度不够,或者材料不适合应引起重视。大型蝶阀轴和蝶板在计算中,不仅与扭矩有关,而且主要与弯矩有关,特别是大直径蝶阀的扭矩远大于扭矩。

(2)轴孔配件在以前的AWWA C504型号中,蝶阀轴是直通轴。在1980年版本之后,有人提出可以制造两个短轴。 AWWA C504和GB12238规定,轴和孔的嵌入长度应为1.5d。日本蝶阀的轴向尺寸规定了阀门内缘与蝶板支撑端之间的间隙(C值)。一般来说,它与口径的大小有关,在25〜45mm之间,这意味着最小化轴支架之间的距离(C值)可以减少轴的弯矩和变形。

(3)蝶板结构蝶板结构与刚度有直接关系。因此,除平板形状之外,通常将其制成罐形或桁架形状。简而言之,就是增加该部分的惯性矩以增加刚度。

(4)身体结构大直径蝶体的设计也存在刚性问题。一般来说,有环形条和横条。事实上,横杆只会增加稳定性,不应该太多,主要是环形条。如果可以加入肋条,则刚性更好,但是存在加工性差的问题。紧急切断阀

2.4自润滑轴承

盘上大部分或全部中等压力通过轴传递到轴承,因此轴承起着非常重要的作用。一些国外的蝶阀旋转很轻,小直径的阀门可以旋转一个手指,但一些国产蝶阀的旋转很重,这除了同轴度,对称度,加工精度,光洁度和填料质量外,还是一个重要因素是套筒材料的润滑性。 AWWA C504标准规定,安装在阀体内的衬套或轴承应该是自润滑材料。衬套有减少摩擦的润滑问题,不会生锈。没有衬套,即使阀轴是不锈钢,阀体也有生锈和粘胶问题。使用袖子也可以增加刚性。

2。5轴和蝴蝶板连接

小直径蝶阀轴和蝶板采用键或花键连接为宜,也可以采用多边形轴连接或销轴连接,大直径蝶阀轴和蝶板采用键或锥销等连接方式。目前,轴与蝶板之间通过引脚连接更多。在恶劣的工作条件下,连接销被损坏。这主要是由于制造原因,其中匹配的精度不好,针脚尺寸不合适,针脚硬度不够,或材料不合适。小心。大型蝶阀轴和蝶板可通过特殊方法连接。

2.6结构长度

蝶阀的长度已经发展成为一个小系列,但这种做法必须谨慎。因为结构的长度太短,所以对强度有影响。国际标准规定了法兰蝶阀的短串联结构的长度,但不能缩短高压阀门结构的长度,否则会引起问题,特别是铸铁等脆性材料。

3可选
3.1类型

蝶阀具有单偏心,斜板式,中心线式,双偏心和三偏心等不同结构。介质压力通过蝶板作用在阀轴和轴承上。因此,当高压小直径流动阻力大时,蝶板的轴直径和厚度相应地增加。如果使用闸阀和球阀或截止阀,则密封和流动阻力等分析比使用蝶阀更合适。

近年来,水系统中软密封闸阀的出现改善了闸阀易沉降的缺点。其流阻较小,可以在线维护。它适用于中小型机芯,并已逐渐应用。

3.2密封对

金属密封蝶阀的主要优点是密封可靠,寿命长,耐高温,无损伤,高承压能力。因此近年来得到了越来越多的应用,尤其是工程系统的关键部件。如果设计制造精良,橡胶软密封蝶阀可以很好地密封,且大口径易于在线更换。但橡胶存在老化问题,只能在低温条件下使用,因此广泛应用于自来水和供水系统。

外部金属密封蝶阀也用于火力发电厂的泵站,冷凝器,抽气系统和热交换系统。核电站也用于隔离压力壳体,喷淋系统和盐水等,蒸汽精制系统中的油隔离,以及蒸汽供应阀门,脱硫系统和尾气处理,热裂解和催化单元。还有石化厂,低温技术,灌浆和造纸系统。

对于中等中压工况,最好使用金属密封蝶阀。对于阀门可靠性要求高,使用寿命长,不应长期更换的阀门,也应使用金属密封蝶阀。

对于用于常温水的阀门,如果不是很苛刻,长期不替换或更换不方便的地方,应采用蝶阀的软密封结构。如果可以确保橡胶的质量,则用于大口径蝶阀阀门仍然应该由橡胶座蝶阀控制。

4。结论
新技术,新材料的不断涌现,将增加蝶阀的结构性能,扩大蝶阀的使用范围,并对蝶阀的设计和选型提出了更新的要求。



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