截止阀球形阀瓣设计.pdf

2 0 0 1 年第 4 期 阀 门 文章 编号 ：1 0 0 2 5 8 5 5 c 2 0 0 1 】0 4 0 0 1 1 0 2 截止阀球形阀瓣设计 张 清双 长春 高 中 压 阀门 有限 公 司 ，吉 林长 春 1 3 0 0 2 2 ) 摘要阐述 j高性 能截 止 阀的 结构特 点及 I作原理 。介 绍 j球 开 j 闷瓣I作 行程 的计 算 公 式 。 关 键 词截 止阃 ；球 形 阀瓣 ；设 计 中圉 分类 号 ：T H1 3 4 文献 标识 码 ：A De s i g n o n gl o be di s k of s t o p v a l v e Z HANG Qi n g s h u a n g ( C h a n g c h u n Hi g h a n d Mi d d l e p r e s s u r e Va l v e C o ，C h a n g c h u n 1 3 0 0 2 2 ，C b J r ) Ab s t r a c t ： Th i s a r t i c l e e l a b o r a t e s t h e s t r u c t u r a 1 f e a t u r e a n d o p e r a t i n g p r i n c i p l e o f t h e h i g h p e r f o r ma n c e s t o p v a l v e a n d t o i n t r o du c e t h e c a l c u l a t i v e f o r m u l a s o f wo r k i n g mo v e me n t o f t h e g l o be d i s k Ke y wo r d s：s t o p v a l v e ；g l o b e d i s k； d e s i g n l 概 述 截止 阀是广泛 应用于 化工 、制 药及 电力等 行业 的一种通用 阀门。 由于通用截 止阎 的阎杆 与阎盖密 封采用填 料结构 。而随着 填料在 使用 过程 中润 滑剂 的流 失。纤 维 的萎缩 。磨损 ，化 学侵蚀 ，受热分解及挤 压等 引起 的填 料体积 减 小，必然在 填料 函处 产 生外 泄漏 。另一 方 面 。 通 用截止 阀采用 的平面密 封结构 。使阀门 的开 闭力较大 ，密封面容易划 伤 。导致密 封部位 产 生 内泄漏 。所 以，在有毒 、易燃及 环保要求严 格的工 况， 通 用截 止 阀 已不 能 满 足 用 户 的 需 求。针对这 一 问题 ，研制 了球形 阀瓣截 止 阀。 2 结 构特 点 截 止 阀 ( 图 1 )的阀杆密 封 采用 金属 波 纹 管，波 纹管 上 方 设 有 填 料 函。 阀 瓣 为 金 属 球 体，与 阀座 的接 触为线密 封 ，固而所 需的 密封 力小。 阀门启闭时 ，在介质 压力 的作 用下 。球 体 可 以 自由运动， 以保证 每次关 闭 阀门时都能 够 得到一个 新的密封 面。 由于 球形 阀瓣在 阀 门 关 闭时可 以 自动对 中，解 决 了 由密封面 的磨损 及 擦伤等原 固所造成 的阀门 内泄漏 问题 。 阎杆密 封采用金属 波纹管 ，上端 焊在 波纹 管座上，下端焊 在下 阀杆上 波 纹管 使介 质与 外部 处于 隔离 状 态彻底 解 决 了 外 泄漏 问题。 为 使密封更 可靠，还 采用 了填料辅助 密封结构。 当波纹管失 效 时，填料 可 以起 到 密封 作用 。防 止发 生意外事故 。下 阀杆 的上密 封部 位还起 到 限制行程的作 用，防止波 纹管元 件 的变形超 过 其 自身的限度而导 致波纹管过早 的损坏。 3工 作 原理 逆时针旋转 手轮 时，上阎杆 做螺旋 上 升运 动 。由于上阎杆和 下阎杆连接部位有滚 动钢珠， 所 以下阎杆做 直线上 升运动 。带 动夹 球器 和球 形 阎瓣 上 升，阀 门开 启 。顺 时 针 旋转 手 轮 时， 作者窀开 ：张清飘 1 9 7 1 一) ，男，吉林榆树。助理工程师，主要从事阀门设计及研究工作 。 维普资讯 http:/www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436 阀 门 2 0 0 1 年第 4期 上 阀杆做螺旋 下 降运动 ，下 阀杆做 直 线下 降运 动 ，球形 阀瓣和夹球器一起下降，阀门关 闭。 1 球形 阿瓣2 夹球 器3 波纹 管4 波 纹 管座 5 上舟杆6 滚动钢球7 下阿杆 图 1 高 性 能截 止 阎 4 阀瓣行程 对于 波纹 管 密封的 阀门，阀瓣 的工 作行程 直接 影 响着波 纹管 元件 的长度 。波纹管 元件过 长，不仅 增加 阀 门的总体高度 ，还 会 降低 波纹 管 元件 的失稳 压力 ，即降低 密封 结构 的压力 承 载性 能。所 以工 作行 程影响着波纹 管 的使用 寿 命 。但工 作行程 过小 ，阀瓣 受到介 质的 冲蚀就 大 ，影响 阀门的性能 。球形 阀瓣 的工 作行 程既 取决于 阀座 内径( 即公 称通 径 ) ，叉 取决 于 球 形 阀瓣 的球半径( 图 2 ) 。 截止阀的阀座直径通常取与阀门公称通径相 同的数值，以达到与公称通径等效的阀门流通面 积，因此阀门的横截 面积 即主通 道横 截 面积 A 等于 阀门的流通面积 ( 圆台 B C的侧面积 ) A A = R 整 理 得 R ： 三 查 。 昨 +S 一2 R P S s 其 中 c 8 0c o 1 8 0 一 - a r cs i n 】 一o s l J 式 中 R P 球形 阀瓣 的球半径 ， mm Rs 阀座 半径 ， mm s 球形 阀瓣工 作行 程。 r a m 图 2阎瓣 行 程 通 过求解 以 s为 未知数 的一 元四次方程 ， 即 得到相应规格阀门的工作行程。 5 结语 正 确计算球形 阀瓣 的工作行 程，为选 择波 纹管长度 和计算波 纹管力 学性能提 供 了准 确的 依据 。截 止阀达到 了零泄漏 ，适合 于易燃 、有 毒的工况 中。该 阀已在生 产中应用 ，并受 到用 户的好评 。 参考文献 【 1 杨源泉阀 门设 计手册 M 北京：机械工业出版 社 1 9 9 2 2 沈陌阿门研究所阿门设计 z 沈阳 ：1 9 7 8 3 国外舟门科技文献选编( 三) z 沈 阳：沈阳阿门 研 究 所 ，1 9 9 3 4 王孝晨等 不锯镪 阿门的设计 与制造 M 北京 ； 原子 能 出版社 1 9 8 7 5 第二研 究设 计院 泵 阿组不锈 铜 渡纹 管 阀门 手册 【 咖北 京 ：原子 能 出版 社 1 9 8 o f 址稿 日期 ：2 0 0 0 1 2 J 0 ) 维普资讯 http:/www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436