截止阀基础知识与设计计算讲课教案.ppt
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1、截止截止阀基基础知知识与与设计计算算目录目录 1 1 截止阀基础知识、典型结构及工作原理截止阀基础知识、典型结构及工作原理 1.1 1.1 阀门的定义阀门的定义 1.2 1.2 截止阀结构特点截止阀结构特点 1.3 1.3 截止截止阀类型阀类型 1.4 1.4 截止截止阀用途阀用途 2 2 截止阀设计计算截止阀设计计算 2.1 2.1 零件设计:零件设计:2.1.1 2.1.1 阀座密封面设计阀座密封面设计 截止基础知识及设计计算截止基础知识及设计计算v2.1.22.1.2阀瓣设计阀瓣设计v2.1.32.1.3阀体设计阀体设计v2.1.42.1.4阀盖设计阀盖设计v2.1.52.1.5阀杆设计
2、阀杆设计v2.1.62.1.6装配设计装配设计v2.22.2截止阀设计计算:截止阀设计计算:v2.2.12.2.1阀瓣厚度计算阀瓣厚度计算v2.2.22.2.2阀体壁厚计算阀体壁厚计算v2.2.32.2.3阀座密封比压计算阀座密封比压计算v2.2.42.2.4阀杆操作力计算阀杆操作力计算v2.2.52.2.5活接螺栓及填料压板强度计算活接螺栓及填料压板强度计算v附录:密封原理附录:密封原理1.截止阀基础知、典型结构及工作原理截止阀基础知、典型结构及工作原理v1.11.1阀门的定义阀门的定义v用来控制管道内介质的,具有可动的机械产用来控制管道内介质的,具有可动的机械产品的总体(品的总体(见见GB
3、/T21465-2008 2.1GB/T21465-2008 2.1)v阀门是在流体系统中,用来控制流体的方向、阀门是在流体系统中,用来控制流体的方向、压力、流量的装置。压力、流量的装置。v阀门是使配管和设备内的介质(液体、气体、阀门是使配管和设备内的介质(液体、气体、粉末)流动或停止、并能控制其流量的装置。粉末)流动或停止、并能控制其流量的装置。1.2截止阀结构特点 一般来说,截止阀由阀体、阀瓣、阀盖、阀一般来说,截止阀由阀体、阀瓣、阀盖、阀杆等组成。如下图,阀体、阀盖为承压件,阀杆等组成。如下图,阀体、阀盖为承压件,阀瓣、阀杆为内件。典型的螺栓连接阀盖截止阀瓣、阀杆为内件。典型的螺栓连接阀
4、盖截止阀结构如下图。结构如下图。截止阀典型结构图截止阀典型结构图图图1 J41H150Lb-3”法兰连接手动截止阀法兰连接手动截止阀1.3截止阀类型v1.3.1按流道形状分:直通型、直流型和角式流道图2直通式截止阀J41H16C-150图3 直流式截止阀(Y型截止阀)J65Y160P-100 图4 角式截止阀 J44H25-801.3.2 1.3.2 其它分类方式:双阀瓣截止阀、其它分类方式:双阀瓣截止阀、Z Z型截止型截止阀、针形截止阀、三通截止阀等阀、针形截止阀、三通截止阀等图5 双阀瓣截止阀 J41H25-200 图6 Z型截止阀J62YP54100V-50 图7 针型阀 图8 三通阀
5、1.4截止阀用途v广泛适用于石油化工、天然气、电厂的水、广泛适用于石油化工、天然气、电厂的水、蒸汽、油品等管路上作为接通或截断介质的蒸汽、油品等管路上作为接通或截断介质的启闭装置。启闭装置。v如某工厂制造各种阀门比例:如某工厂制造各种阀门比例:v闸阀闸阀39%,蝶阀,蝶阀24%,截止阀,截止阀16%、调节阀、调节阀8%、止回阀、止回阀7%、球阀、球阀3%、其它阀门、其它阀门3%。2.2.截止阀设计计算截止阀设计计算 下面以下面以150Lb-3”150Lb-3”截止阀为例进行设计计算截止阀为例进行设计计算v2.1零件设计v2.1.1阀座设计v按阀座类型有:本体堆焊阀座、焊接阀座、螺纹阀座。形状如
6、下图图9 本体堆焊阀座 图10 焊接阀座 图11 螺纹阀座图12 焊接阀座零件图例 v美标阀门一般采用螺纹阀阀座或焊接阀座,国标阀门大多采用本体堆焊密封面。v阀座的受力分析。阀座圈厚度计算vdO=d*SQRT(Pmax/(100s)+1)+5vS=0.03NPS+6.3*log(CLASS/100)v式中,式中,vdO阀座圈外径阀座圈外径mmvd通道内径径通道内径径mmvPmax常温最大工作压力常温最大工作压力,kgf/cm2。vs许用应力许用应力,MPa。vNPS英制阀门规格。英制阀门规格。vCLASS压力等级数值。压力等级数值。v对于对于3”150Lb阀门阀门vd=76mmvPmax=20
7、 kgf/cm2。vNPS=3v则,则,vS=1.994 kgf/cm2vdO=88mm阀座圈高度计算:阀座圈高度计算:vH=int(a*dO)+v式中,式中,vH阀座圈高度,阀座圈高度,mmva系数系数v150300Lb,a=0.105v600900Lb,a=0.13v1500Lb,a=0.18v20002500Lb,a=0.2v3500Lb,a=0.25v常数,常数,mm。值根据值根据a值反向选取,即值反向选取,即a越大越大值越小值越小v=08mm上例中,上例中,a=0.105dO=88mm取,取,=8则,则,H=18mmvint整数函数vM=int(M)取整数vM=int(M+0.51)
8、四舍五入取整数vM=int(M+0.91)向上圆整取整数vM=2int(M/2)取偶数整数vM=2int(M/2+0.51)四舍五入取偶数整数vM=2int(M/2+0.91)向上圆整取偶数整数vM=5int(M/5)取末尾数为5的整倍数vM=10int(M/10)取末尾数为0的整数阀座样图尺寸确定2.1.2阀瓣设计图13 阀瓣零件图例 阀瓣设计原则v 阀瓣密封面角度一般比阀座小阀瓣密封面角度一般比阀座小001515。常见锥。常见锥角组合如下表:角度越小越容易密封,但是,越容角组合如下表:角度越小越容易密封,但是,越容易楔死。反之亦然。易楔死。反之亦然。v原则上阀瓣密封面中径等于阀座的密封面中
9、径,并原则上阀瓣密封面中径等于阀座的密封面中径,并保持足够宽度,使得阀瓣密封面完全覆盖阀座密封保持足够宽度,使得阀瓣密封面完全覆盖阀座密封面。面。阀瓣尺寸确定阀瓣尺寸阀瓣压盖尺寸确定2.1.3 阀杆设计2.1.3阀体设计图14 阀体设计图例 设计要点:v阀体中腔内径确定阀体中腔内径确定v结构长度结构长度v最小壁厚最小壁厚v阀座组装尺寸阀座组装尺寸v中法兰中法兰v阀体中心高阀体中心高 中腔内径确定中腔内径确定阀瓣最大外径阀瓣最大外径+(815)mm阀体尺寸确定阀体尺寸结构长度(见 ASME B16.10-2009 表1)阀体通道直径、最小壁厚及阀杆直径(见BS1873 附录A 表3)2.1.4阀
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