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| 蝶閥設(shè)計(jì)與選型 發(fā)布時(shí)間：18-06-20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 摘要：討論了蝶閥設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的流阻，強(qiáng)度，剛度和結(jié)構(gòu)等問題。提出了選擇蝶閥時(shí)應(yīng)考慮的溫度，壓力，密封和材料等方面的建議。 1概述 蝶閥是給排水管道系統(tǒng)的重要設(shè)備。隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)蝶閥的結(jié)構(gòu)和性能提出了不同的要求。因此，在設(shè)計(jì)和選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作條件及其類型，材料和連接方式進(jìn)行合理選擇。 2設(shè)計(jì) 2.1結(jié)構(gòu) 蝶閥的關(guān)閉部分（蝶形）位于介質(zhì)的中間。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對(duì)流阻力的影響。 關(guān)于大直徑蝶形盤的結(jié)構(gòu)，AWWA C504（美國(guó)水工協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定盤不應(yīng)有橫向肋，其厚度不應(yīng)大于桿直徑的2.25倍。 蝶板的正面和出口面應(yīng)該流線型。 內(nèi)部螺絲不能伸出到蝶形板外面以避免增加水面積。 為了降低流動(dòng)阻力，國(guó)外公司生產(chǎn)的蝶閥使蝶板成型為鐵餅，公司也使小蝶閥的蝶閥非常薄，而用于水電管網(wǎng)的蝶閥當(dāng)?shù)y處于完全打開位置時(shí)具有偏轉(zhuǎn)器。全部減少流動(dòng)阻力。中國(guó)JB / T 53171-1999標(biāo)準(zhǔn)還包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO / TC 153 / SC1GT8-37的流阻和流量系數(shù)（見表1），表明流阻是一個(gè)重要指標(biāo)。 《表 1》蝶閥的 C (Kv)、K (ξ) 值
2.2橡膠密封件 有時(shí)橡膠蝶閥的使用壽命很短，這與橡膠質(zhì)量和密封面的寬度有關(guān)。橡膠密封蝶閥的密封圈應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)橡膠材料制造，在沖壓成型時(shí)應(yīng)遵循工藝規(guī)范，不能增加硫化溫度，縮短時(shí)間，否則容易造成密封圈老化和開裂。帶橡膠密封圈的金屬密封面應(yīng)有足夠的寬度，否則橡膠密封圈不易嵌入。另外，閥體和閥瓣的形狀和位置公差，對(duì)稱性，精度，光潔度，密封圈的壓力等也都會(huì)影響橡膠密封圈的使用壽命。  2.3剛度 剛性是蝶閥設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。它與蝶板，閥桿和連接等因素有關(guān)。 （1）閥軸尺寸閥軸尺寸在AWWA C504中規(guī)定。閥軸尺寸不能滿足要求，可能會(huì)有剛度不足，反向密封泄漏，開啟扭矩等現(xiàn)象。軸的剛度與1 / EI有關(guān)。也就是說，為了提高剛度和減少變形問題，我們應(yīng)該從改進(jìn)EI開始。 E是彈性模量。一般來說，鋼材之間的差異并不大。所選材料對(duì)剛度影響不大。我是慣性的時(shí)刻，這與軸的截面尺寸有關(guān)。閥軸的尺寸通常是扭曲和扭曲的在計(jì)算中，不僅與扭矩有關(guān)，而且主要與彎矩有關(guān)，特別是大直徑蝶閥的扭矩遠(yuǎn)大于扭矩。 （2）軸孔配件在以前的AWWA C504型號(hào)中，蝶閥軸是直通軸。在1980年版本之后，有人提出可以制造兩個(gè)短軸。 AWWA C504和GB12238規(guī)定，軸和孔的嵌入長(zhǎng)度應(yīng)為1.5d。日本蝶閥的軸向尺寸規(guī)定了閥門內(nèi)緣與蝶板支撐端之間的間隙（C值）。一般來說，它與口徑的大小有關(guān)，在25?45mm之間，這意味著最小化軸支架之間的距離（C值）可以減少軸的彎矩和變形。 （3）蝶板結(jié)構(gòu)蝶板結(jié)構(gòu)與剛度有直接關(guān)系。因此，除平板形狀之外，通常將其制成罐形或桁架形狀。簡(jiǎn)而言之，就是增加該部分的慣性矩以增加剛度。 （4）身體結(jié)構(gòu)大直徑蝶體的設(shè)計(jì)也存在剛性問題。一般來說，有環(huán)形條和橫條。事實(shí)上，橫桿只會(huì)增加穩(wěn)定性，不應(yīng)該太多，主要是環(huán)形條。如果可以加入肋條，則剛性更好，但是存在加工性差的問題。 2.4自潤(rùn)滑軸承 蝴蝶板上大部分或全部中等壓力通過軸傳遞到軸承，因此軸承起著非常重要的作用。一些國(guó)外的蝶閥旋轉(zhuǎn)很輕，小直徑的閥門可以旋轉(zhuǎn)一個(gè)手指，但一些國(guó)產(chǎn)蝶閥的旋轉(zhuǎn)很重，這除了同軸度，對(duì)稱度，加工精度，光潔度和填料質(zhì)量外，還是一個(gè)重要因素是套筒材料的潤(rùn)滑性。 AWWA C504標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，安裝在閥體內(nèi)的襯套或軸承應(yīng)該是自潤(rùn)滑材料。襯套有減少摩擦的潤(rùn)滑問題，不會(huì)生銹。沒有襯套，即使閥軸是不銹鋼，閥體也有生銹和粘膠問題。使用袖子也可以增加剛性。 2.5軸和蝴蝶板連接 小直徑蝶閥軸和蝶板采用鍵或花鍵連接為宜，也可以采用多邊形軸連接或銷軸連接，大直徑蝶閥軸和蝶板采用鍵或錐銷等連接方式。目前，軸與蝶板之間通過引腳連接更多。在惡劣的工作條件下，連接銷被損壞。這主要是由于制造原因造成的，其中匹配精度不好，針腳尺寸選擇不當(dāng)，針腳硬度不夠，或者材料不適合應(yīng)引起重視。大型蝶閥軸和蝶板在計(jì)算中，不僅與扭矩有關(guān)，而且主要與彎矩有關(guān)，特別是大直徑蝶閥的扭矩遠(yuǎn)大于扭矩。 （2）軸孔配件在以前的AWWA C504型號(hào)中，蝶閥軸是直通軸。在1980年版本之后，有人提出可以制造兩個(gè)短軸。 AWWA C504和GB12238規(guī)定，軸和孔的嵌入長(zhǎng)度應(yīng)為1.5d。日本蝶閥的軸向尺寸規(guī)定了閥門內(nèi)緣與蝶板支撐端之間的間隙（C值）。一般來說，它與口徑的大小有關(guān)，在25?45mm之間，這意味著最小化軸支架之間的距離（C值）可以減少軸的彎矩和變形。 （3）蝶板結(jié)構(gòu)蝶板結(jié)構(gòu)與剛度有直接關(guān)系。因此，除平板形狀之外，通常將其制成罐形或桁架形狀。簡(jiǎn)而言之，就是增加該部分的慣性矩以增加剛度。 （4）身體結(jié)構(gòu)大直徑蝶體的設(shè)計(jì)也存在剛性問題。一般來說，有環(huán)形條和橫條。事實(shí)上，橫桿只會(huì)增加穩(wěn)定性，不應(yīng)該太多，主要是環(huán)形條。如果可以加入肋條，則剛性更好，但是存在加工性差的問題。緊急切斷閥 2.4自潤(rùn)滑軸承 盤上大部分或全部中等壓力通過軸傳遞到軸承，因此軸承起著非常重要的作用。一些國(guó)外的蝶閥旋轉(zhuǎn)很輕，小直徑的閥門可以旋轉(zhuǎn)一個(gè)手指，但一些國(guó)產(chǎn)蝶閥的旋轉(zhuǎn)很重，這除了同軸度，對(duì)稱度，加工精度，光潔度和填料質(zhì)量外，還是一個(gè)重要因素是套筒材料的潤(rùn)滑性。 AWWA C504標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，安裝在閥體內(nèi)的襯套或軸承應(yīng)該是自潤(rùn)滑材料。襯套有減少摩擦的潤(rùn)滑問題，不會(huì)生銹。沒有襯套，即使閥軸是不銹鋼，閥體也有生銹和粘膠問題。使用袖子也可以增加剛性。 2.5軸和蝴蝶板連接 小直徑蝶閥軸和蝶板采用鍵或花鍵連接為宜，也可以采用多邊形軸連接或銷軸連接，大直徑蝶閥軸和蝶板采用鍵或錐銷等連接方式。目前，軸與蝶板之間通過引腳連接更多。在惡劣的工作條件下，連接銷被損壞。這主要是由于制造原因，其中匹配的精度不好，針腳尺寸不合適，針腳硬度不夠，或材料不合適。小心。大型蝶閥軸和蝶板可通過特殊方法連接。 2.6結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度 蝶閥的長(zhǎng)度已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)小系列，但這種做法必須謹(jǐn)慎。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度太短，所以對(duì)強(qiáng)度有影響。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了法蘭蝶閥的短串聯(lián)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，但不能縮短高壓閥門結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，否則會(huì)引起問題，特別是鑄鐵等脆性材料。 3可選 3.1類型 蝶閥具有單偏心，斜板式，中心線式，雙偏心和三偏心等不同結(jié)構(gòu)。介質(zhì)壓力通過蝶板作用在閥軸和軸承上。因此，當(dāng)高壓小直徑流動(dòng)阻力大時(shí)，蝶板的軸直徑和厚度相應(yīng)地增加。如果使用閘閥和球閥或截止閥，則密封和流動(dòng)阻力等分析比使用蝶閥更合適。 近年來，水系統(tǒng)中軟密封閘閥的出現(xiàn)改善了閘閥易沉降的缺點(diǎn)。其流阻較小，可以在線維護(hù)。它適用于中小型機(jī)芯，并已逐漸應(yīng)用。 3.2密封對(duì) 金屬密封蝶閥的主要優(yōu)點(diǎn)是密封可靠，壽命長(zhǎng)，耐高溫，無損傷，高承壓能力。因此近年來得到了越來越多的應(yīng)用，尤其是工程系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。如果設(shè)計(jì)制造精良，橡膠軟密封蝶閥可以很好地密封，且大口徑易于在線更換。但橡膠存在老化問題，只能在低溫條件下使用，因此廣泛應(yīng)用于自來水和供水系統(tǒng)。 外部金屬密封蝶閥也用于火力發(fā)電廠的泵站，冷凝器，抽氣系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)。核電站也用于隔離壓力殼體，噴淋系統(tǒng)和鹽水等，蒸汽精制系統(tǒng)中的油隔離，以及蒸汽供應(yīng)閥門，脫硫系統(tǒng)和尾氣處理，熱裂解和催化單元。還有石化廠，低溫技術(shù)，灌漿和造紙系統(tǒng)。 對(duì)于中等中壓工況，最好使用金屬密封蝶閥。對(duì)于閥門可靠性要求高，使用壽命長(zhǎng)，不應(yīng)長(zhǎng)期更換的閥門，也應(yīng)使用金屬密封蝶閥。 對(duì)于用于常溫水的閥門，如果不是很苛刻，長(zhǎng)期不替換或更換不方便的地方，應(yīng)采用蝶閥的軟密封結(jié)構(gòu)。如果可以確保橡膠的質(zhì)量，則用于大口徑蝶閥閥門仍然應(yīng)該由橡膠座蝶閥控制。 4。結(jié)論 新技術(shù)，新材料的不斷涌現(xiàn)，將增加蝶閥的結(jié)構(gòu)性能，擴(kuò)大蝶閥的使用范圍，并對(duì)蝶閥的設(shè)計(jì)和選型提出了更新的要求。 |
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