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1、2008年第4期 阀 门 —9—文章编号:100225855(2008)0420009204快开蝶阀的设计胡俊超(江南阀门有限公司,浙江温州325013)摘要 介绍了快开蝶阀的性能、结构特点和工作原理,论述了阀门主要零部件的设计方法。关键词 蝶式快开阀;密封;设计计算中图分类号:TH134 文献标识码:AThedesignofquick2openingbutterflyvalveHUJun2chao(JiangnanValveCO.,LTD,Wenzhou325013,China)Abstract:Th
2、ispaperintroducesthestructurecharacteristicandusingofthevalve,anddiscussesthedesignandcalculationofthevalve.Keywords:quick2openingbutterflyvalve;seal;designandcalculation1 概述的自重。阀门使用于温度≤120℃的空气介质,采在冶金行业高炉鼓风系统中,由于所需风量变用橡胶密封的结构。阀门要求在接到开阀信号时小时常常导致供风管路中的气体压力突然升高,造3s内打开,用电动驱动将很难实现。结合用户现成鼓风机工作点超出正常的
3、工作范围,引起喘振而场条件,选择了液动操作方式,压力源为用户的损坏鼓风机。因此要求在系统中设置一个旁通管210MPa的液压油源。考虑到供油流量的限制,采路,在出现系统压力升高时打开旁通系统中的阀用液压-弹簧式驱动装置,用液压关闭阀门,同时门,排除一部分空气,维持系统的正常工作。由于压缩弹簧,使其积蓄一定的能量。当接到打开指令系统的压力变化较快,所以要求系统的旁通阀门能后,切断供油系统并使回油管路接通,弹簧的能量够在3s内打开。根据需要,研制了快开蝶阀。释放,使阀门迅速打开。2 基本参数公称通径 DN200～1200mm公称压力 PN0125～016MPa工况压力 0113～0145
4、MPawww.bzfxw.com工况介质 空气工况温度 ≤120℃操作方式 电动、液动开启时间 ≤3s关闭时间 10～30s图1 供风系统管路安装位置 悬空安装 快开蝶阀(图2)主要由传动装置(图3)、阀3 结构及工作原理体、蝶板、阀杆、蝶板密封圈及压板等组成。当电由于阀门用于高炉的供风系统中(图1),使磁阀失电时,压力油经过电磁阀进入油缸,推动活用介质为空气,安装在高处,因此阀门的阀体和蝶塞向左移动,带动曲柄顺时针转动,同时压缩弹板采用Q235A的钢板焊接制成,尽可能减小阀门簧。曲柄转动时通过阀杆使蝶板关闭。接到系统开作者简介:胡俊超(1966-),男,工程师,主要从事阀门产品
5、的开发设计工作。 阀 门 —10—2008年第4期阀指令时,电磁阀带电,切断油源供油,并将油缸因为阀门要求在短时间内打开,所以蝶板采用排油通路接通,压力油通过排油管回到油箱。弹簧双平板的桁架结构,其刚性好,质量轻,阀门通流积蓄的能量释放使曲柄逆时针转动,阀门打开。面积大。这样可以使阀门在保证密封的同时适应快开的要求。蝶板强度σMAX的校核公式为MMAX×LMAXσMAX=≤[σ]J式中 MMAX———蝶板的最大弯矩,N·mmLMAX———最大形心矩,N·mm4J———蝶板截面惯性矩,m413 密封结构根据阀门的工
6、作条件,采用了橡胶-不锈钢的软密封结构(图4),橡胶密封圈采用氟橡胶材料制成。氟橡胶可以长期使用在温度<180℃的条件11弹簧缸 21驱动装置箱体 31油缸 41支座下,对于空气等介质具有良好的适应能力。橡胶密51蝶板密封圈 61阀杆 71蝶板 81阀体图2 快开蝶阀封圈的断面为T形,通过金属压板固定在蝶板上,可以有效的防止高速流动的介质将其从蝶板上吹出。通过压板的压紧程度还可以调节橡胶密封圈和不锈钢阀座的密封比压,从而获得最佳的密封效果。阀座用1Cr18Ni9Ti不锈钢圈制成,焊接在阀体内。1Cr18Ni9Ti具有良好的耐蚀性,焊接和机加工性能良好,在空气介质中使用不会锈蚀,能够
7、适应工况的要求。图3 液压系统4 阀门设计411 阀体阀体采用钢板焊接,其重量比采用铸造结构减轻约1/3,既满足使用性能的要求又适合现场安装条件。阀体壁厚SB为11阀座 21蝶板密封圈 31蝶板 41蝶板密封圈压板PDSB=+www.bzfxw.comC图4 密封副结构213[σ]-P414 阀杆式中 SB———阀体壁厚阀杆主要用来传递驱动装置的扭矩,带动蝶板P———设计压力,MPa转动,实现阀门的开启和关闭。在阀门关闭时,阀D———阀体内径,mm杆还要承受一定的介质
