超高压平衡式空气截止阀设计特点研究.pdf

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1、超高压平衡式空气截止阀设计特点研究姜磊赵金洲王倩陆文权艾青青(江南造船(集团)有限责任公司上海201913)[摘要]传统的高压空气截止阀存在关闭力矩大、密封可靠性差等缺点，其结构形式无法满足超高压空气系统的要求；而平衡式阀件结构新颖，具有良好操作性和可靠性，较传统阀件有明显的优势。文中介绍了超高压平衡式空气截止阀的结构与原理，通过对传统高压空气截止阀与超高压平衡式空气截止阀的启闭受力分析和密封形式比较，来说明平衡式截止阀的先进性，并对其发展方向提出建议。[关键词]超高压；平衡式；空气截止阀；受力分析；密封形式[中图分类号]U664．842[文

2、献标志码]A[文章编号]1001—9855．(2014)03—0061—05ResearchofdesigncharacteristicofthebalancestopvalvewithhyperpressureairJIANGLeiZHAOJin—zhouWANGQianLUWenquanAIQing—qing(JiangnanShipyard(group)．Co．，Ltd．Shanghm201913，China)Abstract"Structureoftraditionalairstopvalvecannotmeettherequirem

3、entsofhyperpressureairsystemduetOitsdrawbacksofgreatclosemoment，poorsealingreliability，etc．However，abalancevalvehasobviousadvantagesoforiginalstructure，greatmaneuverabilityandhighreliability．ThisPaperintroducesthestructureandprincipleofthebalancestopvalvewithhyperpressureai

4、r，andillustratesitsadvantagesbycomparisonofopenandcloseforceanalysisandsealingstylebetweenthetraditionalairstopvalveandthebalancestopvalvewimhyperpressureair．ItalSOgivesadvicesforthedevelopmentofthebalanceStODvalvewithhyperpressureairIKeywords：hyperpressure；balance；airstopv

5、alve；forceanalysis；sealingstyle引言统的要求。目前，国内外已成功研制出新型超高压平衡式空气截止阀(压力等级为40MPa，以下简随着船舶高压空气储能需求的升高，高压空气称平衡式阀件)，并在某型船上成功应用，其性能截止阀的压力等级也相应提高。然而，传统高压空优于传统的高压空气截止阀。本文通过对传统阀件气截止阀(压力等级为25MPa，以下简称“传统与平衡式阀件的比较，阐述了平衡式阀件的工作原阀件”)在使用性能方面存在关闭力矩大、密封可理及其优点。靠性差等缺点，其结构形式无法满足超高压空气系【收稿日期]2013—12—0

6、2；[修回日期]2013—12—25[作者简介]姜磊(1983一)，男，工程师，主要从事船舶系统详细设计工作。赵金洲(1978一)，男，高级工程师，主要从事船舶系统详细设计及审核工作。王倩(1973一)，女，—望师，主要从事船舶系统详细设计工作。陆文权(1984一)，男，工程师，主要从事船舶系统详细设计工作。1平衡式阀件结构与原理2阀杆受力分析比较1．1结构与组成2．1平衡式阀件受力分析平衡式截止阀的结构如图1所示，主要由阀体、2．1．1下口受压时阀杆受力分析阀盖、阀杆、衬套组成。阀体、阀盖可选用力学性图2为压力P的介质从下口进入，在阀门刚能

7、和耐腐蚀性能较好的镍黄铜HNi56—3、双相不锈关闭时，介质对阀杆产生的轴向附加阻力受力分析，钢HDR等材料；阀杆可选用铝青铜QAll0—3—1．5、计算公式为：马氏体沉淀硬化型不锈钢17—4PH等材料⋯。='ITxD]2xP(1)叶='ITx(D2一D2)xP(2)‘‘F1一=『_×[DI2一(D32-D42)]xP(3)式中：FI为介质作用在下阀杆下表面的力，N；F2为介质作用在平衡腔小衬套上表面上的力，N；D①阀体为密封面的外径，mm；D为小衬套的外径，mm；②下阀杆为小衬套的内径，mm；P为介质的压强，MPa。③大衬套④小衬套⑤盖板⑥

8、阀盖⑦套筒⑧上阀杆⑨0形圈图1平衡式截止阀结构1．2工作原理如图1所示，平衡式阀件工作原理为：通过转动手轮，带动上阀杆转动，上阀杆带动套筒上下移图2下口受压时阀杆受