闸阀设计和计算的基本内容

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1、闸阀设计与计算的基本内容一、设计输入即设计任务书。应明确阀门的具体参数（公称通径、公称压力、温度、介质、驱动方式等），使用的条件和要求（如室内或室外安装、启闭频率等）及相关执行的标准（产品的设计与制造、结构长度、连接型式、产品的检验与试验等）二、确定阀门的主体材料应根据设计输入的参数，经综合考虑后确定适用的阀门主体材料。三、确定阀门承压件的制造工艺方法(铸造、锻造、焊接、铸焊……)四、确定阀门总体结构型式（即方案设计），为便于讲解，本节内容按明杆，楔式，蝶型开口阀盖，代中法兰，填料压紧的结构设计。五

2、、确定阀门的结构长度和连接尺寸六、确定阀体阀座处的流通通道尺寸七、闸阀的设计与计算此部份很关键，属于技术设计范畴，应边计算边绘制总图。1．承压件壁厚的计算2．密封副的总作用力和比压的计算3．阀体与阀盖的连接型式和密封结构的确定4．阀杆的强度计算5．闸板的强度计算6．中法兰的强度计算7．阀盖的强度计算8．支架的强度计算9．阀杆螺母的强度计算10．填料压盖的强度计算11．活节螺栓的强度计算12．销轴的强度计算13．选配电动或气动传动装置及确定手动传动手轮的直径14．阀门流量系数的计算7.1承压件壁厚的计

3、算承压件壁厚的确定方法有以下三种，即查表法，插入法和计算法。7.1.1查表法若设计输入明确规定了是标准阀门，并且其参数在相应标准规定范围内时，可按指定的相应标准规定的值查出。7.1.2插入法此种情况，适用于设计输入的参数与标准内容的规定值不一致的情况下，亦即不能按设计输入的参数值在标准中直接查出此时，可按下述方法进行插入计算：式中：tm：需计算和确定的承压件壁厚tm1：查PN1时的壁厚tm2：查PN2时的壁厚PN1：公称压力的小值PN2：公称压力的大值7.1.3计算法：1、计算壁厚的原则1）对脆性材

4、料和塑性材料，其适用的公式不同2）对薄壁容器和厚壁容器，其适用的公式也不同，一般以计算处的外径（D）和内径（d）之比来区分：当D/d≤1.2时，为薄壁容器D/d＞1.2时，为厚壁容器3）计算时，应以承压件最大内腔尺寸为依据，一般以阀门通道内径为基准计算4）承压件形状不同，应按不同的公式进行计算5）阀体与阀盖的壁厚可取同一值。2、计算壁厚的方法：目前，承压件壁厚的计算方法基本上分为我国和国外计算法（若无明确规定以下内容均按薄壁容器计算）。1）国内计算公式：对圆筒型和腰鼓型承压件：式中：P：设计压力取P

5、N（MPa）DN：计算处的内径（mm）[σL]：许用拉应力（MPa）C：附加余量（mm）对球型承压件：对非圆筒型承压件：（略）2）国外计算公式国际上公认的权威计算公式为ANSIB16.34规定的计算法式中：t：计算处的壁厚（in）PC：用Psi表示的压力等级符号，用相应的磅级值例150磅级用150Psi代入d：计算处的内径（in）S：应力系数取S=7000PsiC：附加余量，由设计考虑各种因素后的附加值3）为了与国外的计算公式统一，我国对ANSIB16.34的公式按国际计量单位进行换算式中：PN：公

6、称压力（MPa）DN：计算处的内径（mm）k1：壁厚系数当PN=2.0MPa时，k1=1.3PN≥5.0MPa时k1=1S：材料的许用应力，一般取S=118MPaC：附加余量对执行ANSIB16.34时，C=2.5mm对执行API600时，C=6.3mm7.2密封面比压和密封面上总作用力的计算7.2.1密封面比压的计算1、密封面比压的满足条件qMF＜q＜[q]式中：qMF：密封面上的必须比压查[资料1]表3-13q：实际比压（MPa）[q]：密封面的许用比压查[资料1]表3-142、实际密封面比压的

7、计算式中：q：实际密封面比压（MPa）QMZ：出口端阀座密封面上的总作用力（N）d：阀座密封面内径设计给定（mm）bm：密封面宽度设计给定（mm）7.2.2密封面上的总作用力QMZ的计算自动密封平行式闸板QMZ=QMJ楔式闸板QMZ=QMJ/1-f′m·tgψ单面强制密封平行式闸板QMZ=QMF+QMJ楔式闸板双面强制密封平行式闸板QMZ=QMF+2QMJ楔式闸板QMZ=QMF+（1+）+QMJ式中：ψ：闸板楔半角（度）f′m：关闭时密封面间的摩擦系数，可由下式确定材料关闭时开启时铸铁、铜0.250

8、.35碳钢、合金钢0.300.4018-8不锈钢0.350.45硬度合金0.200.30QMJ：作用在出口端面上的介质静压力（N）QMJ=0.785(d+bm)2·PQMF：密封面上达到必须比压时的作用力（N）QMF=π（d+bm）bm·qMF式中：P：为允许的最大工作压力（MPa）设计给定d，bm，qMF：见7.2.1规定7.3阀体与阀盖连接型式和密封面结构的确定7.3.1阀体与阀盖连接型式的确定阀体与阀盖的连接型式有：法兰连接、自紧密封连接、焊接连接、螺纹连接和卡