不可拆卸液化石油气瓶阀设计.pdf

文章编号 100225855 2007 0420008203 作者简介章仉香1973 - ,女.浙江省宁海县人,工程师,从事阀门设计和加工工作。 不可拆卸液化石油气瓶阀设计 章仉香 宁波志清实业有限公司,浙江 宁海315600 摘要 分析了几种不可拆卸液化石油气瓶阀的结构特点,介绍了瓶阀主要零配件的加工方 法,加工成本和加工质量。 关键词 液化石油气;气瓶阀;设计 中图分类号 TH134 文献标识码 A The design of the non2removable valves for liquefied petroleum cylinders ZHANG Zhang2xiang Ningbo Zhiqing Industrial Co ; L TD Ninghai 315600 China Abstract This paper analysises the design feature of some kinds of non2removable valves for liquefied petroleum cylinders , and introduces the way , the cost and the quality of the main parts machining. Key words liquefied petroleum cylinders; air bottle valve ; design 1 概述 液化石油气瓶阀执行标准GB 7512 - 1998中 仅规定了阀门的部分尺寸,对整体和内部结构未作 任何限制,而且大部分瓶阀是可以拆卸的。有些用 户或燃气单位利用了瓶阀可拆卸的特性,如有泄 漏,则进行内部零部件的更换。瓶阀在多次更换密 封件后使阀体存在质量隐患。为了保证瓶阀整体质 量,国家瓶阀自律委员会组织国内主要生产厂家联 合设计了不可拆卸液化石油气瓶阀。设计过程中一 是保证不可拆卸瓶阀结构合理性和先进性,二是提 高瓶阀的标准化程度和互换性,三是结合国内主要 瓶阀生产厂家加工水平,保证正常生产。因此对瓶 阀主要从整体结构和主要零部件结构进行优化设 计,以达到既不可拆卸,又满足使用要求的目的。 2 整体结构 液化石油气瓶阀的不可拆卸结构主要有6种 图1 ,其特点见表1。 经过分析确定,要完全符合不可拆卸的液化石 油气瓶阀结构要求,须保证手轮与阀体等连在一 起,一旦拆卸则会破坏阀体,才真正实现防拆卸效 果。因此,最佳的结构方案为图1 c。 3 主要零件 液化石油气瓶阀主要由阀体、手轮、活门、活 门垫和O形圈等组成,其各零部件的结构和加工 精度直接影响生产和加工成本。 311 定位销 定位销有方形销和圆形销2种图2 ,均具 有防拆卸功能表2 ,但圆形销加工和装配方便, 成本低,选用的较多。 312 活门垫结构 活门垫图3、表 3 是保证瓶阀密封性的重 要零件之一。活门垫的模具成本较低,一次投入即 可生产几十万只成品。图3 a的类似结构是常 用的活门垫形状。 313 活门与手轮连接 活门与手轮的连接方式一般为U形槽式,即 在活门或手轮部位带有U形槽,另一零件带有圆 柱形端部图 4 。根据新颁布的GB 7512 - 2006 有关加工规定,手轮和阀体须采用专机加工,其他 零部件可以采用数控机床加工。当U形槽设计在 手轮上时,活门可以在数控车床上一次加工完成, 手轮包括U形槽在专机上一次加工完成。当 U形槽设计在活门上时,则数控车床无法一次加 工完成,需要另加铣槽工序,增加了加工成本。一 般选择U形槽设计在活门上,可以降低加工成本。 8 阀 门 2007年第4期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表1 各结构特性比较 图号结构特点优点缺点效果 图 1a 在压帽与阀体螺纹侧面配钻销 孔,加定位销卡死 在原GB 7512 - 1998结构基础上, 生产厂家无需更改阀体模具,加工方 便 容易拆卸,拆卸后压帽更换新的 又可以正常使用。未能达到防拆卸 目的 不好 图 1b 在压帽与阀体螺纹上端面配钻销 孔,加定位销卡死 在原GB 7512 - 1998结构基础上, 生产厂家无需更改阀体模具,加工方 便 较容易拆卸,阀体上端螺纹略修, 可换新的压帽,未能达到防拆卸目 的 不好 图 1c 在阀体中部车环形槽,内装环形 销 环形销位于阀体的槽内,既卡在阀 体内,也限制手轮拧出,同时控制阀门 的升程,达到防拆卸要求 无法拆卸,一旦拆卸则破坏阀体好 图 1d 在阀体上部车燕尾槽,挡圈随手 轮一起挤入 挡圈位于阀体的槽内,卡在阀体内 部,也限制手轮拧出,同时控制阀门的 升程,达到防拆卸结构 无法拆卸,一旦拆卸则破坏阀体, 但通过车加工阀体上端面很容易破 坏防拆卸结构。 较好 图 1e 在阀体中部车2通孔,通过2根 定位销铆接后固定在阀体上 加工方便,定位销限制手轮拧出,又 控制阀门的升程 一般无法拆卸,但可用钻头去掉 铆接处,拆下定位销后,重新组装 一般 图 1f 在阀体中部车2通孔,通过2根 定位销铆接后固定在阀体上 加工方便,定位销限制活门拧出,又 控制阀门的升程,手轮可拆卸 手轮可以拧下,一般无法拆卸,但 可用钻头去掉铆接处,拆下定位销 后,重新组装 一般 a压帽与阀体螺纹侧面配钻销孔 b压帽与阀体螺纹上端面配钻销孔 c阀体中部车环形槽 d阀体上部车燕尾槽 e阀体中部车2通孔手轮不可拆卸 f阀体中部车两通孔手轮可拆卸 图1 不可拆卸液化石油气瓶阀 92007年第4期 阀 门 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表2 定位销结构比较 结构材质优点缺点选择性 方形销H62定位效果好,接触面较大成型较难,安装到阀体的定位槽内难一般 圆形销H62易成型,方便装配定位面相对较少较好 a方形销 b圆形销 图2 定位销 a两端平面不同 b两端平面平行式 图3 活门垫 314 阀体 不可拆卸瓶阀主要与民用调压器连接,介质为 气态的液化石油气。为了减少部分杂质停留堆积在 管道上或密封面上,影响密封效果和产品使用寿 命,一般阀出口端的最小通道直径下限设计时低于 阀密封面底部平台图4 a ,主要是便于通气 使用时,保证杂质能随着气流冲出瓶阀,提高使用 寿命。 315 防火结构 部分国外的民用类瓶阀设计有防火结构。如遇到 火灾或意外事故导致瓶阀高温,活门垫可能被破坏, 液化石油气将大量泄漏到空气中,导致爆炸或人身伤 亡。 此时可以紧急操作手轮使活门与阀体密封面实现 硬密封,防止泄漏。此类瓶阀均装有管道安全泄压 阀,在防止燃气泄漏的同时对瓶和阀内进行泄压,保 证安全。目前国内大部分民用液化石油气瓶阀直接与 调压器连接,没有安装安全泄压阀,故设计时没有增 加防火结构,以避免用户在使用时误操作,导致瓶阀 压力过大,引起更大的事故。 a U形槽在手轮上 b U形槽在活门上 图4 活门与手轮连接 表3 活门垫结构比较 结构材质优点缺点选择性 一端面为弧形,另一端为顶杆孔 尼龙1010 弧形光洁度易保证,且表面不会 出现注塑缩印,影响密封效果 从中间分型面,一端加顶杆,模具 较复杂,模具成本较高 较好 两端平面平行式尼龙1010模具方便制作,模具成本低表面易产生缩印,影响密封效果一般 4 结语 不可拆卸液化石油气瓶阀经过整体优化设计采 用环形单销的结构不但在性能上满足新国家标准的 要求,同时也结合了国内瓶阀厂家的加工水平,降 低了生产成本,提高了质量,消除了原来因可拆卸 结构而反复更换部分零部件所带有的安全隐患。 参考文献 〔1〕GB 7512 - 2006 ,液化石油气瓶阀 〔S〕. 〔2〕段炼.中国机械工业标准汇编 阀门卷第一版〔M〕.北 京中国标准出版社, 2007. 〔3〕杨源泉.阀门设计手册 〔M〕.北京中国工业出版社, 1992. 收稿日期 20071031 25 01 阀 门 2007年第4期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.