固定式金属波纹管球阀.pdf

文章编号 1002258552009 0120024202 作者简介刘锡纯1945 - ,男,辽宁沈阳人,高级工程师,从事阀门设计和制造工艺的研究。 固定式金属波纹管球阀 刘锡纯 浙江华夏阀门有限公司,浙江 温州325024 摘要 介绍了新型固定式金属波纹管球阀的性能,结构特点及工作原理。 关键词 金属波纹管;轨道球阀;设计;适用范围 中图分类号TH134 文献标识码A Fitted metal bellows ball valve L IU X i2chun Zhejiang Huaxia V alve Company L td,W enzhou325024, China AbstractIntroduces per ance, structure characteristics and w orking principle of a new type of fitted m etal bellow s ball valve. Key wordsm etal bellow s; track ball valve; design; applicable range 1 概述 金属波纹管作为弹性密封元件,在阀门制造业 中有着广泛的应用,如波纹管闸阀和波纹管截止阀 等。波纹管结构将阀杆在填料函处的动密封转化成 阀杆在阀盖处的静密封,使阀门的密封更加安全可 靠。但是,由于金属波纹管只能承受拉伸和压缩,而 不能承受扭矩,因此,目前的应用还仅限于阀杆运动 只作轴向升降而不发生径向旋转的闸阀、 截止阀和 安全阀等。根据实际需要,设计了阀杆沿径向旋转 90的波纹管球阀,该阀已获得国家专利专利号为 ZL 20072004005。 2 工作原理 波纹管球阀图 1 的型号为150QB47F40,驱 动装置为S MC00多回转电装,每分钟输出转数24 圈。金 属 波 纹 管 耐 压410MPa,波 纹 管 内 径 5415mm、 波纹管外径78mm、 波纹管行程53mm。波 纹管和阀杆的下部采用氩弧焊接,焊缝必须焊透。 波纹管的上部法兰与石墨垫片、 阀盖和支架形成静 密封,使阀体中的介质和外部隔绝。阀体中的介质 不因阀杆和填料函有间隙而泄漏。如果因特殊情况 引起波纹管破裂,阀门上部的填料函还可起到应急 作用。阀杆上部沿轴向加工2个直槽,拨销使阀杆 只能沿着轴向上、 下移动而不能沿径向转动。阀杆 11密封支撑圈 21拨销 31止推轴承 41轴套 51波纹管 61阀杆 71阀盖 81防转销 91支架 101填料压套 111电动装置 121凸轮套 131阀体 141球体 151轴承 161固定轴 171密封圈 图1 波纹管球阀 42 阀 门 2009年第1期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 下部加工2个螺旋槽,拨销固定在球体上,拨销可在 螺旋槽内自由移动。球体坐落在圆锥滚子轴承上, 减小球体对阀杆的摩擦扭矩。当阀门关闭时,阀杆 由电动装置带动向下运动,阀杆的螺旋槽带动球体 上的拨销使球体沿球的轴线转动90,球体转到图 中虚线位置,球阀关闭。反之则球阀开启。 图2 阀杆上的螺旋槽 3 螺旋槽设计 在阀杆的下部面对面加工2个螺旋槽图 2 。 螺旋槽开口尺寸和螺旋升角对阀门启闭力和结构有 直接关系。取阀杆直径d 50mm,螺旋槽升程h 50mm,螺旋槽宽H18mm,螺旋槽深t10mm。螺 旋槽的轴向升角λ为图 3 λ arctgπd /4h arctg311440/450 3211 图3 螺旋槽受力分析 根据螺旋槽的轴向升角λ计算其启闭力图 3 Q为 QF tg λρ 式中 ρ 金属对金属的摩擦角ρ513 , F 启闭球体的力,N FMn/dm/2 MnMQMZC Mn 启闭球体的总力矩Mn284 925 , Nmm MQ 阀座对阀杆的扭矩MQ 282 031 , Nmm MZC 圆锥 滚 子 轴 承 的 扭 矩MZC 2 894 ,Nmm 将各值代入F和Q计算式中,则 F284 92540/2 14 246N Q14 246tg371410 884N 4 电动装置 选用电动装置时,考虑各种因素的影响,将启闭 球体的总力矩Mn乘以系数113,求得参考总力矩 Mn′Mn113 284 925113 370 403Nmm 370Nm。 由计算结果确定电动装置的输出扭距为500 Nm,转速为24r/min,阀杆螺纹为Tr488HL,启 闭时间为50824 0126min。 5 结语 金属波纹管球阀是将波纹管技术和轨道球阀原 理相结合,设计生产出新结构的球阀。该阀适用于 输送有毒或有害介质,由于其流道近似于管子的一 部分,流阻特别小,是一种高效节能的新产品。 参考文献 〔1〕 杨源泉.阀门设计手册〔M〕.北京机械工业出版社, 1992. 〔2〕 高开科.金属波纹管阀门的设计〔J〕.阀门, 2005, 2. 收稿日期 20081041 01 书讯 英汉阀门工程词汇 本书由北京科学技术出版社1989年出版发行。本书广泛收集了阀门及管道 工程中有关标准、 材料、 设计、 制造工艺、 检测、 质量管理和应用等方面的专业词汇及有关方面缩略语。编辑 中特别注重某些词汇在阀门工程中的专用词意和特定用法,同时注意了与阀门工程关联词汇的收集范围,因 而使本词汇具有阀门工程的特点。全书共收词两万余条,内容充实,译词准确、 可靠,可供从事阀门设计、 生 产、 研究和使用的科技人员、 其他行业有关人员和大专院校师生使用。书号ISBN 7 - 5304 - 0495 - 4 /Z1232, 定价20100元/册。 每册加收书价10的邮寄包装费,需要者,请与沈阳经济技术开发区开发大路15号沈阳阀门研究所科 技开发信息中心的尹玉杰联系,邮编 110142,电话 024 - 25653780。 E - mail sfskkxzchinavalveinfo. net http / /www. chinavalveinfo. net 522009年第1期 阀 门 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载