一种硬密封球阀.pdf

文章编号 1002258552009 0220034202 作者简介张宗铎1949 - ,男,辽宁沈阳人,工程师,从事阀门设计、 制造和管理工作。 一种硬密封球阀 张宗铎,孙志男,许可 沈阳阀门研究所,辽宁 沈阳110142 摘要 介绍了一种硬密封球阀的结构,该球阀在阀座和球体间增加了螺线传动机构,阀门在启 闭时,球体与阀座间无摩擦,延长了阀门的使用寿命,减小了启闭力矩。 关键词 硬密封;球阀 中图分类号TH134 文献标识码A A type of hard seal ball valve ZHANG Zhong2duo, SUN Zhi2nan, XU Ke Shenyang V alve Research Institute, Shenyang L iaoning110142 AbstractIntroduces the structure of a type of hard seal ball valve. This type of ball valve increases spire actuating m echanism betw een the seat and the sphere, w hen opening or closing, no friction occurs bet w een the seat and the sphere. The w orking life of the valve is extended and opening or closing torque is decreased. Key wordshard seal; ball valve 1 概述 由于球阀具有流阻小、 启闭速度快和操作简单 等特点,因此使用非常广泛,如石油、 化工、 电站和石 油、 天燃气长输管线等。球阀的密封是通过在球体 和阀座之间预先设定的预紧力加上流体压力在阀座 密封面上引起的作用力形成的,一般球阀的预紧力 采用在阀座与阀体配合部位之间设置弹性元件,如 碟形弹簧和柱状弹簧等来形成。球阀在启闭过程 中,预紧力始终作用在密封副的表面上,致使球阀的 启闭力矩大于其他类型阀门。同时预紧力也加大了 密封件的磨损,影响了球阀的使用寿命。为了克服 上述缺点,在球体与阀座之间设计了螺旋传动机构。 该 阀 已 申 请 国 家 发 明 专 利申 请 号 为 2009100108421 4 。 2 工作原理 球阀由阀体、 阀盖、 球体、 阀座和阀杆等组成 图 1 。阀座在阀体内沿轴线移动是由螺线传动机 构完成的。具体是在球体上下各安装一个圆形传动 盘,在传动盘上设有螺线槽,传动盘随球体一起转 动。在阀座上下各设置传动销,传动销与传动盘上 的螺线槽相啮合。当启闭阀门时,球体转动并带动 传动盘一起转动。当阀门关闭时,传动盘上的螺线 槽通过阀座上的传动销拉动阀座向球体运动,在关 闭瞬间与球体紧密接触,实现密封。在开启瞬间,螺 线槽通过阀座上的传动销推动阀座脱离球体,实现 无摩擦操作。根据固定球阀的阀杆力矩计算式 MFMQCMFTMZC1 式中 MF 球阀的阀杆力矩,Nmm MQC 固定球球阀的球体与阀座密封面间 的摩擦力矩,Nmm MFT 填料与阀杆间摩擦力矩,Nmm MZC 轴承产生的摩擦力矩,Nmm 由于阀座的沿轴线移动是采用螺线传动机构, 阀门在启闭过程中,阀座与球体间不受力,因此式 1简化为 MFMFTMZC2 从式2的计算可以得出,阀杆力矩大大的减 小。 43 阀 门 2009年第2期 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 11阀盖 21阀杆 31O形圈 41球体 51支轴 61传动销 71传动盘 81阀座体 91阀体 图1 硬密封球阀 3 螺线传动机构设计 阀座上下各设有2个传动销与传动盘上的4条 螺线槽相啮合,螺线槽的螺距为1mm。螺线槽的位 置,在阀门开位时阀座上传动销的位置为起始点,逆 时针转动90为螺线槽终点图 2 。传动盘通过键 与阀杆联在一起并随球体转动。在启闭阀门时,球 体和传动盘转动,通过传动盘上的螺线槽将动力传 到阀座上,使阀座沿轴线产生往复运动。 图2 螺线槽结构 4 结语 本硬密封球阀与现有技术相比具有结构紧凑、 简单,体积小和质量轻等特点,此结构还具有双向密 封、 防火、 防静电功能。最主要的是实现了球体与阀 座之间基本无摩擦,延长了阀门的使用寿命,减小了 阀门的启闭力矩。该结构特别适用大口径电动球 阀,节能效果非常显著。 参考文献 〔1〕 陆培文.实用阀门设计手册〔M〕.北京机械工业出版社, 2002. 〔2〕 API6D - 2008,管道阀门〔S〕. 〔3〕 杨源泉.阀门设计手册〔M〕.北京机械工业出版社, 1992. 〔4〕 徐灏.机械设计手册〔M〕.北京机械工业出版社, 1991. 〔5〕 合肥通用机械研究院与全国阀门标准化技术委员会.阀门产 品样本〔M〕.北京机械工业出版社,2006. 收稿日期 20091011 03 上接第33页 3 性能 屏蔽式永磁步进全封闭电动闸阀的结构更紧 凑,质量更轻。以DN32口径阀门为例,新型阀门总 高度为原阀门总高度的80 ,阀门质量为原阀门的 45。解决了由于传动系统的惯性行程不确定而引 起的开、 关阀位置不准的问题,实现了无惯性精确定 位停车。阀门的开关行程由电动装置系统设定的步 数决定,无需另外装设位置指示器。步进驱动控制 器上有开阀、 关阀指示灯,必要时可以在控制器上装 设数字显示器,直观指示阀门开关位置。 电动装置的步进传动方案是借鉴数控机床进刀 量的控制原理,它可以指令电动系统按照预先设定 好的行程和运动轨迹运动,消除惯性的影响。且开 关阀电压采用直流低压操作,提高了阀门的安全性。 由于开阀、 关阀时间可以更短,提高了系统的安全性, 并可以任意控制阀门的开度,从而控制流量和压力。 4 结语 屏蔽式永磁步进全封闭电动闸阀整体结构紧 凑,免维护,质量轻,开、 关阀门时间短、 开关定位准 确,可靠性高,安全性稳定,适用于特殊工况环境使 用。 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. 收稿日期 20091011 02 532009年第2期 阀 门 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载