肇塞阀受热锁紧分析和解决方法.pdf

④ i of 王 一 l o 9 9 3年 第 1 期 旋塞阀受热锁紧分析和解决方法 通 用旋 塞阀的密封副 为金属对金属 。由于 结构上的原 因 ， 当热介质通过 阀门时 ， 产生 了热 变形锁紧现象 ， 阀门的开关受到了影响， 甚至出 现锁 死 ， 不仅影 响用 户的正常生产 ， 并且限 制了 旋塞 阀的使用范围 。 1 ． 问翘产生 的原因 通用 旋塞 阀通 常是靠调整填料压 盖对填料 的压力来实现 塞子对阀俸密封所 需的轴向 力 0 和密封 比压 口 或用紧定螺 母 ， 如 图 1 当达 到 密封 比压 时 ， 填料压盖的调整力就得到 了 确 定 。 若使用介质 的温度达到 某一温度 ， 由于热 胀原 因造成 塞子 和阀体锥 腔的线 胀量不 同而 产 生 一个 附加力 A F ， A F值 的大 小影 响 了旋 塞阀 开关 的灵 活性 。 d 图 1 通 用密封结 构 一 - 螵 壁钮紧6 填辩 压 盖 1 受热 分 析 为了简化分析， 将塞子和阀体的锥形腔用 以锥 体 中径 为 直径 的 圆柱 体来 进 行 定性分 析 图 2 。 因为 ￡ 大 于 ， 即塞子的平均 温度 ￡ 大于 阀体 的平 均温度 ， 且 髓着 阀体的厚度 增加 ， 与 的差值也增大。 1 一 H， ， 厶一 。 1 一 d 2 式 中‘ 塞子的线胀量 ， m b 阀体的线胀量 ， m 受热 体膨 胀系数 ， ml C 热介 质通过 阀 门时 ， 塞 子和 阀体 的线胀 量 的差 为 At l , 一 3 即 ； A T a d 式 中 f 塞子 和阀体 的线胀量的差 d 塞子平均温度 与阀体 的平均 温 度 差 ￡ ， 一 因设计结构决定了塞子与阀体没有垂直轴 方向的向上窜动量， 所以热变形产生了一个 垂直锥面的附加力 d ， 。 图 2 热 传递过 程 2 热 变 形 力 ／ I F对 塞 子 的影 响 塞 子受 力情 况如图 3 。根 据 阀门密封的 必 要条件 [ ] 5 式中 密封 面上 的 比压 阀门密封的所需 比压 [ 口 ] 密封面材料 的许 用 比压 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 9 9 3年鹪 】 期 阀 门 为 获得 密封 比压 时 ， 密封 面上 的 正压 力 F q A 6 为塞子 与阀体接 触的有效 面积 。 塞 子旋 转时 ， 塞子 与阀体间的摩 擦 力为 F r 一 时 t 7 ， 为摩擦 系数。 此时塞子对 阀体的正压 力为 一 A F 8 塞子转动时 的摩擦 力为 F f t 一 F | 2 - - A q t 9 M V d o ／ 2 D 。 塞子中径 r 填辩产生 的摩擦 力矩 肘t 无填料时垫片的摩擦力矩 肘 介质压 力产生的摩 擦l力矩 热介质通 过时 艇 一 Mi 艇 ‘ 或 M 艇J L L 此 时 ， 肘， ’ 大 于 M』 ； 肘 大 于 肘f ；肌 大 于 ， ，所 以 大于 。 { 在 此情 况下 ， 塞轴的断 面扭应 力为 肘 ／ w 1 2 W为断面系 数。 式 1 2 表 明了热介 质通 过阀 门时发生扭断 塞轴 问题 的原 因 。 ‘ 4 分 析 当热介质 通过 旋塞 阀时 ， 由热变 形产生 的 附加 力 增大 了运动摩 擦 力和转 动扭矩 。当 这 个 力很小时 ， 不会影 响阀门的开关 。 当这个 力 随温度 增高而增大到一定程度时就会 影响 阀门 的开关灵活性， 甚至出现“ 卡死” 或扭断塞轴的 现象 。 因此 ， 要 设法排除这个附加 力产生的不 良 后果 。 2 ． 懈 决方 法 将 填料压 紧 力密封 改为依靠 弹簧 力 密封。 结 构如 图 4 。利用弹簧 力的 可调性调 整密封力 ， 囤 4 改 进后 密封 结构 1 ． 阿体2 ． 塞子3 ． 止推轴承4弹簧 正常情况下弹簧力作用于塞子受力情况为 口一 2 Ns i n a 2 C O S O 1 3 热介质通过 时， 塞子 受力状况为 舒 2 Ⅳ一 A ／ s i n a 2 Ⅳ一 C O S ／ 1 4 当 A F N 时 一 2 Ⅳ一 A ／ s i n a 2 Ⅳ一 d ， 一 c 0 s 一 0 2 A E s l n a 1 ， - ／ t a 1 5 此 时塞子 保持 轴 向下 移趋势 ， 阀 门要保持 密封 条件 ， 需要调整弹簧力 ， 使其达到所需要 的 密封比压 。 当 ， ≥ N 时 ≤ 0 1 6 一 一 哥 豢 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 阀 门 1 ∞ 3 年 第 1 期 处于这 种状 态下 ， 就是 旋塞 阀受热 时 出现 的柑锥 面轴 向泄漏 的原 因 ， 这 时要 调整 弹簧 力 达 到密封状态 。 综 上所 述 ， 采 用弹 簧密 封 时 ， 热 变形 力 被 有效地 分解 为沿 Y轴的 向上升 力 ， 弹 簧的 伸 缩性 产生 了 y轴方 向的运 动副 ， 克服 了锁 紧现 象 。 另外 ， 适当增大塞子的锥角 ， 即将通用的锥 度 』 7或 l 6改为 l 5 ， 采用推力轴承来 减 小摩擦 力都有利 于阀门的 开关 。增 大塞子锥 角 有利于热变形 力 的分解 。 设 “ 在 x轴 的锁 紧力为 F ． Y轴升力为 ． 。 则 x ． A F c o s o 1 7 ． 蹦 n 1 8 由式 1 7 、 1 8 可 知 ， 当锐角增 大时 ， ， 增 大而 减小 ， 即 Y轴 升 力增 大 ； x轴锁紧 力减 小。如果锥角过大 ， 由于轴 向力 2 N s i n a 1 ， 弹簧 力也 要增 大 不利于密封 。 圆 ， 2 I 7 3 ． 弹簧的设计 根据密封 比压 可知 轴向力 为 A s i n r 1 t gc1 1 9 考 虑 阀 门使 用过 程 中受 热介 质 影 响 的情 况 ， 弹 簧 力应有一定的调整 范围。所 以 ． 设计弹 簧 的最 大弹 力为轴向力的 1 ． 5倍 。弹簧的其他 技术参 数可根 据塞子 下端 出轴 轴 径， 使 用工况 等 条件来设计 。 d ． 结论 利 用弹簧 力来实现旋 塞 阀的 密封 ， 不仅 减 小 了填 料或 螺母 及因而 产生的摩擦 力 ， 而且 ， 因 为有 Y轴轴向运 动副 的存 在 ， 有 效地克 服热 变 形 力的锁紧现象 。我们和兰 州碳素厂联合设计 制造 的保温旋塞 DN 7 6 m m 采 用了这 一结 构 。 在该厂试验反 映很好 ， 币 仅 没有发 生 “ 卡 死 ” 或 扭断塞轴现象 ， 而且 开关 十分 灵活。 采用这一结 构的缺点是 ， 整体结 构 比通用旋塞要大 一点 ， 但 并不影响这一结 构的广泛使用前景 。 阀门电动装置开度指示系统问题与对策 天 津 市 第 二 通 用 机 械 厂 』 里 I 1 一 J ； 牛 摘要提 出开度 、 开度指示的不同步、 不稳定的概念。从理论方面分析 了目前出现的一些不同 步、 不稳定现 象的原因， 并提 出 了解决 问题的对策。 主 题 词 鱼 丑电 气 传 动 装 置互 皇 錾 ． 装 置 近年 来 ， 有 的 电动 阀门 由于开度指 示问题 发 生了一些事故 。 如 ， 某单位控制室发现开度 表 指 针从关 阀位 置 向开 阀位 置移动 了 ， 认 为阿 门 打 开 了， 便强 制按关 阀按钮 ， 想 把 阀门关严 ， 结 果 把 电机 烧毁 了 ； 某 单位根 据生 产工艺 要求 阀 门应开 们 。在 控制室 内操作 阀门 电动装置 ， 使阀门开到 d 0 开 度表指针指 到 d 0 ． 现场 一 看 ， 其 机 械开 度 指针 超过 或达 不到 d 0 ， 即 砖矽 控 制室 与现场指示 不 一样 ， 不知 阀 门实际开 了 多少 ， 影响了正常生产 。 一 、阀门开度的概念及表示方法 阀 门开度就是 阀板 与阀座 两密封面 中心平 面之间 的距离或 夹角相对 全开时的程度 。 对 于闸阀 、 截止 阀等阀板作 直 线运 动的阀 门来说， 用 l O 0 表示阀门开度。其 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载