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想知道单座调节阀设计技术就看这篇吧

发布时间:2022-03-02

1.阀体组件装配图(下图所示)

单座调节阀阀体装配图

单座调节阀阀体装配图

2.设计计算

调节阀作为管道系统的一个重要组成部分,应保证安全可靠地执行管道系统对阀门提出的使用要求。因此,其设计必须满足工作介质的压力、温度、腐蚀性、流体特性以及操作、制造、安装、维修等方面对阀门提出的全部要求。

(1)设计前的准备 设计调节阀前,必须明确给定的技术数据,即“设计输入”,在此基础上方可正确地完成设计。

1)调节阀“设计输入”必须具备以下基本数据:

①阀门的用途或种类。
②介质的流量。
③介质的工作压力及设计压力。
④介质的工作温度及设计温度。
⑤介质的物理、化学性能(腐蚀性、易燃易爆性、毒性、物态等)。
⑥公称通径。
⑦结构长度要求。
⑧与管道的连接形式。
⑨阀门的操作方式(气动、电动、电液、手动等)。

2)在进行调节阀技术设计和图样设计前,应掌握的数据和技术要求如下:

①阀门的流通能力和流体阻力系数。
②阀门的启闭速度和启闭次数。
③驱动装置的能源特性(空气压力、交流电或直流电、电压等)。
④阀门的工作环境及保养条件(是否防爆,是否为热带、寒冷气候条件等)。
⑤外形尺寸的限制。
⑥质量的限制。
⑦抗振要求。
⑧经济性。

(2)阀门设计程序(如下表所示)

设计和开发策划 1.设计和开发阶段
2.适用于每个设计和开发阶段的评审、验证和确认活动
3.设计和开发的责任及权限
设计和开发输入 1.功能和性能要求
2.适用的法律法规要求
3.以前类似设计提供的信息
4.设计和开发必须满足的其他要求
设计和开发输出 1.满足设计和开发输入的要求
2.给出采购、生产和服务提供的适当信息
3.包含或引用产品接受标准
4.规定保证产品安全和正常使用所必需的产品特性
设计和开发评审 1 .评价设计和开发的结果满足要求的能力
2.识别任何问题并提出必要措施
设计和开发验证 1.变换方法进行计算
2.与已证实的类似设计进行比较
3.试验和演示
设计和开发确认 以产品鉴定的方式进行确认
设计和开发更改 ——

(3)主要零件设计

1)阀体设计。阀体是阀门的主要组成部分,用于连接管道和实现流体通路,而且可安置阀内件、接触各种介质并承受流体压力,应符合使用压力、温度、冲蚀、腐蚀条件等各方面的要求,并根据工程实践、安装要求决定阀体形状、结构和连接形式。阀体型式、材料是两大要素。

2)阀内件设计。国家标准GB/T 17213.1—2015《工业过程控制阀第1部分:控制阀术语和总则》(等效于IEC 60534-1:2005)对阀内件(valve trim)的定义:阀内接触被控流体的功能部件,如截流件、阀座、套筒、阀杆,以及连接阀杆与截流件的部件等。阀体、阀盖、底法兰和垫圈等不属于阀内件。

阀内件是与流体直接接触的、阀内可拆卸的,具有改变流通截面积和截流件导向等作用的零部件的总称,包括典型截流件的阀芯和阀座,还包括套筒、阀杆以及减噪器、抗空化汽蚀部件、导向件、密封件、固定件等。阀内件的主要功能首先是使流通截面积按一定规则和比例变化,实现流通能力和阀芯/阀杆行程之间的相互关系,其次是保证紧密关闭符合国内和国际标准规定的泄漏率。

阀芯是阀内件中最为关键的部件之一,同时,它是控制阀的可动部件。阀芯与阀座配合使用,可紧密关闭切断流体,可通过改变截流截面积来调节流体通过量,从而达到过程控制的目的。阀芯的形状(或笼式阀的套筒开口形状)决定着控制阀的流量特性,如常见的线性、等百分比特性、快开特性和抛物线特性等。阀芯阀座的尺寸以及阀内流路决定着控制阀的最大流通能力。阀芯阀座的选材及其工艺处理决定着控制阀的应用工况和可靠性。阀芯阀座以及阀内件的设计直接反映了控制阀厂家的技术水平。

3)阀芯设计。为了获得不同的阀门特性,阀芯的结构多种多样,一般分为直行程和角行程两大类。单座式调节阀一般都是顶部导向的直行程调节阀,采用最多的是柱塞型阀芯、V开口型阀芯和套筒型阀芯,以及用于小流量的针形或圆柱铣槽阀芯,还有抗空化汽蚀的多级阀芯和特殊设计阀芯,如图下图所示。

单座调节阀阀芯设计

单座调节阀阀芯设计

4)填料设计。控制阀的密封填料由填料函部件和填料组成,用于实现对阀杆运动的动密封,是防止调节阀外泄漏、保证阀杆正常提升以及维持调节阀静态和动态特性所不可忽视的部件。在调节阀运行中所有发生的故障统计中,密封填料泄漏的故障率较高,甚至会造成工艺系统停车或引发环境污染。密封填料的使用由来已久,一些机泵也使用填料作为静、动密封。密封填料部件易于加工、操作简单、价格不高,这使得部分厂商在设计和选用调节阀时对其考虑较少,细节设计不到位。随着流程工业对控制要求和功能安全要求的不断提高,对控制阀环保场合泄漏量的密封性能、动密封的长久性能和延长检维修周期的要求也不断提高,使控制阀密封填料变得重要起来。如何设计出结构合理、安全可靠的密封填料,是上海川沪阀门厂的长期研究内容。

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