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多层次金属密封蝶阀设计 多层次金属密封蝶阀设计

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1、地补偿了轴套与阀体之间的公差带及阀杆在介质压力下的弹性变形,解决了阀门在双向互换的介质输送过程中存在的密封问题。采用软性型两侧多层不锈钢片组成密封圈,具有金属硬密封和软密封的双重优点,无论在低温和高温情况下,均具有零渗漏的密封性能。当逆流状态时,阀板与阀座之间的密封靠驱动装置的力矩使阀板压向阀座。随着反向介质压力的增大,阀板与阀座之间的单位正压力小于介质压强时,调节环的弹簧在受载后所储存的变形能补偿阀板与阀座密封面的紧压力起到自动补偿作用。因此本实用新型不像现有的技术那样,在阀板上安装软硬多层密封圈,而是直接安装在阀体上,在压板和阀座中间增设调节环是十分理想的双向硬密封方式。它将可取代闸阀截止阀及球形阀五密封结构分析低温阀门产生泄漏的原因主要有两种情况,是内漏二是外漏。阀门产生内漏主要原因是密封副在低温状态下产生变形所致。

2、设计台满足下列条件的阀门.结构形式多层次蝶阀.工作温度.适用介质水油混合气体.公称压力.公称通径“.连接形式法兰连接.驱动形式电动.制造技术要求按.的规定.法兰连接尺寸按.的规定.结构长度尺寸按的规定。二蝶阀概述和用途金属硬密封三偏心蝶阀是种高性能蝶阀产品。其主要特点是双向密封零泄漏,启闭力矩小,使用寿命长。这种阀门的安装操作维护十分方便,为最大限度满足工况需求,阀门的驱动装置可进行多种配置电动气动蜗轮传动等,如今该系列产品已被石油化工电厂炼厂城市供热管网以及给排水系统等行业管路系统中作启闭和调节装置而广泛使用。本产品主体材料采用等阀座密封面堆焊司太力硬质合金或不锈钢制造,蝶板密封面为不锈钢石墨或橡胶石棉板层压结构,用于工作温度以下工况,介质为水气体蒸汽油品酸碱以及含颗粒性流体等。三蝶阀在发展过程中形成的分类同心蝶阀该种。

3、密封,提高了蝶阀的密封性能及延长使用寿命的优点。但是,这种蝶阀在使用过程中仍然存在以下问题。由于多层软硬叠式密封圈固定在阀板上,当阀板常开状态时介质对其密封面形成正面冲刷,金属片夹层中的软密封带受冲刷后,直接影响密封性能。受结构条件的限制该结构不适应做通径以下阀门,原因是阀板整体结构太厚,流阻大。因三偏心结构的原理,阀板的密封面与阀座之间的密封是靠传动装置的力矩使阀板压向阀座。正流状态时,介质压力越高密封挤压越紧。当流道介质逆流时随着介质压力的增大阀板与阀座之间的单位正压力小于介质压强时,密封开始泄漏。高性能三偏心双向硬密封蝶阀,其特征在于所述阀座密封圈由软性形密封环两侧多层不锈钢片组成。阀板与阀座的密封面为斜圆锥结构,在阀板斜圆锥表面堆焊耐温耐蚀合金材料固定在调节环压板之间的弹簧与压板上调节螺栓装配起的结构。这种结构有。

4、具有良好的流量调节特性。碟阀既可用作切断阀,也可用作调节阀。近年来,随着结构和密封材料的改进,其密封性能也大大提高。由于以上种种优点,碟阀在工业上得到了越来越广泛的应用。蝶阀具有结构紧凑体积小重量轻与相同压力,相同通径的闸阀相比可减轻流体阻力小启闭迅速等系列优点。但我国些低温装置如天燃液化设备空气分离设备以及变压吸附设备等化工行业所采用的阀门有以上是截止阀或闸阀,采用蝶阀的数量很少。分析其原因主要是金属密封蝶阀在低温状况下密封性能不良,以及其它些因结构不合理等原因造成介质内漏和外漏,严重的影响这些低温设备的安全和正常运行,不能满足低温设备的要求。根据我国低温装置的不断发展,对低温阀门的要求日益增大,为适应市场经济发展的需要,对金属密封蝶阀进行结构上的改进,研制出种三偏心纯金属高密封性能的蝶阀。如图所示图三偏心蝶阀设计要求。

5、的最大特点就是从根本上改变了密封构造不再是位置密封而是扭力密封即不是依靠阀座的弹性变形而是完全依靠阀座的接触面压来达到密封效果因此举解决了金属阀座零泄漏这难题并因接触面压与介质压力是成正比的耐高压高温也迎刃而解。四蝶阀的现状和发展趋势三偏心金属硬密封蝶阀高寿命密封好,目前,蝶阀作为种用来实现管路系统通断及流量控制的部件,已在石油化工冶金水电等许多领域中得到极为广泛地应用。在已公知的蝶阀技术中,其密封形式多采用密封结构,密封材料为橡胶聚四氟乙烯等。由于结构特征的限制,不适应耐高温高压及耐腐蚀抗磨损等行业。现有种比较先进的蝶阀是三偏心金属硬密封蝶阀,阀体和阀座为连体构件,阀座密封表面层堆焊耐温耐蚀合金材料。多层软叠式密封圈固定在阀板上,这种蝶阀与传统蝶阀相比具有耐高温,操作轻便,启闭无磨擦,关闭时随着传动机构的力矩增大来补偿。

6、。当介质温度下降到使材料产生相变时造成体积变化,使原本研磨精度很高的密封面产生翘曲变形而造成低温密封不良。我们曾对阀门进行低温试验,介质为液氮蝶板材料为没经过低温处理发现密封面翘曲变形量达.左右,这是造成内漏的主要原因。新研制的蝶阀由平面密封改为锥面密封。阀座是个斜圆锥椭圆密封面,与嵌装在蝶板上的正圆形弹性密封环组成密封副。密封环可在蝶板槽内径向浮动。当阀门关闭时,弹性密封环首先和椭圆密封面的短轴接触,随着阀杆的转动逐渐将密封环向内推,迫使弹性环再和斜圆锥面的长轴接触,最终导致弹性密封环与椭圆密封面全部接触。它的密封是依靠弹性环产生变形而达到的。因此当阀体或蝶板在低温下产生变形时,都会被弹性密封环来吸收补偿,不会产生泄漏和卡死现象。当阀门打开时这弹性变形立即消失,在启闭过程中基本没有相对磨擦,故使用寿命长。阀门的外漏其是。

7、蝶阀的结构特征为阀杆轴心蝶板中心本体中心在同位置上。结构简单制造方便。常见的衬胶蝶阀即属于此类。缺点是由于蝶板与阀座始终处于挤压刮擦状态阻距大磨损快。为克服挤压刮擦保证密封性能阀座基本上采用橡胶或聚四氟乙烯等弹性材料但也因而在使用上受到温度的限制这就是为什么传统上人们认为蝶阀不耐高温的原因。单偏心蝶阀为解决同心蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题由此产生了单偏心蝶阀其结构特征为阀杆轴心偏离了蝶板中心从而使蝶板上下端不再成为回转轴心分散减轻了蝶板上下端与阀座的过度挤压。但由于单偏心构造在阀门的整个开关过程中蝶板与阀座的刮擦现象并未消失在应用范围上和同心蝶阀大同小异故采用不多。双偏心蝶阀在单偏心蝶阀的基础上进步改良成型的就是目前应用最广泛的双偏心蝶阀。其结构特征为在阀杆轴心既偏离蝶板中心也偏离本体中心。双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能。

8、动安全可靠,并且使阀门的启闭位置准确。由于上述的优良性能使得该系列产品可替代闸阀旋塞阀等其它种类阀门使用,而尺寸和重量却减轻了许多。可以做调节流量装置使用。七阀杆的设计计算阀杆设计简图如图所示图阀杆阀杆强度计算阀杆总力矩密封面摩擦系数密封比压其中,设计中给定的参数密封面最大直径密封面最小直径公称压力将以上数据代入式可以求出密封比压.查实用阀门设计手册可得必须比压.许用比压比压需要满足条件,通过上面的计算,符合设计要求。密封面半径.查文献可得蝶板密封面半径把代入式可以求得密封面半径.查文献可得偏心距离密封材料摩擦系数.密封面接触宽度将以上数据代入式可得•轴承摩擦力矩阀杆轴承载荷其中,设计中给定的参数蝶板直径公称压力将以上数据代入式得查文献可得轴承摩擦系数.其中,设计中给定的参数阀杆直径.将以上数据代入式得•密封填料摩擦力矩。

9、迅即脱离阀座大幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压刮擦现象减轻了开启阻距降低了磨损提高了阀座寿命。刮擦的大幅度降低同时还使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座提高了蝶阀在高温领域的应用。但因为其密封原理属位置密封构造即蝶板与阀座的密封面为线接触通过蝶板挤压阀座所造成的弹性变形产生密封效果故对关闭位置要求很高特别是金属阀座承压能力低这就是为什么传统上人们认为蝶阀不耐高压泄漏量大的原因。三偏心蝶阀要耐高温必须使用硬密封但泄漏量大要零泄漏必须使用软密封却不耐高温。为克服双偏心蝶阀这矛盾又对蝶阀进行了第三次偏心。其结构特征为在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时使蝶板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线也就是说经过第三次偏心后蝶板的密封断面不再是真圆而是椭圆其密封面形状也因此而不对称边倾斜于本体中心线另边则平行于本体中心线。这第三次偏心。

10、管路中心线形成第二个偏心,其偏心的目的是使蝶板在开启至大约后蝶板密封圈与阀座相脱离以减少摩擦提高使用寿命,适用于正锥面密封。三偏心结构即在双偏心基础上增加第三个偏心即锥面中心线倾斜于通道中心线,这结构形式即实现了凸轮效应,又完全消除了阀门启闭过程中密封圈与阀座间大约的磨损.密封原理蝶板上弹性密封圈由不锈钢薄板与柔性石墨压合而成,即具有金属的刚性,同时又有迷宫式的密封性,当向阀杆施加扭矩时,密封圈与阀座产生弹性楔块效应,使密封圈发生柔动和径向压缩,从而用最小扭矩实现最严密的切断。特点扭矩弹性密封使阀门实现持久的可靠密封,实现双向零泄漏性能。三偏心结构原理,消除了蝶板在旋转过程中密封圈与同座间的摩损。司太立硬表面阀座可适用多种工况使用,寿命长,维修少。金属密封与石墨的耐高温性能,使阀门具有本质火灾安全性。外档圈式防阀杆轴向窜。

11、填料的密封比压其中,设计中给定的参数强度试验压力填料宽度将以上数据代入式可得.填料对阀杆作用力其中,设计中给定的参数填料深度阀杆直径将以上数据代入式得查文献可得填料或阀杆直径.其中,设计中给定的参数柔性石墨摩擦系数.将以上数据代入式得•蝶板静水力矩查文献可得水重度将以上数据代入式得.•把求出的,代入得.•阀杆总输出力矩•通过以上计算可以得到阀杆总输出力矩为•。二阀杆的强度校核计算轴径阀杆总输出力矩•查文献可得阀杆所受的扭转剪切应力.设计中给定的参数实际轴径前轴径,后轴径,通过上面的计算得到.小于实际轴径,在设计范围内,符合设计要求。八阀体的设计计算设计简图如图所示图阀体阀体壁厚设计计算阀体壁厚其中,设计中给定的参数公称压力.查阀门设计计算手册可得阀体内腔最大直径材料的许用拉应力.附加裕量.将以上数据代入式可以求出.查文献。

12、阀门与管路采用法兰连接方式时,由于连接垫料连接螺栓以及连接件在低温下材料之间收缩不同步产生松弛而导至泄漏。因此我们把阀体与管路的连接方式由法兰连接改为焊接结构,避免了低温泄漏。其二是阀杆与填料处的泄漏。般多数阀门的填料采用,因为它的自滑性能好摩擦系数小对钢的摩擦系数,又具有独特的化学稳定性,因此得到广泛应用。但也有不足之处,是冷流倾向大二是线膨胀系数大,在低温下产生冷缩导致渗漏,造成阀杆处大量结冰,至使阀门开启失灵。为此研制的低温蝶阀采用自缩密封结构即利用膨胀系数大的特点,通过予留的间隙达到常温低温都可以密封的目的。六主要技术参数及采用标准三偏心原理金属硬密封蝶阀根据结构特点可分为单偏心或双偏心结构单偏心结构即蝶板轴心偏离密封面,设有力矩预紧作用,摩擦力大,因而很少采用双偏心结构设计时将轴心偏离密封面形成第个偏心,轴偏离。

参考资料:

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[3]多功能高压清洗车改装设计(第2355294页,发表于2022-06-24)

[4]多功能路面清雪车的整体布置设计(第2355293页,发表于2022-06-24)

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[6]多功能自动跑步机机械部分设计(第2355288页,发表于2022-06-24)

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[10]多功能笔架盒塑料件注射模设计(第2355283页,发表于2022-06-24)

[11]多功能的电动跑步机的设计(第2355280页,发表于2022-06-24)

[12]多功能电动跑步机设计(第2355279页,发表于2022-06-24)

[13]多功能甘蔗中耕田管机改进设计(第2355278页,发表于2022-06-24)

[14]多功能焊台的设计(第2355276页,发表于2022-06-24)

[15]多功能清雪车总体布置设计(第2355275页,发表于2022-06-24)

[16]多功能清洗车改装设计(第2355274页,发表于2022-06-24)

[17]多功能材料试验机设计(第2355272页,发表于2022-06-24)

[18]多功能智能网球捡球机设计(第2355270页,发表于2022-06-24)

[19]多功能播种机总体设计(第2355268页,发表于2022-06-24)

[20]多功能推车梯子的设计(第2355265页,发表于2022-06-24)

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