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想知道單座調節閥設計技術就看這篇吧

發布時間:2022-03-02

1.閥體組件裝配圖(下圖所示)

單座調節閥閥體裝配圖

單座調節閥閥體裝配圖

2.設計計算

調節閥作為管道系統的一個重要組成部分,應保證安全可靠地執行管道系統對閥門提出的使用要求。因此,其設計必須滿足工作介質的壓力、溫度、腐蝕性、流體特性以及操作、制造、安裝、維修等方面對閥門提出的全部要求。

(1)設計前的準備 設計調節閥前,必須明確給定的技術數據,即“設計輸入”,在此基礎上方可正確地完成設計。

1)調節閥“設計輸入”必須具備以下基本數據:

①閥門的用途或種類。
②介質的流量。
③介質的工作壓力及設計壓力。
④介質的工作溫度及設計溫度。
⑤介質的物理、化學性能(腐蝕性、易燃易爆性、毒性、物態等)。
⑥公稱通徑。
⑦結構長度要求。
⑧與管道的連接形式。
⑨閥門的操作方式(氣動、電動、電液、手動等)。

2)在進行調節閥技術設計和圖樣設計前,應掌握的數據和技術要求如下:

①閥門的流通能力和流體阻力系數。
②閥門的啟閉速度和啟閉次數。
③驅動裝置的能源特性(空氣壓力、交流電或直流電、電壓等)。
④閥門的工作環境及保養條件(是否防爆,是否為熱帶、寒冷氣候條件等)。
⑤外形尺寸的限制。
⑥質量的限制。
⑦抗振要求。
⑧經濟性。

(2)閥門設計程序(如下表所示)

設計和開發策劃 1.設計和開發階段
2.適用于每個設計和開發階段的評審、驗證和確認活動
3.設計和開發的責任及權限
設計和開發輸入 1.功能和性能要求
2.適用的法律法規要求
3.以前類似設計提供的信息
4.設計和開發必須滿足的其他要求
設計和開發輸出 1.滿足設計和開發輸入的要求
2.給出采購、生產和服務提供的適當信息
3.包含或引用產品接受標準
4.規定保證產品安全和正常使用所必需的產品特性
設計和開發評審 1 .評價設計和開發的結果滿足要求的能力
2.識別任何問題并提出必要措施
設計和開發驗證 1.變換方法進行計算
2.與已證實的類似設計進行比較
3.試驗和演示
設計和開發確認 以產品鑒定的方式進行確認
設計和開發更改 ——

(3)主要零件設計

1)閥體設計。閥體是閥門的主要組成部分,用于連接管道和實現流體通路,而且可安置閥內件、接觸各種介質并承受流體壓力,應符合使用壓力、溫度、沖蝕、腐蝕條件等各方面的要求,并根據工程實踐、安裝要求決定閥體形狀、結構和連接形式。閥體型式、材料是兩大要素。

2)閥內件設計。國家標準GB/T 17213.1—2015《工業過程控制閥第1部分:控制閥術語和總則》(等效于IEC 60534-1:2005)對閥內件(valve trim)的定義:閥內接觸被控流體的功能部件,如截流件、閥座、套筒、閥桿,以及連接閥桿與截流件的部件等。閥體、閥蓋、底法蘭和墊圈等不屬于閥內件。

閥內件是與流體直接接觸的、閥內可拆卸的,具有改變流通截面積和截流件導向等作用的零部件的總稱,包括典型截流件的閥芯和閥座,還包括套筒、閥桿以及減噪器、抗空化汽蝕部件、導向件、密封件、固定件等。閥內件的主要功能首先是使流通截面積按一定規則和比例變化,實現流通能力和閥芯/閥桿行程之間的相互關系,其次是保證緊密關閉符合國內和國際標準規定的泄漏率。

閥芯是閥內件中為關鍵的部件之一,同時,它是控制閥的可動部件。閥芯與閥座配合使用,可緊密關閉切斷流體,可通過改變截流截面積來調節流體通過量,從而達到過程控制的目的。閥芯的形狀(或籠式閥的套筒開口形狀)決定著控制閥的流量特性,如常見的線性、等百分比特性、快開特性和拋物線特性等。閥芯閥座的尺寸以及閥內流路決定著控制閥的大流通能力。閥芯閥座的選材及其工藝處理決定著控制閥的應用工況和可靠性。閥芯閥座以及閥內件的設計直接反映了控制閥廠家的技術水平。

3)閥芯設計。為了獲得不同的閥門特性,閥芯的結構多種多樣,一般分為直行程和角行程兩大類。單座式調節閥一般都是頂部導向的直行程調節閥,采用多的是柱塞型閥芯、V開口型閥芯和套筒型閥芯,以及用于小流量的針形或圓柱銑槽閥芯,還有抗空化汽蝕的多級閥芯和特殊設計閥芯,如圖下圖所示。

單座調節閥閥芯設計

單座調節閥閥芯設計

4)填料設計。控制閥的密封填料由填料函部件和填料組成,用于實現對閥桿運動的動密封,是防止調節閥外泄漏、保證閥桿正常提升以及維持調節閥靜態和動態特性所不可忽視的部件。在調節閥運行中所有發生的故障統計中,密封填料泄漏的故障率較高,甚至會造成工藝系統停車或引發環境污染。密封填料的使用由來已久,一些機泵也使用填料作為靜、動密封。密封填料部件易于加工、操作簡單、價格不高,這使得部分廠商在設計和選用調節閥時對其考慮較少,細節設計不到位。隨著流程工業對控制要求和功能安全要求的不斷提高,對控制閥環保場合泄漏量的密封性能、動密封的長久性能和延長檢維修周期的要求也不斷提高,使控制閥密封填料變得重要起來。如何設計出結構合理、安全可靠的密封填料,是上海川滬閥門廠的長期研究內容。

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