1、概述

截止閥具有結(jié)構(gòu)簡單、制造維修方便、啟閉行程短速度快、密封面間摩擦小、使用壽命長、啟閉力矩小等特點(diǎn)， 而氣動(dòng)截止閥更使其具備了實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化、便于遠(yuǎn)程控制的特點(diǎn)。

2、介質(zhì)流向

GB/T12235《石油、石化及相關(guān)工業(yè)用鋼制截止閥和升降式止回閥》標(biāo)準(zhǔn)中未對其流向作出規(guī)定，所以在設(shè)計(jì)時(shí)存在流向的選擇問題。

本文擬通過一具體的案例，對該問題進(jìn)行探討。

3、閥瓣受力分析

3.1閥門基本參數(shù)

閥門公稱口徑?65mm（設(shè)計(jì)給定）

閥門公稱壓力?6.4MPa （設(shè)計(jì)給定）

使用溫度：30℃ （設(shè)計(jì)給定）

使用介質(zhì)：氮?dú)?/span> （設(shè)計(jì)給定）

閥體材料：WCB （設(shè)計(jì)給定）

閥門密封面材質(zhì)：鈷基硬質(zhì)合金 （設(shè)計(jì)給定）

閥門密封寬度：2mm （設(shè)計(jì)給定）

閥門密封面面積：415m?㎡ （設(shè)計(jì)給定）

密封面必須比壓：30.8MPa（表 3-13）

密封面許用比壓：250MPa（表 3-14）

閥桿直徑：28mm （設(shè)計(jì)給定）

填料總高度：60mm （設(shè)計(jì)給定）

填料寬度：6mm （設(shè)計(jì)給定）

氣缸直徑：280mm （設(shè)計(jì)給定）

氣源計(jì)算壓力：0.6MPa （設(shè)計(jì)給定）

填料系數(shù)：1.43 （表 3-15）

3.2閥瓣的受力情況見圖 1

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圖 1 閥瓣的受力情況

3.3受力計(jì)算

FC：故障關(guān)

FO：故障開

Fs：彈簧力，設(shè)計(jì)給定，24000N

Fg：氣缸推力0.785╳280╳280╳0.6=36926N

Qt：填料摩擦力 1.43╳28╳6╳6.4=1538N

Fd：最大下行介質(zhì)推力0.785╳65╳65╳6.4=21226N

推力范圍為：0~21226N

Fo：最大上行介質(zhì)推力0.785╳65╳65╳6.4=21226N

推力范圍為：0~21226N

?F：合力

從受力計(jì)算結(jié)果得知，不論是在 FO?或?????FC 情況下，高進(jìn)低出結(jié)構(gòu)既滿足大于必須比壓但不大于許用比壓的要求。

4、分析

選用低進(jìn)高出流向，在閥門關(guān)閉時(shí)，閥門中法蘭墊片和填料不受壓，這是有利的方面。

選用高進(jìn)低出流向，閥門在關(guān)閉過程中， 由于有介質(zhì)的力量作用于閥瓣的上方，有助于閥門快速平穩(wěn)地關(guān)閉，并且改善了閥桿受力情況，閥桿穩(wěn)定性大大提高。

5、結(jié)語

對于中大口徑和壓力的單作用氣動(dòng)截止閥，如果采用低進(jìn)高出型式，介質(zhì)對閥瓣的向上推力很大，為保證密封，必須加大氣缸直徑和彈簧的作用力，同時(shí)，由于氣缸是直行程，無絲桿螺母傳動(dòng)的自鎖效應(yīng)。所以， 從經(jīng)濟(jì)性和密封可靠性的角度來說，選用高進(jìn)低出是較理想的。同時(shí)，閥體上應(yīng)有永久性流向標(biāo)記，并在使用說明書上提醒使用單位此閥門不適用于需要雙向密封的場合，必須按流向安裝。

參考文獻(xiàn)：

GB/T12235-2007《石油、石化及相關(guān)工業(yè)用鋼制截止閥和升降式止回閥》

實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊（第 2 版）