文档介绍:截止阀铸造阀体的结构设计
文/石荐畅
摘要
本文从铸造、加工、经济性方面阐述了截止阀铸造阀体的结构设计。
一、简述
截止阀是现代工业中不可或缺的流体控制产品,在管线中起到截断和节流的作用。截止 阀属于通用阀类别,使用量很大大,且应门端部通道面积
国标和美标截止阀的阀门端部尺寸分别根据GB/T 12224《刚制阀门一般要求》和ASME B16. 34《法兰、螺纹和焊接连接的阀门》的附录“阀门公称尺寸和阀体端部基本内径关系表”
确定。
阀门腰鼓喉部过流面积
第一可根据图2使用CAD作图法求出近似面积,第二可使用三维软件建模求出面积。
图2使用CAD求过流面积
截止阀腰鼓喉部过流面积应不小于于阀座开口面积,保证流体具有好的流动性。由图1 可知其过流面积的大小主要取决于图1中的R(O值、D值、E值和阀门结构长度之间的关 系,原则上应以RC半径值尽量扩大以不影响端法兰背面装配螺母空间为限度,满足过流面 积的同时,尽量减小D值,以免过多的增加阀门的外形尺寸和重量。
截止阀的阀座最小开口面积
在API 623-2013的5. 3. 5. 1章节和GB/T 12235-2007中4. 4. 6章节有明确的规定,在 BS1873-1975中规定了截止阀各流道处的面积尽可能接近阀体通道面积。在实际的设计中多 以API 623为参考,同时要考虑Cv值是否满足使用要求。GB/T 12235中的数据在实际设计 中会使阀门过于庞大。
阀门开启时阀瓣和阀座之间的过流面积
此处过流面积由阀门的最大开启行程确定,阀瓣提升后和阀座之间的圆柱外圆面积应该大 于等于阀门端部通道的面积。行程通常为圆柱截面高度约为阀门通道直径的1/4,加上阀瓣 底部到阀座上台肩的距离L(图3)o
图3阀瓣底部到阀座上台肩的距离
和第2条计算方式相同,不再叙述。
确定法兰铸造过渡斜度
铸造阀体的端法兰和中法兰颈部应设置铸造过渡段,用以确保铸造的质量。过渡段的尺寸 可按表1 (ZQ4254-2006《铸造过渡斜度》摘)执行或者根据铸造工艺给定,根据GB/T 150 的规定带有过渡斜边的法兰h还应该大于1. 5gOo
图4法兰铸造过渡斜度
hi
表1铸造过渡斜度尺寸单位:mm
法兰厚度hl
h
K
R
10~15
15
3
5
>15~20
20
4
5
>20~25
25
5
5
>25~30
30
6
8
>30~35
35
7
8
>35~40
40
8
10
>40~45
45
9
10
>45~50
50
10
10
>50~55
55
11
10
>55~60
60
12
15
>60~65
65
13
15
>65~70
70
14
15
>70~75
75
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(5) 铸造的通用性
铸造模具本身铸造工艺复杂,制作周期较长,并且成本高。那么在设计阀体模具图的时 候应着重考虑常用结构的通用性,以减少管理成本和人工成本。主要有以下几个可通用部位:
法兰密封面,如:RF、FF、FM、RJ密封面模具通用。
独立阀座和本体堆焊模具通用。
阀体上常用连接件部位的铸造凸台。
(6) 阀座配合面的设计
截止阀的独立