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全焊接球閥球體與閥桿一體化設(shè)計(jì)與分析

Author:永嘉球勝閥門有限公司 Published on:2015-9-23 17:52:28

全焊接球閥球體與閥桿一體化設(shè)計(jì)與分析 

  球閥、全焊接球閥閥門是流體管路的控制裝置,其基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通,改變介質(zhì)的流動(dòng)方向,調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量,保護(hù)管路設(shè)備的正常運(yùn)行。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,閥門需求量不斷增長(zhǎng)。一幢現(xiàn)代高樓需要大量的閥門,一個(gè)現(xiàn)代化的石油化工裝置就需要上萬(wàn)只各式各樣的閥門。
  球閥、全焊接球閥是20世紀(jì)50年代問(wèn)世的一種新型閥門,具有外型尺寸小、質(zhì)量較輕、密封性好、流體阻力小、開關(guān)迅速方便、便于氣控和電控、使用壽命長(zhǎng)、安全可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的歡迎,因此在各行各業(yè)的管道上被廣泛采用。很多單位和機(jī)構(gòu)開始研究高質(zhì)量的球閥,無(wú)論從閥體、球體、閥桿、球座、密封元件、驅(qū)動(dòng)裝置等,都得到了很大程度的發(fā)展。隨著球閥的廣泛使用,對(duì)其設(shè)計(jì)提出了更高的要求,本文就球體與閥桿一體化方面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與分析,使球閥的部分性能得到了優(yōu)化,使之能更加安全,穩(wěn)定的工作。
 
球閥、全焊接球閥存在問(wèn)題
 
  現(xiàn)在普遍使用的球閥、全焊接球閥大都是球體與閥桿是兩個(gè)獨(dú)立的零件。通過(guò)連接處的間隙配合,使之達(dá)到開啟閉合的效果,這樣的連接形式,使用時(shí)間久了就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)不準(zhǔn)確,帶來(lái)很大的危害。例如在煤制油、油改煤以及煤氣化等煤化工系統(tǒng)處于介質(zhì)(煤渣)高硬度、高壓力及高溫度的工況下,閥門應(yīng)具有耐磨、耐沖刷及快速切斷等功能。閥門啟閉頻繁且速度快(30min動(dòng)作一次,5~10s/次),在這種情況下閥門的轉(zhuǎn)動(dòng)必須準(zhǔn)確,否則會(huì)對(duì)密封性、使用壽命、流量和流速有嚴(yán)重的影響。
  對(duì)球閥、全焊接球閥來(lái)說(shuō),閥桿與球體接觸部位應(yīng)力過(guò)大,很容易引起硬化層的剝落,從而使轉(zhuǎn)動(dòng)精度降低。例如,本來(lái)是閥桿旋轉(zhuǎn)90°而終止,由于硬化層的脫落,結(jié)果球體有可能旋轉(zhuǎn)了88°,這樣會(huì)帶來(lái)一定的阻力,會(huì)使閥門的壽命大大縮短,而且硬化層的脫落會(huì)導(dǎo)致密封失效。
 
當(dāng)啟閉閥門時(shí),閥桿與球體的作用部位就會(huì)形成比壓,由于閥桿與球體之間的連接是間隙配合,導(dǎo)致在接觸面上的比壓分布也是不均勻的(圖2),越靠近閥桿的邊緣部分?jǐn)D壓應(yīng)力δzy越大,這樣造成邊緣部分因應(yīng)力過(guò)大而提前使表面層脫落。相比之下,中間部分所受到的應(yīng)力會(huì)相應(yīng)減少。
 
 
由于存在應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)象,會(huì)對(duì)閥門的使用壽命造成一定的影響。
 
在特定的環(huán)境中,閥桿有沖出體外的可能。閥桿沖出體外,導(dǎo)致閥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不能帶動(dòng)球體的轉(zhuǎn)動(dòng),這樣就不能使球閥進(jìn)行正常的工作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成重大事故。對(duì)于上述這些情況,把球體與閥桿做成一個(gè)整體,使閥桿球體一體化,就會(huì)避免這種因間隙配合引起的種種失效,同時(shí)也不會(huì)使閥桿沖出體外。
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