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“m”型蝶阀的设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-10-15 01:07:41 浏览次数:267
目前

广泛应用于市政、石油、化工、轻工等给排水行业。蝶阀的种类很多,有中心线式、单偏心、双偏心甚至三偏心。然而,它们都有一个共同的特点:通常都有阀盖,而且由于蝶板是铸铁铸件,长期暴露在空气、水和其他介质中,{今日热}严重腐蚀,污染环境。同时阀杆贯穿整个蝶板,通流面积小,扭矩大。此外,阀门中有许多零件,这使得维护困难。”M”蝶阀是一种新型独特的阀门,它完全克服了现有蝶阀行业的一些技术缺陷,全面提高了阀门的性能。


二、结构及工作原理


“m”型蝶阀结构简单。它是一种单偏心软密封蝶阀,具有上下阀杆。蝶板上涂有密封胶。蝶板两端的密封面设计为“m”形,使蝶板与阀体之间实现双重密封,“m”橡胶层之间会密封一段空气,密封效果会更好。该阀主要由阀体、上下阀杆、全套橡胶阀板、内螺纹圆柱销等部件组成。其结构如图1所示。逆时针方向转动主阀板,使其垂直于阀板的上半部分。关闭阀门时,用扳手顺时针缓慢转动主阀杆上部的方榫,使蝶板与法兰面平行。


三、装配方法


装配过程中,用煤油清洗所有零件,首先将蝶板移入阀体,在主、副阀杆表面涂硅脂{hottag},安装挡圈2和O形密封圈4与蝶板内孔连接,然后用橡胶锤敲打蝶板,使其完全嵌入阀体中,试水完成后,向销钉上端注入液体密封胶。



四、性能


“m”型蝶阀在蝶板两端密封面上设计成“m”形(详见图1放大图),与阀体密封时形成双重密封,有效解决了阀门启闭过程中密封面磨损的问题,使用寿命长,另外,阀门采用上下两级阀杆和单偏心结构,增加了阀门的流通面积。该阀的水头损失和操作扭矩均小于同规格普通蝶阀。
整个蝶板涂胶,不污染水质,保护蝶板。特别适用于食品饮料行业。阀杆与蝶板连接采用内螺纹圆柱销,销端面涂液体密封胶。在实际使用中,拆装维修非常方便,生产成本低。


五、设计计算


1.“m”型蝶阀阀体的最小壁厚
采用ASMEB16.34附录中的壁厚计算公式计算。


2.偏心蝶阀阀杆扭矩计算
采用以下公式,扭矩计算示意图如图2所示。
MD=mm+MT+MJ+MD(1)
,式中MD——阀杆扭矩,单位为n·mm;
mm——密封面间摩擦力矩,单位为n·mm。



QM——密封面所需比压,单位为兆帕(见表或计算);
r——蝶板密封半径,单位为毫米;
BM——密封面接触宽度,单位为毫米;
FM——密封面间摩擦系数(橡胶为018-110)
H——偏心率阀杆与蝶板中心之间,单位:mm;
MT——密封填料的摩擦力矩(因阀杆用“O”形密封圈密封而忽略不计);
MJ——静液力矩,单位:n·mm(见表或计算);
MD——水动力扭矩,单位:n·mm(见表或计算)。


3.蝶板厚度计算(如图3所示)
B=01054 D3h(3)
式中B为蝶板最大厚度,单位为mm;
d为蝶阀流道直径,单位为mm
(见表,一般B/d=0115-0125(图2);
H——最大静水压头(水锤升压介质),单位为米
H=100(P+ΔP)(4)
P——设计压力(通常P=PN),单位为兆帕(MPa)。



ΔP为蝶阀快速关闭时管道内产生的水锤压力上升值,单位为兆帕;
V——介质流量,(见表)单位为m/h;
T——蝶板从全开到全关的时间(仰视选择)表),单位:s。


4.截面强度校核
(1)蝶板A2A截面强度校核




,式中σWa为A2A截面的弯曲应力,单位为兆帕;
马——A2A截面的弯矩,单位为牛顿·毫米;
MA=01113 pd31(7)
P——设计压力(通常P=PN),单位为兆帕;
D1——蝶板外径,单位为毫米(mm)。。


wa——A-A截面的弯曲截面系数,单位为mm3;
JA——A-A截面(查表或计算)的惯性矩,单位为MM4;
B——蝶板最大厚度,单位为毫米(mm)。
若A-A截面的实际弯曲应力为
σwa<;[σwa],则蝶板设计合理,[σwa]为材料的许用弯曲应力。


(2)蝶板B2B段
强度校核由于阀门采用上下两级阀杆支撑,蝶板的变形很小,故不在此讨论。


六、结论


六、“m”型蝶阀设计的关键在于上下阀杆、阀体和蝶板的强度计算,以及阀体、蝶板、阀杆、销等零件的合理选材和热处理。该阀是一种单偏心小扭矩蝶阀。整个蝶板上覆盖有密封橡胶层,密封性能好,不污染环境,拆装维修方便。驱动方式有手柄式、蜗轮式、电动式、气动式。它是一种应用范围广的阀门。

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