环保阀门设计的基本参数

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之前介绍组合式减压阀在国华惠州热电应用，现在介绍为保证阀门可靠地使用，设计者必须考虑用户提出的各种技术要求，作为设计的依据，205其中基本的参数主要有：阀门的用途；介质的工作压力和工作温度；使用介质及其特性（特别是腐蚀性、易燃易爆）；公称尺寸DN;结构长度及其采用标准；与管路连接方式，尺寸及标准；阀门的驱动方式；需不需要抗硫；火灾型式试验证书；抗静电结构；注脂要求；加长阀杆要求。
    根据以上基本要求，便可确定阀门的种类，公称压力PN或压力等级CL。公称尺寸DN或NPS。主要连接尺寸和驱动方式等，同时选定阀门的结构，主要零件的材料，为了进一步作好设计，还应了解：介质的粘度；阀门的流通能力要求；流量特性；阀门的关闭和开启时间；动力源情况（电动的电源电压。交流或直流；气动的气源压力；液动的液压源压力）；阀门安装位置及其环境条件（如防爆，防潮等要求）；外形尺寸的限制；重量的限制；对振动的要求。
    另外，在设计之前和设计过程中应认真作好调查研究工作，了解制造厂的工艺条件，工人技术水平等，使设计出的阀门在符合标准要求的前提下，即满足用户要求，又使产品的设计成本和制造成本低。


5.3环保阀门设计的基本参数基本技术参数的确定
5. 3.1  公称压力PN
    公称压力PN主要根据介质的工作压力和工作温度以及承压件和控压件的材料来确定，一般地说，在任何情况下，都可烈按阀门的实际工作压力来计算，当然，也要把影响材料强度的介质温度考虑在内。但是不可忽略的是，介质参数对于各种管路变动范围是很大的。
    很显然，如果按照上述方法设计阀门，即对于作用在任何管路内介质的每一种工作压力和工作温度的阀门，都要进行计算，然后设计和制造，这就要大量地增加阀门的类型和规格，使阀门的生产过程复杂化，增加成本。所以这样做虽然从力学上看是合理的，但从经济上看是不必要的。
    经过生产实践的不断总结，我们把实际工作中常用的所有工作压力在标准温度下划分成几个组或几个压力级，实际上在工业中的各个装置上的工作压力也是有级别的，再进一步将材料和介质温度考虑在内，制定出每个级别的大和小的工作压力范围。
    随着介质温度的升高，工作压力相应降低，这是因为材料的强度（尤其屈服强度）也随温度的升高而降低。这样，设计阀门时，就可以不按作用在管路内介质的工作压力，而是按通常实际采用的标准温度下的压力来进行设计，即按着公称压力PN来设计。
    GB/T 1048-2005规定公称压力有两个系列，即DIN系列和ANSI系列，各系列的公称压力分别是：
    珂按以上规定的公称压力系列设计阀门。
    另外还可按美国的公称压力级系列设计阀门，其中钢制阀门压力级系列为CL150、CL300、CIAOO、CL600、CL900、CL1500、CL2500、CL3500、CL4500.
  公称压力PN和CL大体的对应关系是：206
    在GB/T 12224-2005《钢制阀门一般要求》中给出了标准压力级和特殊压力级各22种常用材料压力一温度额定值，可作为设计时材料的选用。
    在JB/T 3595-2002《电站阀门一般要求》中给出了不同公称压力PN的14种材料的压力一温度额定值，同时给出了CL150 - CIA500WCI、WC4、WC6、WC9的压力一温度额定值，可供电站阀门设计时材料的选用。
    在美国机械工程师学会标准ASME B16·34-2004《法兰、螺纹和焊接连接的阀门》中给出了CL150 - CI2500标准压力级和特殊压力级321种材料的压力一温度额定值，可供设计时选用。
    这样知道了介质的工作压力。介质的工作温度和承压壳体的材料，便可以根据上述标准确定公称压力PⅣ。环保阀门设计的基本参数下面举例说明：


    【例1】  已知工作压力p= 15. OMPa，介质工作温度z=3400C，阀门的壳体材料为WCB碳素钢。
    解：按GB/T 12224-2005查到给定的温度位于315℃和343℃之间。因为给定的温度超过315℃。所以应该采用f=343CC．相应的工作压力，由表内查得工作压力p=15. OMPa位于12. OMPa和18. 9MPa之间。因为12. OMPa低于给定的值，所以不能满足给定的条件，再查标准343℃下的工作压力为18. 9MPa，满足工作压力要求，其相应的公称压力是26．OMPa，这个公称压力值，就是设计的依据。
    【例2】  已知工作压力p=5. OMPa，介质的工作温度为}=500C，阀门的壳体材料为WCB，试确定压力级CL。


    解：按美国标准ASME B16·34-2004查到给定的温度位于表2-1-9，第1.9组材料的压力一温度额定值表中为500℃，相应的工作压力，由表内查得5.15MPa满足工作压力要求，其相应的公称压力级CL600，这个公称压力级CL600，就可作为设计的依据。
    除公称压力、公称压力级CL和工作压力外，GB/T 12224-2005、JB/T 3595-2002ASMEB16·34-2004标准中还给出阀门的壳体试验压力和高压密封试验压力。所有在介质作用下的承压零件都要按38CC时额定压力的1.5倍作壳体静压试验，以检验零件的铸件或锻件的质量及使用的可靠性。


5.3.2公称尺寸DN
    上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀公称尺寸的确定与管路尺甘有关，管路的直径和壁厚是根据已知的流量和压力决定的，就是说管路所必须的有效截面（或内径）和壁厚是由计算结果确定的，阀门的公称尺寸与管路的实际内径通常是一样的，但有时也可能不同。
    例如管路设计者根据计算，需要内径为4102mm，厚度为3mm的钢管，外径即为咖108mm，按钢管标准，正好有此种规格的钢管，在这种情况下，管路应该划归接近的公称尺寸，即DN为lOOmm。显然它的公称尺寸小于实际管路内径。而阀门是按标准的公称尺寸设计制造的。在另外一种情况下，某一管路仍然采用外径为~108mm的钢管，但由于压力较高，管子的壁厚应为6mm，因此，管路的内径为咖96mm，此时所采用的阀门，其公称尺寸仍为DNlOOmm，也就是说阀门的公称尺寸大于管子的直径。但是，在某些特殊情况下，为使阀门的公称尺寸和管路内径一致，亦可把阀门的实际通道尺寸取成管路内径，而公称尺寸不变。阀门的有关标准给出了实际通207道内径尺寸，就是基于这个道理。


    在国家标准CB/T 1047-2005中，规定了阀门的公称尺寸，其系列见表5-1。
    在美国机械工程师学会标准ASMF, B16·34-2004《法兰、螺纹和焊接连接的阀门》非强制性附录A《公称管径和内径的关系》中，给出了公称管径NPS的尺寸为：NPS%、NPS%、NPSI、NPSI必、NPSl%、NPS2、NPS2%、NPS3、NPS4、NPS5、NPS6、NPS8、NPSlO、NPS12、NPS14、NPS16、NPS18、NPS20、NPS22、NPS24、NPS26、NPS28、NPS30，可供阀门设计时选用。


5。3.3工作温度
    在输送热介质管路中麦装的阀门，其零件温度通常比介质温度要低一些，这与在大气中的散热有关，阀门零件的工作温度与在产品中的位置和它距离介质流远近有关。象阀体和阀盖的各点具有不同的温度一样。
    在高温区域内有不大的温度变化，也会影响材料的强度，特别是屈服强度。因此，在计算各种零件时应考虑实际温度，从图5-1和表5_2所示数据，可以清楚地看到在没有绝热的情况下，阀门许多零件的温度与介质温度有明显的差别。
    阀门零件的工作温度与许多因素有关，如阀门的结构。公称尺寸的大小、阀门周围条件，有无热绝缘以及阀内温度变化情况等。因此，很难得出一致的数字。在有热绝缘保护的阀门中，阀体和阀盖壁的温度接近介质温度（约低0. 5%


    图5-1  闸阀各零件的温度变化曲线 l一蒸汽温度2一沿法兰内径的温度3-螺栓的温度4-阀盖的温度5-填料压盖处的温度6-阀杆螺母处的温度-0.33%)。
    图5-1所示为公称尺寸DN200mm，阀座通道直径为d=150mm、工作压力p=10. OMPa、介质工作温度为500℃的蒸汽闸阀，由关闭到开启的温度变化曲线。为便于选择零件材料和计算零件强度，现将各类阀门在开启时各零件实际温度与介质温度的与本产品相关论文：禁油脱脂氧气减压阀操作维护