2。1。3 阀体壁厚及其计算
阀体壁厚的确定方法主要有:查表法,插入法和计算法。在此采用插入法计算。插入法式有“查表法”引伸出来的,适用于最小壁厚不能直接从设计标准中查出来的情况。插入法计算公式为:
(2。1)
式中 — 计算的阀体壁厚(mm);
PN — 阀门公称压力(MPa);
— “最小壁厚表”中公称压力(小值)(MPa);
— “最小壁厚表”中公称压力(大值)(MPa);
— 由PN1查表得出的壁厚(mm);
— 由PN2查表得出的壁厚(mm)。
一般工业用钢制阀门阀体最小壁厚 (部分)(ASME B16。34-2004)(单位in),当DN=10时,(1 in=25。4mm)即0。37在0。4之间最后计算的壁厚差值也就相差不到0。8mm。如按0。25in计算则最小壁厚肯定符合0。20in。由表得: =18PMa, =30MPa, =0。13in, =0。15in,将PN=10MPa和以上数据带入公式2。1中得已知:设计一台PN=10MPa,DN=10 mm的套筒式调节阀,确定其壁厚值计算值圆整后取设计壁厚Tm =5mm。
=0。13-0。008=0。122in=3mm
2。1。4 阀杆的设计与计算
通过查《机械设计手册》,根据设计整体结构的需要设计阀杆各部分的结构和长度,确定阀杆各部分的具体尺寸。
(1) 阀杆总轴向力文献综述
套筒式调节阀中阀杆为升降阀杆,阀杆的总轴向力按升降阀杆的计算式计算,分别对阀门在关闭最终状态和开启瞬时的轴向力进行计算,从而确定阀杆的最大轴向力,在阀门关闭最终状态时,由于阀瓣的平衡式设计,使得阀瓣上,下部均受到介质的作用力。并且阀瓣上部与高压介质接触面积大于下部与介质接触面积,因此在阀门趋于关闭状态下时,阀瓣在介质压力下形成密封状态,当介质总力大小超过所需密封力,且在密封力允许的范围内时,阀杆不需要另行提供密封力即可完成阀门的密封,而当介质总力不足以提供所需密封力时,则由阀杆轴向力来补足。
介质从阀瓣下方流入时,阀杆最大轴向力在关闭最终时产生,按下式计算:
(2。2)
式中 — 关闭最终时的阀杆总轴向力(N);
— 密封力,即在密封面上形成密封比压所需的轴向力(N);
— 关闭时作用在阀瓣上的介质力(N);
— 阀杆与填料间的摩擦力(N);
— 阀杆螺纹的升角,对于梯形螺纹,可按螺纹直径和螺距查表
1) 计算如下:
(2。3)
=
=
=2236。7N
式中 —半锥角,( );
—锥形密封面摩擦系数;
2) 按下式计算:
(2。4)
=
=
=1286。1N