公称压力20bar、公称通径500mm单缸气动楔式闸阀设计开题报告

 2023-07-31 08:47:37
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1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

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文 献 综 述一、 课题研究的背景和意义 气动闸阀,借助压缩空气驱动的阀门,闸阀关闭时,密封面可以只依靠介质压力来密封,即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封,这就是自密封。

大部分闸阀是采用强制密封的,即阀门关闭时,要依靠外力强行将闸板压向阀座,以保证密封面的密封性。

从八十年代进入我国。

在不到二十年的时间里,其使用范围从普通领域扩展到了更为广阔的各行各业。

从矿山电厂的选煤、排矸、排渣。

发展到了城市的污水处理,从一般的工业管道发展到了食品、卫生、医药等专业管道系统。

超薄型的刀闸阀以其体积小、流阻小、重量轻、易安装、易拆卸等优点彻底解决了普通闸阀、平板闸阀、球阀、截止阀、调节阀、蝶阀等类阀门的流阻大、重量大、安装难、占地面积大等的疑难问题。

二、 闸阀行业发展趋势随着人们生活水平的提高,在闸阀行业,越来越多的用户对行业较为重视并提出了较多的需求和建议,因此满足用户需求将是行业立根之本。

闸阀行业近年来从传统的模式转换到互联网融合模式。

随着行业各大平台挖掘并下沉三四线城市,企业从供应环节到生产再到售后环节,全环节整合,并以产业赋能为纽带,为众多优质的公司提供品牌、设计、系统、供应链等全方位支持。

闸阀行业随着行业消费主体年轻化,行业贷款等金融需求增加。

A企业推出闸阀行业消费与银行等机构合作,深挖行业生态金融场景,聚焦支付管理升级。

持续发力金融场景。

发力供应链金融优势明显,实现融资企业与金融机构高效对接,助力中小企业融资难等问题,提升产业链的运作效率。

闸阀行业信息化备受用户青睐。

B企业利用互联网,通过信息化的打造,融合闸阀行业特性,提高了用户体验,给用户带来诸多的便利。

这将是未来行业发展的必然趋势。

闻阀行业新技术场景使得行业用户获得更好的体验。

技术加持使得行业的服务效果和产品受到用户的青睐。

新技术比如云计算,大数据,人工智能的出现给行业标准化问题提供了全新的思考空间,通过新技术加入到行业生产和服务过程中,能够更好的解决行业痛点和问题,保障行业服务效果,实现行业效率和用户体验的双重提升。

三、 基本介绍气动阀采购时只明确规格、类别、工压就满足采购要求的作法,在当前市场经济环境里是不完善的。

因为气动阀制造厂家为了产品的竞争,各自均在气动阀统一设计的构思下,进行不同的创新,形成了各自的企业标准及产品个性。

因此在气动阀采购时较详尽的提出技术要求,与厂家协调取得共识,作为气动阀采购合同的附件是十分必要的。

1.通用要求1)气动阀规格及类别,应符合管道设计文件的要求。

2)气动阀的型号应注明依据的国标编号要求。

若是企业标准,应注明型号的相关说明。

3)气动阀工作压力,要求≥管道的工作压力,在不影响价格的前提下,阀门可承受的工压应大于管道实际的工压;气动阀关闭状况下的任何一侧应能承受1.1倍阀门工压值而不渗漏;阀门开启状况下,阀体应能承受二倍阀门工压的要求。

4)气动阀制造标准,应说明依据的国标编号,若是企业标准,采购合同上应附企业文件。

2.气动阀门标准1)阀体材质,应以球墨铸铁,铸钢,不锈钢,316L为主,并注明牌号及铸铁实际的物理化学检测数据。

2)阀杆材质,力求不锈钢阀杆(2CR13),大口径阀门也应是不锈钢嵌包的阀杆。

3)螺母材质,采用铸铝黄铜或铸铝青铜,且硬度与强度均大于阀杆。

4)阀杆衬套材质,其硬度与强度均应不大于阀杆,且在水浸泡状况下与阀杆、阀体不形成电化学腐蚀。

5)密封面的材质①气动阀门类别不一,密封方式及材质要求不一;②普通楔式闸阀,铜环的材质、固定方式、研磨方式均应说明;③软密封闸阀,阀板衬胶材料的物理化学及卫生检测数据;④蝶阀应标明阀体上密封面材质及蝶板上密封面材质;它们的物理化学检测数据,特别是橡胶的卫生要求、抗老化性能、耐磨性能;通常采用丁腈橡胶及三元乙丙橡胶等,严禁掺用再生胶。

6)阀轴填料①由于管网中的气动阀,通常是启闭不频繁的,要求填料在数年内不活动,填料亦不老化,长期保持密封效果;②阀轴填料亦应在承受频繁启闭时,密封效果的良好性;③鉴于上述要求,阀轴填料力求终身不换或十多年不更换;④填料若需更换,气动阀设计应考虑能有水压的状况下更换的措施。

3.气动闸阀设计与检验球阀设计执行的标准主要有ISO 7121:2006《法兰和对焊连接钢制球阀》,GB/T 21385-2008 《金属密封球阀》,GB/T 12237-2007 《石油、石化及相关工业用的钢制球阀》,MSS-SP-72-2010 《法兰和对焊连接球阀(钢、球墨铸铁、青铜)》,EN 13492-2009、GB/T 19672、API 6D-2008、GB/T 20173、ISO 14313:2007《石油和天然气工业-管线输送系统 管线阀门》,JPI-7S-48-1999《法兰连接球阀》,EN 1983-2006《工业阀门-钢制球阀》,ISO 17292:2004《石油、石化及相关工业用金属球阀》,ASME B16.34-2009《法兰、螺纹和对焊连接钢制阀门》,API 608-2008《法兰、螺纹和对焊连接的金属球阀》[3-6]。

4.变速传动箱1)箱体材质及内外防腐要求与阀体原则一致。

2)箱体应有密封措施,箱体组装后能承受3米水柱状况的浸泡。

3)箱体上的启闭限位装置,其调节螺帽应在箱体内或设在箱外,但需专用工具才可作业。

4)传动结构设计合理,启闭时只能带动阀轴旋转,不使其上下窜动,传动部件咬合适度,不产生带负荷启闭时分离打滑。

5)变速传动箱体与阀轴密封处不可连接成无泄漏的整体,否则应有可靠的防串漏措施。

6)箱体内无杂物,齿轮咬合部位应有润滑脂保护。

[1]三、操作机构1)气动阀门操作时的启闭方向,一律应顺时针关闭。

2)由于管网中的气动阀,经常是人工启闭,启闭转数不宜过多,就是大口径阀门亦应在200-600转内。

3)为了便于一个人的启闭操作,在管道工压状况下,最大启闭力矩宜为240N-m。

4)气动阀门启闭操作端应为方榫,且尺寸标准化,并面向地面,以便人们从地面上可直接操作。

带轮盘的阀门不适用于地下管网。

5)气动阀门启闭程度的显示盘①气动阀门启闭程度的刻度线,应铸造在变速箱盖上或转换方向后的显示盘的外壳上,一律面向地面,刻度线刷上荧光粉,以示醒目;②指示盘针的材质在管理较好的情况下可用不锈钢板,否则为刷漆的钢板,切勿使用铝皮制作;③指示盘针醒目,固定牢靠,一旦启闭调节准确后,应以铆钉锁定。

6)若气动阀埋设较深,操作机构及显示盘离地面距离≥1.5m时,应设有加长杆设施,且固定稳牢,以便人们从地面上观察及操作。

也就是说,管网中的阀门启闭操作,不宜下井作业。

[1]四、参数定义1、公称通径:(nominal diameter),又称平均外径(mean outside diameter),表示符号DN,就是各种管子与管路附件的通用口径。

同一公称直径的管子与管路附件均能相互连接,具有互换性.它不是实际意义上的管道外径或内径,虽然其数值跟管道内径较为接近或相等,为了使管子、管件连接尺寸统一,采用公称直径(也称公称口径、公称通径)。

例如焊接钢管按厚度可分为薄壁钢管、普通钢管和加厚钢管。

其公称直径不是外径,也不是内径,而是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。

每一公称直径,对应一个外径,其内径数值随厚度不同而不同。

公称直径可用公制mm表示,也可用英制in表示。

管路附件也用公称直径表示,意义同有缝管。

2、公称压力:(Nominal pressure),表示符号PN,在一定温度下应用时允许的最大工作压力。

对碳钢阀体的控制阀,指200℃以下应用时允许的最大工作压力;对铸铁阀体,指120℃以下应用时允许的最大工作压力;对不锈钢阀体的控制阀,指250℃以下应用时允许的最大工作压力。

当工作温度升高时,阀体的耐压会降低。

例如,公称压力为6.4MPa(PN64)的碳钢控制阀,用于300℃时的耐压为5.2MPa,用400℃时的耐压为4.1MPa,用于450℃时的耐压为2.9MPa。

因此,控制阀公称压力的确定不仅要根据最高工作压力,还需根据最高工作温度和材质特性,而不仅仅只需满足公称压力大于工作压力。

[2]五、参考文献[1] 邱晓来; 肖洁 气动闸阀的设计与开发 [J]. 通用机械 2016.[2] 唐思勋 降低气动闸阀启动噪声的措施 [J]. 流体工程 1990.[3] 陆培文主编. 实用阀门设计手册 第3版 [M]. 北京:机械工业出版社, 2012.[4] 周路云, 符明海. 压力管道阀门常用检验与试验标准分析 [J]. 阀门, 2017, 04): 37-9.[5] 魏涛, 董姝妙, 全本军. 石油天然气工业常用阀门标准应用要点分析与对比 [J]. 石油化工设备, 2019, 48(03): 45-51.[6] 陈声坦, 黄文意, 陈星. 氧气工况用固定球球阀的设计 [J]. 阀门, 2016, 02): 1-2 28.[7] 孙晓霞. 金属密封球阀的特点及应用前景 [J]. 流体机械, 1996, 7): 38-40.[8] 王飞, 程帆, 丁大江. 基于故障树的气动球阀用电磁换向阀故障诊断 [J]. 液压气动与密封, 2019, 39(10): 64-7.[9] 王伟. 核安全二级气动球阀力学分析 [J]. 核动力工程, 2012, 33(02): 47-50.[10] 黄海亮, 宋科明, 李统一, et al. 智能球阀研究进展 [J]. 广东建材, 2019, 35(11): 67-70.[11] 王寅. 液化天然气用上装式固定球球阀的开发与研究 [J]. 通用机械, 2017, 03): 31-3.[12]A pneumatic laparoscope holder controlled by head movement[J]. Kotaro Tadano;Kenji Kawashima. The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 2015(3)[13]A pinch-valve for centrifugal microfluidic platforms and its application in sequential valving operation and plasma extraction[J]. Ziliang Cai;Jiwen Xiang;Wanjun Wang. Sensors Koichi Suzumori;Takefumi Kanda. Sensors (3)查阅GB/T3955-2004《法兰不锈钢闸阀》等相关标准规范,进行闸阀的材料选择﹑闸阀设计计算﹑闸阀主要零件的强度计算、闸阀的设计与检验等;(4)结合气动硬密封固定球球阀整体结构以及零部件的设计数据,运用CAD完成绘图;(5)编写气动硬密封阗定球球阀设计计算说明书。

3.任务安排和时间计划1.第1-2周(2.17-3.1)查阅资料完成开题报告,外文翻译﹔2.第3-6周(3.2-3.29)完成设计计算;3.第7-10周(3.30-4.26)完成设计图纸的绘制(总装配图、阀体、阀盖﹑闸板、阀座、阀杆等),里大于折合为6张A1图;4.第11-13周(4.27-5.17)完成设计计算说明书。

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