大口径船用瓶头阀设计.pdf

8
06牛第1期
文章编号:1002-5855(2006)01-000803
大口径船用瓶头阀设计
李明,莫英华,王飞,刘玉珍
(江西船用阀门厂,江西九江332500
摘要介绍了大口径船用瓶头阀的结构、性能利设计要点,该阀貝行设计新颖,密封可靠的
特点。
关键词船用瓶头阀;压差式;截止式:密封副
中图分类号:TH34
文献标识码:A
Design of large dia meter marine cylinder valve
LI Ming, MO Ying-hua, WANG Fei, LIU Yu-zhen
(iangxi Marinc valve plant, Jiujiang 332500, China
Abstract: To intro duce the structure, performance and key elements of the design of large diameter
marine cylinder valve. It is original in choice of design and has a reliable sealing feature
Key words: marine cylinder valve, pressure differential, stop-type, trims
概述
封
瓶头阀是固定式消防灭火系统的关键部件,用
当瓶头阀阀芯上腔的床力在外力的作用ト泄放
」储液瓶内火火剂的储存和释放。为了减小船用固时,前上廃的压力得不到补充,阀心下表面上形成
定式消防灭火系统在船上山用的空间,就要增人储的作用力远远大于上表面。从而使阀芯向上运动
液瓶的容积,从而要设计适合人容积钢瓶需要的人瓶头阀开启,释放储液瓶内的火火剂进行灭火。
口径船用瓶头阀。
2工作原理及性能
国内的小口径船用瓶头阀往往采用截止式结构
(?1),出」其采用机械力,所需的密封力较大
而随着口径的增大,密封面上的比压也増大,使得
密封困难,不使于操作。针对这一点,根据炷差原
理设计了大口径册用瓶头阀(纲2),使阀作高
压条件下具有良好的密封利操作性能,囚其结构简
单,动作可靠,启闭迅速,在大容积储液瓶上得到
了广泛的应用
人口径用瓶头阀是根据压差原理在瓶头阀的
阀芯上曾加了一个压力输送腔,使阀心上腔与阀
阀体2.
下腟相通。当瓶头阀在心自重力及外力的作用
图1小门径船用瓶头阀
关闭时,流体介质通过ド力输送腔,形成力作用3设计
于阀心上表面。由于阀芯上表面面积人于下表面面3.1网体壁厚
积,克服了流体介质对阀心底部的作用力,在床强
对于圆筒形体,一般采用薄壁公式,其壁厚
越大的情况下,上下腔的压差就越大,从而达到密按第一强度迎论计算,即
作者简介:李明(1963-),男、高级程师,主要从事消防产品及门的研究。
O1994-2008chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
2006年第1期
g计算的实际比压,MPa
27
9
密封而材料的诈用比压,MPa
式中Sa考虑腐蚀裕量后阀体的壁厚,mm
のz系统产生的背力,N
Pー设计乐力(取公称乐力PN),MPa
π(D2+d2)F
Dx阅体中腔最人内径(根据结构需要
4
选定
mm
bn阀芯封而宽度,mm
6n]材料许用拉应力,MPa
d一國ど下表而直径(取瓶头阀公称通
C一考虑铸造偏差、T艺性和介质腐蚀等
mm
素而附加的裕量,mm
取C=5mm,阀体材料为黄铜,P=8
MPa,Dw=50mm,[]=58.8MPa。计算结果
Ss=8.65mm,而实际阀体壁厚为10mm,所以
符仚设计要求。
1.压紧块2.金属付垫3.密封橡胶
4.钢球5.锁紧蝶6.活塞体
图3密封副结构
表1密封面上必需的比压
密封面材料
算公式
铸佚、青铜、黄铜
QMK:=(30+PN)/N b,
1.阀体2.阀心3.安全泄放装置4.堵头
侣和铝合金
gAMF=(18+0.9PN)
5.0形圏6.网盖7.压力表装置
巾等便度橡胶
GAR=(4+0.6 PN)/N bm
图2人?径船用瓶头阀
对」差式瓶头阀,阀芯密时而上的总背力
密封副
瓶头阀采加了类似于维面的强制密封结构、即Qz主要山?部分组成,分别是阀芯关闭时自身重
瓶头阀关闭时,靠一定的过倫量在阀芯阀体密封
力利流体介质作用于阀心上表面的背压力QB,即
面之间造成密封比压。阀芯密封面采用金属母材外
Qz≈QB1G
包特种中等使度橡胶注塑成形(图3),拆装方使,
实际上,在储存床力为8MPa吋,阀芯自身
承受乐力高,橡胶厚度通常为7~12mm。而阀体重力往往忽略不计,系统作用在阀上表面而产生
密封面直接加工而成,阀芯与圈体内孔采用过座
的背压力ピ经使密封面达到一定的密封比压。
合,由」对阀体密封面加工光洁度要求高,经过反
设定密封而材料为聚四氟乙烯,PN=8MPa
复试验,阀芯橡胶密封而可以耐暦擦,不易受损,
=3,d=40,Dy=50mm,计算结果见表2。
可以达到密封。
表2背压力产生的密封面比压
瓶头阀设计时应对其密封面比压进行校核。训
序号
名称
符号
结果
算出的密封面的比压,其验算合格的条件为
必须的比压E
GM Mpa
5.1
qw<≤/q
系统产生的背压力
计算的比压
q/Mpa
n(d+b,b
诈用比压
M Pa
式中qwr密封面上必需的比压(表1),MPa结论:9wr5959,足婴求
O1994-2008chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net