大口径波纹管截止阀.pdf

1概述
在石油和化工等装置中,为防止输送有害、有毒
或易燃液体介质的外泄,管路中经常使用波纹管截
止阀。但是大口径波纹管截止阀由于波纹管行程
长,使用过程中易失稳,导致波纹管内壁与阀杆产生
摩擦,影响波纹管使用寿命。另外,引导阀杆轴向移
动并防止阀杆旋转的平键,常常因为阀门过度开启
而增加垂直的轴向剪应力,容易损坏。根据工況条
件,设计了新型大口径波纹管截止阀。
2结构特点
大口径波纹管截止阀(图1)主要由阀体、阀瓣、
4321
阀杆、波纹管和具有填料函的阀盖等零件组成。在
阀体和阀盖之间用螺柱连接有接长管,以形成加长
的阀腔。阀杆下部位于阀腔内,其末端用对开螺母
固定阀瓣。阀杆上部穿过阀盖上的填料函,阀杆上
端部的外螺纹部分与阀杄螺母啮合。阀杄螺毋用轴
1.阀体2.阀瓣3.阀杆4.波纹管5.连接法兰
承、轴承压盖连接固定在阀盖上部的座孔内。手轮
6.平键7.阀盖8.填料9.罩帽
用方孔与阀杆螺母的方头配合。阀杆升程由罩帽限
图1波纹管截止阀
制。罩帽用内螺纹与阀杆螺母顶端部连接,并用与
组成设在阀腔内,上部波纹管一端的端面环与连接
罩帽上的外螺纹啮合的圆螺母将罩帽、阀杄螺母和法兰焊接相连,连接法兰用密封垫夹持在阀盖与接
手轮一起锁紧固定。填料置于填料函内,由填料压长管连接面间,两波纹管相接的端面环焊接连接。
盖加压,保持截止阀原有的填料密封,防止液流介质下部波纹管的另一端面环与阀杆下部焊接,防止液
的泄漏。
流介质从波纹管处泄漏。这样既增大了阀杆的行
波纹管由两节普通行程的波纹管组件串联焊接
(下转第28页)
作者简介:许文清(1962-),女,工程师,从事阀门设计工作。
28
阀
2012年第6期
表3分析结果评定
最大薄膜应力/MPa
最大薄膜加弯曲应力/MPa
主要零件
分析值
许用值
分析值
许用值
结论
SINT
SINT
1.5S
上壳体
17.4
225
合格
中壳体
合格
下売体
1.2
合格
支架
合格
上、中売体连接螺栓
合格
中、下壳体连接螺栓
28.3
320
合格
力要求,可制作样机进行抗震试验。
参考文献
(1)NB/T20010.12-2010,压水堆核电厂阅门第12部分:气
动装置(S)
(2)NB/T20093-2012,核电厂安全级阀门驱动装置的鉴定
(3 )Mebean R P, Escalante I. E, Shively A W. Intermountain
(a)优化前(b)优化后
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图5壳体零件
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6结语
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e Powel
Division, ASCE, 1974: 100-101
HQ2F-D6.5型气动执行机构采用最恶劣的工
(5 )S. C. Melenciuc, A
Stefancu, loana Olteanu. Seismic
design of steel connections (J). Universitatea Tehnica Gheo-
况、最不利的载荷组合进行抗震分析,计算各个重
rghe Asachi "din lasi Tomul L V (LIX), 2009, 1: 49-56
(6)Wang Xiaolei, Yang Qingjun, Zheng Gangtie. Dynamic A
要部件的应力,然后根据ASME规范进行严格的
nalysis and Decoupling Control of Octo-pneumatic Actuator
Vibration Isolation Platform (), Chinese Joumal of Mechani-
评定。经过分析表明,气动执行机构自振频率远高
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于核电标准要求的33Hz,气动执行机构売体在地
7)刘龙,连晓锋,于新海,等.核安全级安全阀抗震应力分析
与评定(J.阀『门,2009,(6):29-31
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(8)陈天敏.核二级电动闸阀抗震分析(J).通用机械,2011,
(10):74-77
应力、薄膜加穹曲应力在许用值范围内,气动执行
9)刘爱国,陆道纲,温家良
直流换流阀抗震分析技术的
机构壳体间的连接螺栓满足强度要求,分析应力在(10) IEEE Std34, IEEE Recommended Practice for Seismic Quali-
许用应力范围内,壳体法兰边与壳身的连接圆角处
Stations, Nuclear Power Engineering Committee (S)
进行结构优化后应力分布更加均匀。HQ2F-D6.52)NBr20020水発核电ア门第0部分:应
型气动执行机构满足ASME关于核1级设备的应
力分析和抗震分析(S)
(收稿日期:2012.06.08)
(上接第24页)
上设置了防转平键。平键既有防转作用,又有导向
程,又防止了单个波纹管因行程过长产生扭曲失作用。阀门开启过程中,平键既受防转方向的水平
稳,避免了波纹管管壁的损坏。
剪应力作用,又受限位方向的垂直剪应力作用,极
阀杆与阀盖间设置平键,以引导阀杆在旋转手易损毁,因此,在阀杆顶部增加了带帽螺母,以限
轮时只能上下轴向移动,不能转动。
制阀门的开启位置,减少平键的受力。
3性能
4结语
大口径波纹管截止阀(DN150,PN64)是在
大口径波纹管截止阀通过采用组合波纹管,解
普通截止阀阀腔的阀杆部位増加了波纹管组件,防决了过长行程的波纹管失稳而产生的管壁磨损问
止阀杆密封失效。波纹管密封与填料密封共同作题,还解决了消除平键轴向垂直剪应力的问题。
用,形成了双重密封,确保了轴向动密封的可靠
性。填料在长时间使用过程中易产生泄漏,设计中
参考文献
采用加载填料压紧机构,使填料的密封更加持久可(1)杨源泉。阀门设计手册(M).北京:机械工业出版社
靠。大口径波纹管截止阀采用两节波纹管串联,既
1992
保证了行程要求,又防止了波纹管失稳。为了防止
(2)陆培文.实用阀门设计手册(M).北京:机械工业出版
社,2002
波纹管在阀门开启和关闭过程中发生扭曲,在阀杆
(收稿日期:2012.02.29