【正文】 ） 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力計(jì)算： FG = DG by = = （ 2） 操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力計(jì)算： Fp = DG bmp = = 式中 p：閥門設(shè)計(jì)壓力 墊片在預(yù)緊狀態(tài)下受到最大螺栓載荷的作用，可能因壓緊過(guò)度而失去密封性能，為此墊片必須有足夠的寬度 Nmin ，其值按下式校核： Nmin =yDA ][?N =() =7mm 式中 [? ]b ：螺栓材料的許用應(yīng)力 Ab ：實(shí)際螺栓面積 所以墊片寬度 N 符合要求 螺栓材料、規(guī)格及數(shù)量的確定 螺栓選型： 螺栓載荷選用原則 1 現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)螺栓按上表中所給預(yù)緊載荷加載，且不低于操作載荷。 止回閥閥座密封面上只有壓力的作用而無(wú)強(qiáng)制密封力的作用，所以密封性能一般比截止閥 差。 ????? BNW SDD mm 計(jì)算內(nèi)外徑比值 6512339。 預(yù)算厚度： mmKDS nB 23)(265)1(2 0 ????? 預(yù)算內(nèi)徑比值： ? ?? ? * ????? PK ? ? ? ? ? ? ? ? MP asb ], i n[], i n[, i n ?????? ???? ??? 根據(jù) ANSI/API6002021 ISO104341998 閘閥殼體壁厚推薦值選 SB=29mm 合成應(yīng)力 ? ? ? ? ? ?? ? MP arZZttr 222 ???????? ??????? 徑向應(yīng)力： ? ? M PaPr ????? 計(jì)算外徑： 1 2 329*26539。 止回閥的設(shè)計(jì)及分析 第 13 頁(yè) （ 共 36 頁(yè) ） （ 2）閥體形狀可分為圓筒形、腰鼓形、球形、非圓筒形，等基本形狀，分別按不同的公式 計(jì)算閥體厚度。 （一）查表法 對(duì)于所設(shè)計(jì)的閥門，當(dāng)設(shè)計(jì)任務(wù)書已明確給定該閥門所依據(jù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，首先從指定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中查找出閥門的最小壁厚值。 圖 4 法蘭式密封 止回閥的設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) （ 共 36 頁(yè) ） 閥體的設(shè)計(jì)計(jì)算 說(shuō)明 1) 以公稱壓力作為計(jì)算壓力 2) 對(duì)殼體壁厚的選取，在滿足計(jì)算壁厚的前提下，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取殼體最小壁厚且圓整整數(shù)，以及裕度 3) 涉及的材料許用應(yīng)力值按 29～ 38℃ 時(shí)選取 4) 適用介質(zhì)為水、油、氣等介質(zhì) 5) 不考慮地震載荷、風(fēng)載荷等自然因數(shù) 6) 瞬間壓力不得超過(guò)使用溫度下 允許壓力的 倍 7) 管路中應(yīng)安裝安全裝置，以防止壓力超過(guò)使用下的允許壓力 確認(rèn)閥體的材料 閥門用途、種類：井口裝置，止回閥 介質(zhì)壓力： 5000Psi= 介質(zhì)溫度： 20——4000C 物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：腐蝕性、易燃易爆、毒性、液態(tài) 公稱通徑： 39。本設(shè)計(jì)中根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用凹凸式法蘭密封。 旋啟是止回閥閥體設(shè)計(jì)圖及主要尺寸標(biāo)注如下圖，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 ： 1. 搖桿回轉(zhuǎn)中心距 即搖桿銷軸孔至閥座中心的距離，在整體尺寸允許的情況下要增加一些，從而增大以銷軸孔為支點(diǎn)的閥瓣開(kāi)啟力矩 2. 閥瓣 應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈_(kāi)啟高度 3. 閥瓣開(kāi)啟 必須使流道任意處的橫截面積不小于流道口的截面積，因此要特別注意閥體腰鼓型桶型的橫截面中心直徑 d 及縱截面半徑 R 的尺寸。 圖 2 直通式閥體結(jié)構(gòu)示意圖 閥體的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 止回閥的設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) （ 共 36 頁(yè) ） 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，鑄造閥體既能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的合理幾何形狀，特別是流道形式，又可減少重量方面的限制。以減少流體阻力、腐蝕和沖擊。 止回閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 閥體的流道 設(shè)計(jì) 止回閥閥體的流道可分為直通式、直角式和直流式。強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力為公稱壓力的 倍，持續(xù)時(shí)間不少于 5min，閥門殼體、填料應(yīng)無(wú)滲漏 為合格。 3） .閥門安裝前必須進(jìn)行外觀檢查，閥門的銘牌應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用閥門標(biāo)志》 GB 12220 的規(guī)定。 止回閥的 施工、安裝要點(diǎn) 1） .安裝 位置、高度、進(jìn)出口方向必須符合設(shè)計(jì)要求，連接應(yīng)牢固緊密。 止回閥的設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) （ 共 36 頁(yè) ） 3）、隔膜式止回閥適用于易產(chǎn)生水擊的管路上，隔膜可以很好地消除介質(zhì)逆流時(shí)產(chǎn)生的水擊，但受溫度和壓力限制，一般使用在低壓常溫管道上。 止回閥的選用 1）、止回閥：一般適用于清凈介質(zhì)，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)。 隔膜式止回閥有多種結(jié)構(gòu)形式，均采用隔膜作為啟閉件，由于其防水錘性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，近年來(lái)發(fā)展較快。 蝶式止回閥的結(jié)構(gòu)類似于蝶閥。雙瓣旋啟式止回閥適用于大中口徑管路。單瓣旋啟式止回閥一般適用于中等口徑的場(chǎng)合。其流體阻力一般小于升降式止回閥，它適用于較大口徑的場(chǎng)合。直通式升降止回閥一般只能安裝在水平管路，而立式升降止回閥一般就安裝在垂直管路。 升降式止回閥的結(jié)構(gòu)一般與截止閥相似，其閥瓣沿著通道中以線作升降運(yùn)動(dòng)，動(dòng)作可靠，但流體阻力較大，適用于輕小口徑的場(chǎng)合。旋啟式止回閥分為單瓣式、雙瓣式和多瓣式三種。 止回閥的結(jié)構(gòu)，分類及選用 止回閥的結(jié)構(gòu) 止回閥應(yīng)用及簡(jiǎn)介 第 9 頁(yè) （ 共 36 頁(yè) ） 止回閥：按結(jié)構(gòu)劃分，可分為升降式止回閥、旋啟式止回閥和蝶式止回閥三種。 2. 當(dāng)標(biāo)志內(nèi)容在閥體的一個(gè)面上標(biāo)注位置不夠時(shí)，可標(biāo)注在閥體中腔對(duì)稱位置的另一個(gè)面上。 2. 當(dāng)閥體外形是由壓鑄方法成型的，期標(biāo)志除與閥體同時(shí)壓鑄成型外，也可采用壓印的方法標(biāo)記在閥體上 。泄壓旁通管的管徑越大對(duì)減小水錘 越有力，可以根據(jù)規(guī)定的壓力界限，通過(guò)瞬變計(jì)算，確定經(jīng)濟(jì)的管徑。當(dāng)突然停泵的瞬間，泵出水側(cè)壓力急劇降低，而吸水側(cè)壓力則大 幅度增高，在此壓差作用下，循環(huán)水泵吸水側(cè)管路中的水即推開(kāi)止回閥至泵出水側(cè)的管網(wǎng)系統(tǒng)，從而降低了吸水側(cè)管網(wǎng)中壓力增高的幅度；減少和防止了水錘的危害。 在系統(tǒng)管路中，為了減小事故停泵水錘，可以在循環(huán)水泵的壓水管和吸水管之間 設(shè)置 一帶止回閥的泄壓旁通管。止回閥閥瓣在流速為零時(shí)關(guān)閉完畢是關(guān)閉的最佳狀態(tài)，要在流速為零時(shí)完成 閥瓣關(guān)閉是不太可能的。選擇合適 的止回閥型式對(duì)進(jìn)行水錘防護(hù)有很大的影 響，例如泵站中大量的水錘事故是與泵出口裝設(shè) 的止回問(wèn)有關(guān)的。它利用流體的動(dòng)能而開(kāi)啟。 啟閉件靠介質(zhì)流動(dòng)和力量自行開(kāi)啟或關(guān)閉，以防止介質(zhì)倒流的閥門叫止回閥。 2. 止回閥簡(jiǎn)介及應(yīng)用 圖 1 升降式止回閥 止回閥的設(shè)計(jì)與分析 第 6 頁(yè) （ 共 36 頁(yè) ） 止回閥 (check valve)：止回閥又稱逆止閥或單向閥，其作用是防止管路中的介質(zhì)倒流。 (6)今后冶 金行業(yè)以節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn) “綠色制造 ”為投資重點(diǎn)。由于煤直接液化工藝介質(zhì)工作溫度高、壓力高、固體顆粒含量高，對(duì)閥門有很高的要求。 (4)煤直接液化是解決我國(guó)石油資源不足的重要途徑。 (2)天然氣是清潔能源，國(guó)家計(jì)劃繼 “西氣東輸 ”之后，還要建設(shè) 2 萬(wàn)多公里的跨國(guó)輸氣管線和支線；這些工程項(xiàng)目大約需要 2 萬(wàn)多只大口徑管線球閥和中小口徑球閥、平板閥。石油和天然氣作為重要的一次能源越來(lái)越得到國(guó)家的重視。煤電將主要開(kāi)發(fā)高效、低污染的大型機(jī)組， 60 萬(wàn) KW 超超臨界機(jī)組將成為火電的主力機(jī)組。五 ”期間每年新增裝機(jī) 3000 萬(wàn) KW 以上。五 ”末期我國(guó)電力工業(yè)裝機(jī)容量將達(dá) 6億 KW， 2020 年預(yù)計(jì)全國(guó)裝機(jī)容量 9 億 KW。巨大的市場(chǎng)需求為中國(guó)閥門行業(yè)健康快速發(fā)展提供了有利條件，電力、石油和天然氣、石油化學(xué)工業(yè)、煤制油、水利建設(shè)、城市供水等需要大量閥門產(chǎn)品。閥門的市場(chǎng)成套率、成套水平和成套能力都有較大提高。根據(jù) 2021 年對(duì)閥門行業(yè)內(nèi)的會(huì)員單位統(tǒng)計(jì)，全行業(yè)共有規(guī)模以上會(huì)員單位 122個(gè)，占全行業(yè)企業(yè)總數(shù)的 16． 9％， 共完成工業(yè)總產(chǎn)值 64． 23 億元，占全行業(yè)的 29． 8％，實(shí)現(xiàn)銷售收入 62． 06 億元，占 全行 業(yè)的 29． 2％，利潤(rùn)總額 2． 56 億元，占全行業(yè)的 21． 3％，完成出口交貨值 8． 53 億元，占全行業(yè)的 15． 7％，新產(chǎn)品產(chǎn)值 8． 98億元，占全行業(yè)的 73． 1％。科研院所有機(jī)械工業(yè)合肥通用機(jī)械研究院、沈陽(yáng)閥門研究所以及 12 個(gè)廠辦研究所，職工人數(shù) 181． 5 萬(wàn)人，其中工程技術(shù)人數(shù) 9200 人，工業(yè)總產(chǎn)值 100 億，工業(yè)增加值 3 億，固定資產(chǎn)原值 6212億，凈值 4015 億，銷售收入 9111 億，利稅總額 714 億，其中利潤(rùn)總額 213 億。但是在我國(guó)，閥門產(chǎn)值只占到整個(gè)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的 1％左右 (101。據(jù)中國(guó)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)， 2021 年我國(guó)閥門行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值 725． 1 億元，同比 增長(zhǎng) 35． 56％；銷售收入 700． 95 億元，同比增長(zhǎng) 33． 7％；利潤(rùn)總額 45． 33 億元，同比增長(zhǎng) 42． 79％。據(jù) Mcllvaine、 Sindustrial valves world markets 報(bào)告，世界閥門市場(chǎng)的銷售總額將從 2021 年的 430 億美元達(dá)到2021 年的 530 億美元，報(bào)告稱銷售額的增長(zhǎng)主要依賴于新興市場(chǎng)的需求及工業(yè)的增長(zhǎng)，目前閥門行業(yè)產(chǎn)能高度分散，世界上排名前 20 位的閥門銷售企業(yè)的銷售份額只占到銷售總額的 25％，其余的銷售份額都被一些中小公司占領(lǐng)。國(guó)外市場(chǎng)近幾年十分活躍，競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。 ISO／ TCl53 下設(shè)兩個(gè)分技術(shù)委員會(huì)， TCl53／ SCl 和 TCl53／ SC2。 isofrCl53 組織全稱 “閥門 (Valve)”，主要任務(wù)是在國(guó)際范圍內(nèi)開(kāi)展工業(yè)用閥門和蒸汽疏水閥的標(biāo)識(shí)、術(shù)語(yǔ)、質(zhì)量、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)以及閥門傳動(dòng)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。閥門標(biāo)準(zhǔn)在促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易、規(guī)范市場(chǎng)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面都起到積極的作用，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視閥門產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化工作。研究機(jī)構(gòu)具有為提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能的試驗(yàn)檢測(cè)裝置，并采用先進(jìn)的測(cè)試手段，設(shè)計(jì)采用有限元分析法 和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。這些機(jī)構(gòu)著重于閥門的設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)理論、新材料、新工藝、產(chǎn)品性能、可靠性及標(biāo)準(zhǔn)化的研究工作，特別是高參數(shù)和特殊工況閥門產(chǎn)品的研究。這些閥門行業(yè)和專業(yè)組織，都是為了提高生產(chǎn)技術(shù)和對(duì)外競(jìng)爭(zhēng)的需要而組建起來(lái)的。 止回閥的發(fā)展現(xiàn)狀 和發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外閥門行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 大約在 50 年代以前，國(guó)外不少國(guó)家就形成了獨(dú)立的閥門專業(yè)及其行業(yè)體系，有了閥門行業(yè)組織或閥門專業(yè)學(xué)術(shù)組織。眼下，閥門行業(yè)價(jià)格戰(zhàn)越演越烈，使得一些飽受價(jià)格戰(zhàn)之苦的企業(yè)，為了降低成本，他們根本不考慮產(chǎn)品材質(zhì)，從眼前利益看，也許暫時(shí)贏得了市場(chǎng)占有率，但是換來(lái)的卻是企業(yè)信譽(yù)度降低。閥門企業(yè)的經(jīng)營(yíng)步入惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)時(shí)期。由于重復(fù)建設(shè)，技術(shù)投資，引進(jìn)不夠，我國(guó)大部分閥門企業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品仍然停留在大眾的層面，而高溫高壓和關(guān)鍵裝置上需要的閥門依然依賴進(jìn)口。 從產(chǎn)品情況來(lái)看，我國(guó)閥門行業(yè)目前已經(jīng)能生產(chǎn)十幾大類產(chǎn)品，如閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、安全閥、止回閥、節(jié)流閥、旋塞閥、減壓閥等。為保證系統(tǒng)安全，必須合理選擇止回閥的結(jié)構(gòu)形式和關(guān)閉曲線，使其起到防水錘的作用。 從流體瞬變運(yùn)動(dòng)的角度看；對(duì)于止回閥的要求下只在動(dòng)力中斷時(shí)能夠開(kāi)啟或關(guān)閉，而且應(yīng)根據(jù)管路中的流動(dòng)狀況對(duì)啟閉速度有一定的要求。如果止回閥使用得當(dāng)；能夠起到冰錘防護(hù) 的作用；但是如果使用不當(dāng)，不僅不能對(duì)供熱設(shè)備起到保護(hù)作用，而且會(huì)在系統(tǒng)管線中引起很大的 事故。 止回閥的設(shè)計(jì)與分析 第 2 頁(yè) （ 共 36 頁(yè) ） 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和閥門需求量的不斷增長(zhǎng)，閥門的生產(chǎn)將不斷創(chuàng)新，向著自動(dòng)化、安全化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化、完善化的方向發(fā)展，閥門的銷售市場(chǎng)也將更加廣泛，閥門的使用也更加頻繁和普及，應(yīng)用領(lǐng)域也將更加廣泛。強(qiáng)度不夠或動(dòng)作不可靠，將會(huì)造成本體或系統(tǒng)的破壞而導(dǎo)致人身傷亡。由于密封性能差或密封壽命短而產(chǎn)生流體的外漏或內(nèi)漏