閘閥設計

摘 要

    閥門是管路流體輸送系統中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質流動方向，具有導流、截止、調節、節流、止回、分流或卸壓等功能。用于流體控制的閥門，從最簡單的截止閘閥到復雜的自控系統中所用的各種閥門，其品種和規格繁多，閥門的公稱通徑從極微小的儀表閥大至通徑達到 10m 的工業管路用閥。閥門可用于控制水、蒸汽、油品、氣體、泥漿、各種腐蝕性介質、液態金屬和放射性流體等各種類型流體的流動，閥門的工作壓力可從 0. 013MPa 到 1000MPa 的超高壓，工作溫度從-269℃的超低溫到1430℃的高溫。閥門的控制可采用多種傳動方式，如手動、電動、液動、氣動、渦輪、電磁動、電磁-液動、電-液動等；可以在壓力、溫度或其他形式傳感信號的作用下，按預定的要求動作，或者不依賴傳感信號而進行簡單的開啟或關閉，閥門依靠驅動或自動機構使啟閉件做升降、滑移、旋擺或回轉運動，從而改變其流道面積的大小以實現其控制功能。

閘閥是指關閉件（閘板）沿通路中心線的垂直方向移動的閥門。閘閥在管路中只能作全開或全關切斷用，不能作調節和節流。閘閥是使用范圍很廣的一種閥門，一般口徑DN≥50mm 的切斷裝置都選用它，有時口徑很小的切斷裝置也選用閘閥。

本設計是以楔式彈性單閘板閘閥為設計對象，主要介紹了閘閥的結構特點和手動氣動轉換裝置的特點，以及其工作原理。閥門設計包括很多內容，包括通用部件的設計和專用部件的設計，又包括強度、尺寸等眾多計算過程。其中，設計閥門的關鍵在于閥門密封設計，其中閥桿的強度計算，以及穩定性計算也是重點。

閥門設計整個過程包括這樣幾個步驟。按設計參數確定結構，進行方案論證，工作原理受力分析，強度計算，穩定性校核，材料選擇，測繪總裝備圖和手動機構裝配圖和氣缸及閥門的全部零件圖（用 Auto CAD 繪制）。閘板密封面的受力分析，閘桿穩定性校核及閥門強度計算是重難點。其中包括這樣幾個重點步驟。首先對工作環境進行確定，選擇合適的方案，對設計的零件進行受力分析；然后根據國家標準和推薦尺寸來確定實際尺寸；最后對強度進行校核，繪制閥門工程圖。

    關鍵詞：手動—氣動轉換  密封面  楔式閘閥  彈性閘

Abstract

Valves is ....

    Keywords: the hand pneumatic change seal dyadic valve of wedge elasticity brake board

目錄

摘 要I

AbstractIII

第一章 緒 論1

1.1 選題意義1

1.2 國內外閥門的發展2

1.2.1 國外閥門的發展2

1.2.2 國內閥門的發展2

第二章 氣動—手動楔式閘閥的工作原理及其結構特點4

2.1 工作原理4

2.2 結構設計特點5

第三章 閥門的設計與計算7

3.1 閥體的設計與計算7

3.1.1 閥體的功能7

3.1.2 閥體的選材7

3.1.3 閥體的結構形式和制造方法8

3.1.4 確定閥體的結構長度和連接尺寸8

3.1.5 結構設計與計算9

3.1.6 閥體壁厚的設計與計算11

3.1.7 中法蘭的設計與計算12

3.2 閘板的設計與計算16

3.2.1 閘板密封面寬度和內徑的選取16

3.2.2 閘板與閥體檔寬及相應公差的計算16

3.2.3 閘板主要結構尺寸的確定17

3.2.4 閘板密封面比壓計算18

3.2.5 閘板強度的校核18

3.3 閥桿的設計與計算19

3.3.1 閥桿總軸向力19

3.3.2 閥桿的直徑估算20

3.3.3 閥桿的強度校核20

3.3.4 閥桿的穩定性校核22

3.3.5 閥桿主要尺寸的確定24

3.4 閥蓋及填料裝置的設計與計算24

3.4.1 閥蓋的設計與計算24

3.4.2 填料壓蓋的設計與計算26

3.4.3 上密封座尺寸29

3.5 氣缸的設計與計算30

3.5.1 氣缸的直徑粗估算與選取30

3.5.2 氣缸的校核30

3.6  其他主要零件的設計與校核32

3.6.1  滾動軸承的選取32

3.6.2  閥桿螺母的校核32

3.6.3  上活塞與 T 型槽接頭連接螺栓的校核33

第四章 結論34

致謝35

參考文獻36