摆动式轨道球阀的设计及应用研究
陈贤策1 温众而2 翁自正2
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

陈贤策1 温众而2 翁自正2,. 摆动式轨道球阀的设计及应用研究[J]. 设计研究,2023.9. DOI:10.12721/ccn.2023.157082.
摘要:
摆动式轨道球阀可以使整体结构在无摩擦的状态下进行开关操作,是一种广泛应用的新型阀门。为了能够进一步了解摆动式轨道球阀的设计原理,为我国相关行业的发展创造条件,本文将重点围绕摆动式轨道球阀的设计与应用进行分析,研究新型球阀的原理以及整体结构,进而为拓展摆动式轨道球阀的应用范围提供条件。
关键词: 轨道球阀结构设计闸阀形式
DOI:10.12721/ccn.2023.157082
基金资助:

相比于传统的闸阀形式,轨道球阀可以更好的完成开启与关闭的工作,利用自身的性能满足切断、改变介质流动方向的需要,是近几年来工程项目中应用非常广泛的一种阀门结构。由此可见,针对摆动式轨道球阀的设计及应用研究,对于工程项目质量的控制十分重要。

一、摆动式轨道球阀的相关概述

在现代化的施工项目中,传统的球阀形式已经难以满足工程的实际需求,而摆动式轨道球阀则可以较好的完成工作,能够高质量的进行使用。传统提升式轨道球阀在使用的过程中,虽然能够满足应用需要,但是在后续的应用过程中会受到外界因素的影响,极易出现变形以及阀杆泄漏等情况,这会产生阀门开关阻碍,甚至会因关闭不严而造成严重的结构断裂等情况。因此在实际工作中工作人员结合实际需要进行了优化与完善,设计了一种摆动式轨道球阀,以此满足工程质量的需要[1]

轨道球阀的使用主要有以下几点优势,第一,可以降低外界的摩擦,在阀门开启状态时,阀杆会在力的作用下与阀座分离,进而达到运行的状态。而当阀球回到阀座时则可以自动进行关闭。第二,球阀在结构上可以更加符合实际需要,能够更加简便的进行开启和关闭。第三,阀球具有较强的密封性能,可以在外力的作用下保证结构的稳定。第四,这种球阀的应用范围较广,可以适用于多种项目中,能够良好的运用在真空以及高压的环境中。在实际应用过程中,轨道球阀只需要进行90度的旋转运动,便可以完成结构的开启以及关闭。同时,阀体的构造也为结构的应用提供了稳定性以及安全性,可以直接进行开闭使用。现阶段摆动式球阀已经进行了多方面的优化与完善,可以被良好的应用于节流工作中。此外,球阀结构紧密,能够进一步降低后续的维修难度,工作人员仅需要进行日常的维护便可以延长使用寿命,使其良好的应用于天然气等工作中,甚至可以被使用在过氧化氢、乙烯环境中。

球阀是一种新型的结构,具有较高的优势,其摩擦力小、密封性高、使用寿命长等特点可以最大程度的降低对其他零配件的需求,可以更加便捷的对介质进行调节以及控制。

二、普通结构轨道球阀应用现状

现阶段,最为常见的普通结构轨道球阀便是提升式轨道球阀,其主要工作原理是利用结构的设置,切断球阀的正常使用状态。在结构上主要是由阀体、阀杆、球体销等组成。在应用过程中阀杆上端的结构运作可以产生一种合力,进而使阀杆能够带动整个球体进行旋转,以此完成轨道球阀的自动开关。然而这种结构虽然应用方便,但是由于在关闭过程中会受到多种作用力的影响,因此在拉力以及推力的作用下,极易对整体结构造成受力不均的情况。此外在硫化氢以及氢气的影响下,会在结构中出现裂纹等情况,若情况严重甚至还会造成整个球阀结构的断裂,这会对工程建设造成严重的影响。

三、摆动式轨道球阀的结构原理以及设计要点

摆动式轨道球阀在结构上进行了改进与优化,在阀体、阀杆等基础上,增加了齿轮盘以及偏心轮结构,以此保证结构受力的稳定。在具体应用过程中,摆动式轨道球阀会在纸轮的作用下进行转动,并在外力的作用下完成开启以及关闭两种状态。此外,若逆时针的旋转结构,则齿轮会完全封闭,在偏心球的作用下,可以推动其进行移动,进而带动整个球体进行转动,使结构可以脱离阀座。通常情况在力的作用下,球体可以转动90度,此时阀门处于开启状态,而若是将结构进行逆时针旋转,则在力的配合下,也会使球体产生90度的旋转,进而带动整体结构与阀座进行固定。此时的结构会在齿轮盘的作用下带动其向右进行运动,进而达到阀座与球体紧密贴合的状态,进而关闭结构。在关闭的状态下,若继续逆时针进行旋转,便可以持续向右移动,从而达到强制关闭的效果。

在实际应用过程中,轨道球阀主要与氢气以及氢化物两种物质产生接触,其中混合物居多,在混合物比例中,氢气占据其中一半,而硫化氢的含量则为0.3%。因此根据工作人员的应用与分析,认为阀体结构应该采用WS5以及WS6、CF9等材料。这种材料可以具备一定的抗氢性能。通常情况下,阀杆出现问题的原因是出现了氢致裂纹,而这种裂纹的产生与材料质量性能不够有极大的联系。因此在进行前期轨道球阀的设计时,工作人员应该加大对材料选择的关注,尽可能的使用PH13-6以及F256H等规格的材料类型,并在设计过程中严格按照相关规定以及标准进行安装。尽可能的保证在摆动式轨道球阀处于关闭状态时,可以降低外在作用的摩擦,延长零件的使用寿命,使阀杆的受力情况更加均匀。此外,摆动式轨道球阀结构中运用到了齿轮结构,可以在偏心轮的配合下达到强制密封的目的,以此为结构的应用提升稳定性以及安全性。此外,若摆动式轨道球阀处于打开的状态,则会在完全脱离阀座之后开始转动,这也最大限度的改善了传统球阀阀座磨损严重的情况,这种无摩擦力的操作结构可以进一步降低结构的磨损,延长结构的应用寿命,降低开启以及闭合状态的受力,利用介质以及弹簧力的作用,加强结构密封的质量。

四、设计工作中的关键工序

关键工序是指设计过程中稍有不当便会影响结构质量的工作。在具体工作中包括结构的焊接以及材料质量不符合标准等。以焊接不当为例,焊接工序若不能满足质量要求会直接造成结构的裂缝以及夹渣,这也是摆动式轨道球阀最为常见的一种质量问题。工作人员在进行焊接时,应该保证焊接的堆焊层可以严格保持在HRC38~42之间。此外,摆动式轨道球阀需要对球面进行加工,此工序会对最终的球阀紧密性产生作用,甚至会影响开启以及关闭的质量。因此在进行前期的设计时应该加大对以下方面的关注。首先,需要保证球心在球体通道的中心,此外中心线应垂直于通道,在具体工作中设计人员需要使用相关工具进行检测。其次,球体的头部以及其他部位也需要进行加工,例如中心距需要满足相关要求,使其保证在19.0上下0.030的范围。最后,阀杆方头为了能够保证质量应该进行热处理工作,使HRC可以在60~63的范围内。与此同时,在进行使用之前,技术人员也需要根据相关标准对结构进行缺陷检查,检查结构外部是否存在裂缝。此外,由于这种摆动式轨道球阀需要保证开启以及关闭的质量,因此要对阀杆以及导向销进行检查[2]

总而言之,摆动式轨道球阀的质量直接影响使用状况,因此在前期设计过程中应该加大对细节的关注,进而从根本上保证结构的质量,为摆动式轨道球阀的应用奠定基础。

结论:综上所述,摆动式轨道球阀可以优化并完善传统球阀的受力情况,并在使用的过程中阻断氢致裂纹以及其他开裂情况的产生条件,因此从根本上延长球阀的使用寿命,提升资源的利用效率,为工程质量的稳定性以及安全性提供帮助。此外,在目前的工程项目中,摆动式轨道球阀的应用质量较高,在结构应用方面可以改善很多传统球阀的不足,为工程项目的建设提供帮助。

参考文献:

[1]朱宜生.浅谈轨道球阀常见故障及日常使用、维护与保养[J].清洗世界,2021,37(12):130-131.

[2]马磊.浅析金属密封轨道球阀在消防系统中使用的可靠性[J].中国金属通报,2021(05):164-165.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。