集装臬罐用脚阀的设计分析.pdf

阀 门 2 0 0 1 年第6期 文章 绾号 1 0 0 2 6 8 6 5 l 2 0 0 1 0 6 一 帅 l O 一 0 2 集装箱槽罐 用脚阀的设计分析 朱龙 英 盐 城 工 学院 机 械 系 ，江苏 盐 城2 2 4 0 0 3 摘要介 绍 j集装 箱槽罐 用脚 阀的 结构 、I作原理 、性 能特 点 和设计 计 算方 法。 关 键调脚 阀 ；结构 ；设计 中图分 娄号 T HI 3 4 文献 标 识 码 A The s t u dy a nd de s i g n o f c o nt a i ne r f o ot v al v e ZH U Lo n g- yi n g Ya n c h e n g I n s t i t u t e。 f Te c h n o l o g y ，Ya n c h e n g 2 2 4 0 0 3 ，Ch i n a Ab s t r a c t Th e p a p e r i n t r o d u c e s t he r u c t u r e ， p r i n c i p l e ， f un c t i o n o f c o nt a i n e r f o o t v a l v e a n d i n s me t h od o f d esi g n Th e f o o t v a l v e h a s a c l e a r p r a c t i c a l i t y a n d p o p u l a r i z a t i o n v a l u e ． Ke y wo r d s f oo t v a l v e ； s t r u c t u r e ； d e s i g n 在化工产 品的长途 运输和转运过 程 中， 由 于 脚 阀的安 全可 靠性 问题 一直 没 有得 到 解决 ， 故 常用离心泵来卸液 。但集装箱 槽罐 由于结 构 尺 寸的限制 ，不 易用 离心泵卸液 。为此 ，笔 者 根 据用户要求设 计了集装箱槽罐用 脚 阀。 1 技 术条件 槽罐 直 径 1 ． 3 m，长 6 m，输 送 介 质 为 硝 酸 、硫酸或磷 酸等腐蚀性 液体 。要求脚 阀操作 简便 ，安全 可靠，寿命 长。 根据普通 阀门的截 止原理 ，在考虑 了集装 箱槽罐用脚 阀的安全可 性 和液体的腐 蚀性等 要求 后，设计 了如 图 1所示的脚 阀。 由于腐蚀 性 介 质对 大 多 数金 属 有较 强 的腐 蚀性 和 氧 化 性，故凡与液体接触的零件均采用 3 1 6 I 不锈 钢 ，密封 垫和填料均采 用聚四氟 乙烯 。脚 阀 由 两个 串联 在一起又各 自独立的截流 阀组成 ，端 部 有一个 螺旋 帽密封 。阀瓣的开 启和关 闭采用 机 械操纵 装置 ，并利用 钢丝绳远程控制 。阀门 的进 口比出 口高．且相交 1 3 5 。 ，便于与 集装 箱槽 罐联接 和卸空液体 。 2工作原理 1 手 柄2 密 封 圈3 ．外 阁瓣4 ．阁体5． 职 岳螺柱 6 阀 扦7 压板8 手柄9 ． 垫 圈l 0 ．操作 扦 1 1 ． 阀体1 2 内 阎瓣1 3 O形 圈1 4 播扦 1 5 四扦机构1 6 ． 钢丝绳 图 1 脚 闽 卸液 时 ，首先旋 开 螺 旋 帽，松 开 钢丝 绳 ， 扳动外 阀瓣 手 柄 旋转 9 O 。 ．使 外 阀瓣 打开 ，再 扳动 内阀瓣手柄 ，通过 铰链 四杆机构使 内阀瓣 旋 启至水平位置 ，阀门完全 打开 。关 闭时 ，先 关 闭 内阀瓣 可 由钢 丝绳 远 程 控 制 ， 由于 出 E l 比进E l 低，等阀体内液体全部流出后，再关 作者简介朱龙英 1 9 6 2 一 ．女．江苏太丰人．副教授．主要研究领域为机械设计 、c A D ／ C A M／ C A E 。 维普资讯 VALVE DESIGN QQ40444436 VALVE DESIGN QQ群号40444436 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 2 0 0 1 年第 6 期 阀 门 上 外阀瓣 ，旋上螺帽 。 3结构 特点 1 利 用 脚 阀 卸 液 ，不 需 要 任 何 附 加 装 置 ，不仅可 以将液体完全 卸空 ，而且不 受地点 和 设备 的限制 ，卸液方便 迅速 。 2 采用 钢丝绳远程 控制 ，可 以防止在运 输途 中脚 阀被故 意或非故 意开 启 ，也可 以利用 其关闭 阀 门。 3 2个 串联 又各 自独立 的截流 装置 ，可 防止运输途 中其 中之一 万一损坏 ，而 另一 个 仍 继续有效 ，更 加安全可靠 。 4 利用铰链 四杆 机构以及扭转弹 簧 。可 保证 阀瓣 的启 闭方便迅速 ，且又能准确 定位。 4设计 计算 该脚 阀的设 计方法与 一般 阀 门的设计方 法 基本相 同。但 由于其 结构 的特殊性 ，设 计时应 对 以下各参 数进 行修 正和 补充。 阀体 的最小 壁厚 s为 s 西 C 1 式 中 设 计压力 ，MP a D 阀体 中腔 最大 内径 ，mm c 附加 裕量，mm 螺栓预紧状 态下所需 的最 小载荷 Fo 3． 1 4 DG b y 2 式中 D。 垫 片 压 紧 力 作 用 中心 圆直 径 ， 6 垫片有效 密封宽度 ，mm 垫 片 比压 ，MP a 螺栓工作状 态下所需 的最 小载荷 Fp 0 ． 7 8 5 D 6． 2 8 Dc r b mp 式 中m 垫片 系数 螺栓强度条 件 ≤ 【 ] 4 式 中 [ 口] 螺栓 的许用应力 ，MP a d 螺栓直径 ，mm 阀瓣厚度 为 S B ≥ D ／ c 式 中j M 尸 密封面平均直径 ，mm 结 构特征 系数 【 d ] 许 用弯曲应 力，MP a 外 阀杆操 作力矩 T Tr T， T a 6 式 中7 密封面 间的摩 擦力矩 ，N m TT 填 料摩擦力矩 ，N- m TT 0． 5 r d1 h T pr P 7 T 填 料层高度 ，mm T 摩擦系数 T． 静 水力矩 ．N， I T I n 动 水力矩，N， m 在 开启和关 闭过程 中，1 0 。阀杆垂 直 安装时 ， 丁J 0 。外 阀杆 T d 0 。 内阎杆 操作力矩 T TT 丁 d 8 式 中 弹 簧扭转 力矩 ，N m Ta A P a p 9 式 中A 阀瓣面积 ，mm2 △ 由于水 力 作 用 在 阀 前产 生 的 压 力 升值。MP a 摇杆长度 ，mm 阀杆 强度条 件 ≤ [ r ] 1 0 结构 设计 的主要 参数见表 1 。 表 1 结 构 设 计主 要参 数 C／ ramSf rom“d／ ram S B ／ ram d L ／ r a m d2 ／ mm 5 5． 5 6 1 2 1 0 1 4 1 0 5结 论 试验 表 明，该 脚 阀具 有 体 积 小 。质 量 轻 。 流动阻力小，密封性能可靠，使用寿命长，启 闭方便迅速 等特点 。 同时缩短 了液体 的集输时 同，加 快 了槽 罐 车 的 周 转 率 ，提 高 了 生 产效 率。该脚阀可用于各种液体槽罐车。 参考文献 [ 1 ] 橱漂泉阀 门设计手册[ M】 ．北京机 械工业 出版 社． 1 9 9 2 ． [ 2 ] 黄 日新 ．工 业 专 用 闽 门 手 册[ M ] 北 京 机 檀 工 业 出版 社， 1 9 9 7 ． f 啦璃 日期 2 0 0 1 ． 0 4 ． 2 0 ㈨ ㈤ ㈤ 维普资讯 VALVE DESIGN QQ40444436 VALVE DESIGN QQ群号40444436 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载