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1、2007年第1期阀门—29—文章编号:100225855(2007)0120029204阀门用金属波纹管的选型及应用林国栋,李敏,张大林(沈阳仪表科学研究院,辽宁沈阳110043)摘要介绍了金属波纹管在截止阀、闸阀、调节阀、安全阀和球阀等阀门中的应用、设计和选型。对阀门用金属波纹管在使用中出现的问题给出了解决办法。关键词阀门;金属波纹管;选型应用中图分类号:TH136文献标识码:AChoiceandapplicationofthemetalbellowsforvalvesLINGuo2dong,LI2Min
2、,ZHANGDa2lin(ShenyangAcademyofInstrumentationSciences,Shenyang110043,China)Abstract:Thispaperintroducethatapplicationofthemetalbellowsforvalves,howtodesignandchosetypeofthebellowsforstopvalve、gatevalve、regulatingvalve,safetyvalve,ballvalveandsoon,andsevera
3、lproblemswhichshouldbepaidattentiontoinchoosingtypeandapplicationinpracticeforthebellow.Keywords:themetalbellowsforvalves;designandchosetype1概述在波纹管阀门设计时选择合适的金属波纹管成为行随着世界范围内环保意识的增强,人们对阀门业上迫切需要解决的问题。的密封要求越来越高,特别是核装置以及石油和化2术语工等特殊场合,要求阀门必须实现“零泄漏”。因在对金属波纹管设计选型时
4、,首先要明确金属此,前苏联、德国、美国和日本等国家率先将金属波纹管的行业术语。波纹管应用于阀门领域,使波纹管阀门作为一个新波纹管———一种弹性、薄壁、有多个横向波纹产品首先在航空、航天、舰船和核工业等军工领域的管壳零件。得到应用,并迅速在石油和化工等行业得以推广。波纹管组件———由二个或二个以上零件组成,金属波纹管的作用主要是实现测量、连接、转其中之一是波纹管,波纹管是一个或多个串连,其换、补偿、隔离、密封和减振等功能。在波纹管截他是法兰等配件。止阀和闸阀中的作用主要是隔离、密封和补偿功壁厚———成形波纹管
5、的原始金属管的管壁厚能,在自力式调节阀中,还与弹簧配套起到输出力度,对多层波纹管则是各层壁厚的总和。和开启关闭阀门的作用。行程———以原始长度为基点,波纹管压缩位移用于波纹管阀门的金属波纹管主要有液压成型与拉伸位移之和。和焊接成型两种,要根据实际使用的阀门阀体高扭曲———长波纹管进行轴向压缩时产生的柱失度、位移量、耐压能力以及刚度要求综合考虑选择稳。何种形式的金属波纹管。金属波纹管的材料主要是公称压力———与波纹管机械强度有关的设计给奥氏体不锈钢以及高温合金钢等,材料的选择主要定压力。根据阀门实际使用介质腐
6、蚀性和使用温度决定的。公称载荷———正常工作条件下允许的最大载荷由于近年来国内阀门行业发展非常迅速,如何或满量程值。通常是预期设计值。超载载荷一般限作者简介:林国栋(1971-),高级工程师,现主要从事金属波纹管的设计、制造和专业管理工作。©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net—30—阀门2007年第1期定在额定载荷的125%～150%。品的寿命与波纹管工作状态
7、、循环次数、频率、压额定位移———额定载荷下引起的位移,是正常力和温度等有关。使用条件下允许产生的工作位移。不产生塑性变形有效面积———弹性元件在单位压力作用下,位达到的位移为允许位移,工作位移一般是允许位移移为零时转换的集中力的大小。但有效面积随压力的40%～50%。增加而变化,因此具有不恒定性,在力平衡式仪表波纹管刚度———使波纹管产生单位位移所需要中,要配对筛选,做到有效面积尽量一致。的力,设计计算得出的刚度称为公称刚度或额定刚3结构度,一般情况,公称刚度不直接采用设计值,而是311U型波纹管产品原形
8、经过测试后的修正值。常用U型波纹管结构见图1,波纹管端部接口一次循环———波纹管随阀杆从全开到全闭再到型式见图2。接口表示方法为外配合用W(图1全开的运动过程。(a)中d1尺寸)、沿波峰切边用QD(图1(a)中循环寿命———波纹管在规定压力、温度和轴向D2尺寸)、内配合用N(图1(b)中D1尺寸)。行程下往复运动而不破坏的最大循环次数。相同产推荐采用图2中(a)、(b)、(c)端部接口型式。图中D———波纹管外径
