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1、2007年第4期阀门—1—文章编号:100225855(2007)0420001204弹簧式快速关闭蝶阀的设计宋激扬(铁岭阀门有限公司,辽宁铁岭112000)摘要介绍了弹簧式快速关闭蝶阀的结构特点、主要参数及工作原理。关键词蝶阀;快速关闭;安全中图分类号:TH134文献标识码:AThedesignofthequick2closebutterflyvalvewithspringSONGJi2yang(TielingValveCo.,Ltd,tieling112000,China)Abstract:Thistextintroducesthestru
2、cture,mainparametersandcharacteristicsofthespeedclosebutterflyvalvewithspring.Keywords:butterflyvalve;speediness;safety1概述同时弹簧缸中弹簧被压缩蓄能。当工作系统出现紧随着我国热电厂的飞速发展和高炉TRT系统急情况时,蝶阀将接到事故信号,在弹簧作用下迅的国产化进程的加快,满足工作系统安全,能够在速关闭,关闭时间为013～015s,从而起到保护工015s内快速关闭的紧急切断阀的需求量也在逐年作系统和管路设备的作用。提高。本文介绍
3、一种新研制的弹簧式快速关闭蝶3设计阀。311蝶阀2工作原理由于快速关闭蝶阀的工作介质为中高温气体,弹簧式快速关闭蝶阀主要由蝶阀、液压-弹簧因而在设计蝶阀时,采用了特殊结构。驱动装置、液压站和电控箱等组成(图1)。开阀(1)蝶板蝶板采用三偏心结构(图2),使蝶阀在启闭过程中,蝶板的密封面会在开启瞬间立即脱离阀体密封面,在关闭过程中也只有在关闭瞬间,蝶板密封面才会接触并压紧阀体密封面保证密封,彻底消除了两密封面间的磨损与擦伤。同时斜锥结构具有自定位功能,确保蝶板对中性。(2)浮动式密封圈蝶板的金属-石墨夹层密封圈采用可浮动密封形式,当蝶阀在安装或使
4、用过程中出现温度变化时,浮动密封圈可以补偿阀体的微量变形,使蝶阀的密封始终保持在最佳状态(图3)。11弹簧缸21油缸31液压站41电控箱51蝶阀(3)轴端温度补偿机构由于蝶阀的使用温度图1弹簧式快速关闭蝶阀较高,考虑到阀轴的热胀效应,为了防止阀轴顶住时,系统发出指令(电控箱设为远控),液压站工导致阀门无法正常开启,在上、下轴端同时增设了作,液压油进入油缸底部推动活塞带动蝶阀开启,温度补偿机构,通过几组与碟簧作用相同的支撑垫作者简介:宋激扬(1971-),男,辽宁省铁岭市人,工程师,从事阀门新产品设计与开发工作。—2—阀门2007年第4期片对温度
5、所引起的阀轴尺寸变化进行自动调节,补偿多余的变形所造成的不利因素,从而保证蝶板不偏移、轴端不外漏、尾端不损坏(图4)。312驱动装置(1)自动复位快速关闭蝶阀的正常工作状态(通电状态)为常开状态,只有在系统出现故障时(断电状态)才要求能够快速关闭。根据这一特点,要求驱动装置图3密封圈必须具有自动复位功能,即通电时驱动装置使蝶阀开启,断电时驱动装置自动复位使蝶阀关闭。自动复位的驱动装置种类很多,考虑到蝶阀的安全性能要求较高,采用了拨叉传动和弹簧复位的结构,其主要由箱体、拨叉、油缸、活塞、活塞杆、弹簧和弹簧缸等组成(图5)。11密封环21支撑垫片3
6、1阀体41轴套51阀轴图4轴端温度补偿装置由于蝶阀快速关闭时间要求在015s之内,考虑到使用性能,拨叉中的销钉采用合金钢材质,在拨叉接触部分装配有圆柱滚子轴承,将油缸的活塞力以滚动的方式传递给拨叉,这样,既减小了摩擦,提高了寿命,又提高了扭矩传递效率。由于采用弹簧作用机构,对弹簧的安全做了周密的考虑,独立的安全保护螺杆,使得一旦需要在现场对弹簧进行安装和拆卸时,无需特殊工具,并保证操作者的人身安全。使弹簧加载和拆卸即安全又便捷。(2)设计计算图2蝶板弹簧复位的驱动装置,其主要设计参数为拨叉偏心距L、缸筒直径D和弹簧力,这三个参数相互联系又相互约
7、束。11弹簧缸21弹簧31活塞杆41箱体51拨叉61油缸71活塞图5驱动装置根据蝶阀在启闭过程中的扭矩变化特性,拨叉定所需驱动装置扭矩值。由扭矩值计算驱动装置输在任意位置的输出扭矩应不小于蝶阀转动必须克服出轴直径(即拨叉内孔直径d),在此基础上,考的阻力矩(蝶阀在开启和关闭的瞬间扭矩最大)。虑驱动装置中的油缸直径和传动装置的箱体外形尺按照蝶阀驱动装置选用方法,应考虑安全系数以确寸,即可确定偏心距L。2007年第4期阀门—3—拨叉传动受力见图6。拨叉传动的扭矩M为的推力驱动阀门,即ηQLQ=Fa-Ft(4)M=2(1)cosα式中M———驱动装置
8、输出扭矩,N·mη———传动效率Q———活塞和弹簧作用于连接轴上的推力,NL———拨叉偏心距离,mmα———输出轴转角行程(-45°～45°),(°)
