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KS凯时結構設計
  KS凯时閥杆軸心同時偏離蝶片中心及本體中心,且密封副為斜椎的蝶閥稱為三偏心蝶閥。三偏心蝶閥因具有無死區設計、雙重安全構造、本體閥座構造等特點,廣泛應用於介質溫度小於425℃的治金、電力、石油化工以及給排水和市政建設等工業管道上,作調節流量和載斷流體使用。
  KS凯时自問世以來,為滿足日益嚴酷的工況要求,其本身也在經曆著自我完善和不斷發展的過程。即使最基本的零泄漏,理論上三偏心蝶閥都可以做到,但實際上還是有賴於周密的設計和精密的製造。此次設計的蝶閥即為三偏心蝶閥,采用雙作用氣缸驅動,主要用於鋼鐵廠轉爐爐氣的回收,也可用於化工、電站、石油等行業。
  1、KS凯时主要零件設計
  該閥主要由閥體、閥杆、蝶板、蝶柱、支架、支座等零件組成。此閥的工作原理是:氣缸通過閥杆帶動蝶板轉動,蝶板與閥體密封麵吻合,將通道切斷,即為關閉;反之,則為開啟。
  KS凯时閥體結構設計
  閥體是蝶閥中重要零件之一,其質量通常占整個閥體總質量的70%左右。根據轉爐煉鋼產生一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氫氣、水蒸氣、少量的氧氣及微量的甲烷等廢氣這一特點,閥體選用球墨鑄鐵QT400,它有足夠的強度、剛度和耐腐蝕性,可以滿足設計要求。
  KS凯时根據參考資料,查得相應的公稱壓力pg=2.5×105Pa,由公稱通徑DN=100mm和公稱壓力即可確定蝶閥的法蘭類型為鑄鐵雙法蘭連接,查相關文獻可得閥體的結構總長為L=150mm,寬度為K=160mm。根據閥門的流通能力和流體的阻力係數要求,確定閥體的流動通道為100mm。
  閥體最小壁厚可根據以下公式計算:
  式中:p‘為關閉瞬間前後的壓力差,p'=317.52Pa。將相關數據代入以上公式,可得T≥12.37mm,圓整後取T=15mm。
  1.2、蝶板的設計計算
  (1)蝶板大端直徑D的確定
  根據GB/T12238-2008,由公稱通徑可得出蝶板大端的直徑即蝶閥閥座的最小通徑D=94mm。
  (2)蝶板中性麵長短半徑的確定
  蝶板中性麵的長半徑
  式中:A0為蝶閥閥座最小通徑的一半;α為偏心角,根據密封副材料,偏心角取目前閥門製造商廣為采用的參數,選α=15°;E為蝶板中性麵,取值10mm。將相關數據代入以上公式中,得RA=45.56mm,RB=43.89mm。
  1.3、蝶閥密封比的確定
  由參考文獻可得蝶閥密封比的公式為:
  式中:pj為計算壓力,pj=pg+p’;m為比例係數,取值為1;α為外圓半徑,取值35mm;c為內圓半徑,取1mm;b為密封副接觸寬度,取值27.2mm。將以上數據代入公式,得:qh=22.74×105Pa,對於剛性密封麵,qh按公式計算出來的值降低25%,即qh=17.05×105Pa。
  1.4、蝶閥的軸向和徑向偏心距設計計算
  將相關數據代入上式中,得e<11.16mm,根據實際要求,可取e=8mm。設閥杆直徑為d,為了保證蝶閥具有完整、連續的密封表麵,則軸向偏心距c還應滿足下麵公式:。為了增加閥杆的剛度,閥杆的直徑值應取大些,經綜合考慮,取c=20mm,代入上式,計算得閥杆直徑d=24mm。
  2、傳動方案的設計及分析
  由於該蝶閥主要用於鋼鐵轉爐,對精度和聲音的要求不高,故采用氣動驅動方式,氣缸采用雙作用式普通單氣缸。三偏心蝶閥通過閥杆帶動蝶板轉動,如果蝶板與閥體密封麵吻合,將通道切斷,即為關閉;反之,則為開啟。氣動係統
  KS凯时主要是由氣動執行器和蝶閥組成,KS凯时是用隨閥杆轉動的圓形蝶板做啟閉件,以實現啟用動作的氣動閥門,主要用作截斷閥使用。而三偏心蝶閥作為比較高級的一種蝶閥,因其獨特的性能在國民生產和生活中得到比較廣泛的應用。作者針對鋼鐵轉爐係統設計了一種三偏心蝶閥,並對其主要零件進行了設計計算。
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