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1、作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习DN80 25MP双闸板平板闸阀的设计DN80 25MPa双闸板平板闸阀的设计摘要双闸板平板闸阀由于其自身的诸多优点普遍应用于石油化工行业， 本文立足 于双闸板平板闸阀的密封性能和结构创新展开研究。主要的设计思路围绕双闸板展开，以简单、稳定、可靠的设计方向为准则，通过对闸板的设计和改 良，达到良好的密封防漏效果。设计中考虑到实际应用过程中的情况， 一改 传统闸阀的形式，在开启状态也能使两个闸板与阀座密封圈全部紧密接触， 实现介质在阀体内的流通的同时也可以有效防止介质对阀腔的冲刷影响。即 启闭两个状态都实现了介质对阀腔的零影响。 从而比较好地实现了
2、阀腔的防 漏，提高了阀门的使用寿命。作为高压闸阀，本文设计的一些零件及尺寸大 都符合国家标准，能确保安全操作。此外本文还简要介绍了双闸板平板闸阀 的一些主要类型。关键词：双闸板密封防漏The Design of Double Disc Flat Gate Valves DN8025MPaABSTRACTBecause of its adva ntages,Double Disc Flat Gate Valves are exte nsively used in refi nery, petrochemical and chemical in dustries, this article dev
3、elops the research on the basis of sealability and origi nality of the Double Disc Flat Gate Valves.The line of the programming is the Double Disc, by the rule of simpleness stabilization and credibility.achiev ing good results of seali ng by the desig n and improvi ng of the Wedge Disc Taking acco
4、unt of the situati on of practical applicati on s.by cha nging the form of traditi onal valve, whe n it ope ns it also en ables the two gate valve seat ring with all the close con tacts, and media in the valve in the flow of the medium can also be effective in preventing the erosion impact of the va
5、lve cavity. That is, the two states (on and off) have achieved a medium on the valve cavity is affected. So as to realize the valve cavity leak-proof better and improve the life of the valve. As a high-pressure valve, some parts of this desig n and size mostly accord with the state sta ndards, to en
6、 sure safe operati on. In additi on the article also in troduces some other types of Double Disc Flat Gate ValvesKeywords: Double Disc Seal Caulk目录第1章前言 61.1研究设计双闸板平板闸阀的意义 61.2课题研究的背景 6第2章 双闸板平板闸阀的闸板方案设计 72.1方案一 72.2方案二 8第3章 DN80 25MP双闸板平板闸阀的设计 9第4章 阀体壁厚的计算与阀杆的校核 164.1的校核 164.1.1 的校核 16第5章结论 18致谢 19
7、参考文献 20附录 21附录A:展板 21第1章前言1.1研究双闸板平板闸阀的意义随着石油开发向内地油田和海上油田的转移，以及电力工业由30万千瓦以下的火电向30万千瓦以上的火电及水电和核电发展，阀门产品也应依据设备应 用领域变化相应改变其性能及参数。输油、输气工程向管道化方向发展，这又需要大量的平板闸阀及球阀。国有经济持续稳定发展，固定资产投资逐步扩大 尤其是几项世纪工程“西气东输”“西电东送”“南水北调”等项目的开工也 需要大量的阀门产品配套。平板闸阀在石油工业中，主要用于石油、天然气的输送管线，成品油的输 送管线和贮存设备及石油、天然气的开采井口装置等。作为截断阀的一种，平 板闸阀有着其
8、很多优点，如大流量，小流阻，启闭轻巧等。其中，单闸板平板 闸阀两密封座采用浮动结构，即两密封座与阀体接触的端面有弹性件，但轴线 方向变形量非常小，这样要求闸板的加工精度高。另外，阀门上腔体压力与进 口端压力相同，压力大，给上密封带来诸多问题。易使上密封发生泄漏。而双 闸板平板闸阀具有的特殊结构，能够克服这些不足。因此在石油行业中得到了 广泛的应用。1.2双闸板平板闸阀的原理和结构特点双闸板平板闸阀（撑开式，上顶楔）的基本原理：当闸阀关闭时，闸板下降到底后，阀杆继续推动顶楔向下移动，使两块闸板撑开， 并紧压在两侧阀座的密封面上，达到强制密封。当阀门开启的时候，阀杆首先带着顶楔向上移动，使两块闸板
9、和阀座脱离，然后 带动闸板上升，从而起到开闸的目的。双闸板平板闸阀具有如下结构特点：1阀门采用两块互相平行的闸板及其楔紧装置组成的密封结构取代传统的楔式 闸阀结构。2. 阀门密圭寸机构各零件相互分离，即使在温度变化时引起变形也仍能保证密圭寸， 且不会因高温膨胀而使闸板挤住打不开。3. 阀门密封采用耐磨、耐腐蚀材料制成，延长了阀门的使用寿命。4. 在高温、高压情况下，进口一侧闸板设计为可泄压方式、防止由于温度变化而引起的腔内压力异常升高的现象，保证使用安全。5. 全圭寸闭结构，防护性能好，可全天候使用。双闸板平板闸阀具有密封性好，安全性好，寿命长等诸多优点。其发展水平也到 了一定的高度。目前市场
10、上有各种类型的双闸板平板闸阀，分别用于不同的领域， 也有各自不同的结构特点。最传统的双闸板平板阀的结构形式有自密圭寸式 （不适用于高压环境，逐渐被替代） 和撑开式，撑开式又分上顶楔式与下顶楔式。这些结构的双闸板闸阀各有特点，其成本、制造工艺也有所不同，并且各有优缺 点。闸阀的设计也趋向多样化，不过也是有规律可循，目前市面上的双闸板平板 闸阀大体上可以分为两大类。一类是由两闸板和楔块结构组成，两者相对独立， 共同完成密封作用。另一类则是楔块与闸板的结合为一体，由闸板自身作为楔块 结构，挤压而形成自密封。相比之下，第二类结构有着比较好的稳定性，因为这 样的结构在功能相同的情况下，零部件就少了很多。
11、从而大大提高了稳定性。设计时还应考虑到实际运用过程中可能会遇到的情况， 根据不同的情况设计合适 的结构。此次课题研究的平板阀主要用于石油工业，因此有必要设计一个安全可 靠，密封性能良好，强度大的结构。第2章双闸板的方案设计我们知道双闸板闸阀的性能好坏，主要取决于两个闸板的设计。根据双闸板 闸阀的一般特点，并加上一些总结和归纳。双闸板的设计方案如下：2.1方案一在上文中我们总结得出把闸板自身作为楔块结构的闸阀比传统的闸阀要有优势。因此，在方案一当中闸板自身具备楔块结构和功能。图2-1中图2-1打粗剖面线的是两块闸板，左侧闸板受阀杆的推力，通过斜面把右侧的闸板向右侧挤压同时左侧闸板也通过反作用力达
12、到与左侧的密封圈紧密接触的效果。两块闸板之间的连接用弹簧实现。用弹簧有以下几个好处：1. 不仅实现了两块闸板的连接，还能保证两闸板有足够的相对位移。2. 能有效的避免双闸板在关闭时可能会产生的自锁现象。为了防止在使用过程中两块闸板位置的相互错开， 两块闸板都具有类似筋板的结 构，使得两块闸板之间只发生上下左右的位置变动。2.2方案二方案二也是一种闸板与楔块一体的结构。不难发现，这种结构的闸板相对于方案一来说要简单了一点。这个方案的最大特点就是闸板下端的斜面。它有两个斜面，上端的斜面用来关闭阀门时候的密圭寸，下端的斜面用来阀门在开启状态下的对阀腔与介质图2-2之间的密封隔离作用。那么，为什么要这
13、样做呢？在实际的应用过程中，阀门的开启和关闭的频率往往不会特别频繁，并且阀门开启状态下的时间往往不会少于 阀门关闭状态下的时间。也就是说，有相当大的一段时间里，阀门是开启状态的。 我们知道，在开启状态，介质会充满整个阀腔。导致介质对闸板还有阀杆和阀腔 的冲刷。从而给阀腔的密封带来巨大的压力，也使得阀腔内零件的寿命大打折扣。而方案二的结构可以使阀门在开启状态下能防止介质进入阀腔，绝对避免了介质对阀腔内零件的冲刷，从而提高了阀门的寿命。两块闸板之间有一个压紧弹簧， 作用如下：1. 在阀门开启的时候，弹簧的弹力用来克服左侧闸板的自身重力。2. 始终形成一个预紧力，使得两块闸板与密封圈不至于太松懈，进
14、一步减启闭过程中少量介质的流出两块闸板与密封圈的接触面均有定位槽结构用来固定两块闸板的位置关系。2.3方案的确定两种方案均是理想的楔块结构。有着各自的优点，通过对比，方案二比较有优势。表现在以下方面：1. 方案二能避免介质对腔内零部件的冲刷，寿命长。2. 方案二在开启和关闭的两个常态下都阻止了介质浸入阀腔，因此，大大降低了对阀门的密封要求，减少了成本。3. 方案二的闸板设计较方案一的简单，并且强度大，非常适合高压闸阀。第3章DN80 25MPa双闸板平板闸阀的设计上面已经确定了双闸板的设计方案，下面就需要对已经确定的方案进行具体 的结构设计。3.1阀体的设计已经确定了方案二设计为25MP的高压
15、闸阀，由于闸板是狭长的矩形，且作为高压闸阀，密封面与闸板接触的压力比较大。所以这里把闸阀设计成扁体,这样比较节省阀体材料。图3-1法兰结构长度：法兰的连接结构长度按GB 12221的规定，上面规定.阀体最小壁厚设计：查GB1224-89,公称直径为80mm公称压力为25MPa勺钢制闸阀的最小壳体厚度为23.8mm，这里我们取最小部位的厚度为24mm法兰连接：法兰应与阀体整体铸造或锻造而成， 也可以采用焊接而成。焊接的法兰应是对焊 形式，焊接要求应符合GB 150的规定，焊工应按有关部门规定考试合格。这里 为加强整体强度就采用整体铸造的方法加工法兰。阀体的连接法兰和中法兰：阀体的连接法兰和中法兰其背面应加工或按 GB 152.1 152.4的规定锪平。阀座的内径设计：阀座的内径应设计成与阀体的通径一致为 80mm阀座与阀体的连接：阀座与阀体的连接形式有多种，主要有螺纹连接，胀接，焊接等。也可以在阀体 上堆焊。其焊层在加工后不小于2mm对于奥氏体不锈钢阀门，阀座也可以直接 在阀体上加工。这里涉及到高压闸阀，所以需要一个强度大，结构可靠的阀座。因此最佳的选择 就是采用焊接，这样不仅强度有保证，维修成本也低。阀体放泄孔的设计：阀体放泄孔应按
