一、球閥通道截面直徑的選擇和球體直徑的確定
1、球閥通道截面直徑的選擇
在設(shè)計(jì)計(jì)算球閥時(shí)，首先要確定球體的通道直徑，以便作為其他部分計(jì)算的基礎(chǔ)。球體通道的最小直徑要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。設(shè)計(jì)國(guó)標(biāo)球閥時(shí)，全通徑球閥的最小通徑應(yīng)符合GB/T19672—2005《管線閥門(mén)一技術(shù)條件》或GB/T 20173—2006((石油、天然氣工業(yè)一管線輸送系統(tǒng)一管線閥門(mén)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。設(shè)計(jì)美標(biāo)球閥時(shí)，全通徑球閥的最小通徑應(yīng)符合APl6D一2008/ISO14313—2007《石油、天然氣工業(yè)一管道輸送系統(tǒng)管道閥門(mén)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對(duì)縮徑球標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于公稱尺寸DN≤300mm(NPS 12 in)的閥門(mén)，閥門(mén)公稱尺寸的孔徑縮一個(gè)規(guī)格，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)徑，對(duì)于公稱尺寸DN350mm(NPS 14 in)至DN600mm(NPS 24 in)的閥門(mén)，閥門(mén)公稱尺寸的孔徑縮兩個(gè)規(guī)格，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)徑，對(duì)于公稱尺寸DN>600mm(NPS 24 in)的閥門(mén)，和用戶商定。對(duì)于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的球閥，通常球體通道的截面積應(yīng)不小于管道額定截面積的60％，設(shè)計(jì)成縮徑形式，這樣可以減小閥門(mén)的結(jié)構(gòu)，減輕重量，減小閥座密封面上的作用力和啟閉轉(zhuǎn)矩。一般采用閥門(mén)公稱尺寸DN與球體通道直徑d之比等于0.78。此時(shí)，球閥的阻力不會(huì)過(guò)大。
2、球體半徑的確定
設(shè)計(jì)球閥首先應(yīng)根據(jù)球體通道直徑和介質(zhì)工作壓力P來(lái)確定球體外圓半徑R。如果按此式確定球體半徑，則公稱尺寸DN，和球體長(zhǎng)度L相等，即DN=L。當(dāng)球閥關(guān)閉時(shí)，A點(diǎn)實(shí)際上仍在密封環(huán)的邊緣，而不能起到密封作用。因此L尺寸必須增大，而使L>DN，使A點(diǎn)移動(dòng)到密封環(huán)的面上起到密封作用。所以，必須對(duì)上式進(jìn)行修改。
球閥在達(dá)到密封時(shí)，所需的密封面寬度如圖3所示。
首先依據(jù)密封圈材料的許用比壓，按密封面必須比壓的公式，初步算出密封圈的寬度：
若閥座密封圈的材料為聚四氟乙烯，則許用比壓為[q]=17.5MPa；C為密封面材料有關(guān)的系數(shù)，對(duì)于聚四氟乙烯，C=1.8；K為給定密封面條件下，考慮介質(zhì)，壓力對(duì)比壓值的影響系數(shù)，對(duì)于聚四氟乙烯，K=0.9。
把以上數(shù)值代入式1，經(jīng)過(guò)運(yùn)算，得：
上式中P為設(shè)計(jì)壓力，通常取公稱壓力PN(MPa)。
對(duì)于閥座密封圈用金屬圈加固時(shí)，許用擠壓應(yīng)力可適當(dāng)加大。
所以不管球閥處于開(kāi)啟狀態(tài)還是處于關(guān)閉狀態(tài)，密封面與球體接觸面的寬度，都不應(yīng)小于bM。L應(yīng)增加兩倍密封面的投影寬度，球體半徑也應(yīng)增大如圖4所示。
因?yàn)閠ga=bM/2a=1
所以2a=bM
因此球體的直徑應(yīng)增加bM
此值為達(dá)到密封時(shí)的球體最小直徑。如球體強(qiáng)度需加大，可適當(dāng)加大球體直徑。
二、固定球球閥的設(shè)計(jì)與計(jì)算
根據(jù)GB/T 19672—2005、GB/T 20173—2006和美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)APl6D — 2008、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO14313：2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，固定球球閥為雙閥座閥門(mén)，對(duì)于雙閥座閥門(mén)分：?jiǎn)蜗蛎芊?、雙向密封、雙閥座雙向密封、雙閥座一個(gè)閥座單向密封一個(gè)閥座雙向密封，雙截?cái)嗯欧砰y。如圖5所示。
單向密封 — 設(shè)計(jì)在一個(gè)方向密封的閥門(mén)；
雙向密封閥門(mén) — 設(shè)計(jì)在兩個(gè)方向都能密封的閥門(mén)；
雙隔離 — 泄放閥DIB一1(雙閥座雙向密封) — 雙閥座，每一個(gè)閥座均能達(dá)到雙向密封；
雙隔離 — 泄放閥DIB—2(雙閥座一個(gè)閥座單向密封一個(gè)閥座雙向密封) — 雙閥座，一個(gè)為單方向密封閥座，一個(gè)為兩個(gè)方向都能密封的閥座；
雙截?cái)?— 泄放閥DBB — 在關(guān)閉位置時(shí)，具有雙密封副的閥門(mén)，當(dāng)兩密封副問(wèn)的體腔通大氣或排空時(shí)，閥門(mén)體腔兩端的介質(zhì)流動(dòng)應(yīng)被切斷。
標(biāo)準(zhǔn)還要求密封試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)為進(jìn)口端閥座密封。
減壓閥廠家-天沃，與您資料共享！
