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固定球(qiú)閥密(mì)封(fēng)面密封比壓計算公式

[來源:原創] [作者:admin] [日期:15-04-12] [點擊:]

固定球閥密封面比(bǐ)壓計算的準确性對閥門結構設計、性能分析和(hé)材料選用等方面影響很大。本文通過對固定(dìng)球閥比壓公式的分析(xī),提出了新的符合實際球閥條件的計算公式。

   1密封原理

固定球閥球體為上下軸固(gù)定,接觸部位安裝滑(huá)動軸承。閥(fá)座安裝在具有活(huó)塞效應的閥座支撐圈内,閥座支撐圈上安裝O形(xíng)圈與閥體(tǐ)密封(圖1)。閥座支撐圈(quān)後(hòu)安裝彈簧提供預緊力使閥座壓(yā)緊球體。閥門關閉,進口端介質力作用于閥座支撐(chēng)圈(quān)外徑DJH與閥座内徑DWN形成的(de)環狀面積上,使其壓緊球體(tǐ),達到密封。

圖(tú)球閥密封結構

  2密封比(bǐ)壓計算(suàn)

    球閥閥座密封面上的工作比壓q

        1

        2

        3

        4

        5

        6

        7

        8

        9

    式中  q———閥座密封面上的工(gōng)作(zuò)比壓,MPa

    N———閥座密封圈對球體的法(fǎ)向壓力,N

    S———閥座與球(qiú)體(tǐ)接觸的球形環帶面積,mm2

    F———進口端閥(fá)座對球體的總作(zuò)用力,N

    φ———密封面法向與(yǔ)流道中心的夾(jiá)角,(°

    R———球體半徑,mm

    h———閥座與球體接觸面軸向(xiàng)上的投影高(gāo)度,mm

    F0———流體壓(yā)力在(zài)閥座密封面上引起的作用力,N

    F1———彈簧預緊力,N

    P———閥門設計壓力(取(qǔ)公稱壓力PN),MPa

    DJH———閥座支撐圈外徑,mm

    DMT———閥座密封面流體(tǐ)浸透尺寸,mm

    DMW———閥座密封面外徑,mm

    DMN———閥座密封面内徑,mm

    FMY———閥座密封面對球體必須的(de)預(yù)緊力,N

    FMC———閥座(zuò)支撐圈上O形圈與閥體孔(kǒng)間的摩擦力,N

    R———球體半徑,mm

    h———閥座與(yǔ)球體接觸面軸向上(shàng)的投影高(gāo)度,mm

    qmin———閥(fá)座初始密封比壓,MPa

    

    P1———初始壓(yā)力(取大氣壓P1=01),MPa

    

        10

    b———O形圈與閥體内(nèi)孔接觸寬度(取O形圈截面半徑的1/3),mm

 

    Z———O形圈數量(為簡化計算取Z=2

    qMY———O形圈密封的必須比壓,MPa

    f———橡膠O形圈的摩擦系數(f=04

        11

    為簡化計算(suàn),取O形圈截面直徑(jìng)為53mmO形圈密封與壓力關系較小。取(qǔ)P0=0,則qMY=1.35MPaFMC=3DJH。計算各式。

    

    

    整理後得球(qiú)閥密封比(bǐ)壓計算公式

    

  3計算數據對比

    DN80PN250C固定球閥為(wéi)例,按照計算公式與本文計算公式的計算結果進行(háng)對比(表1,表2)。

計算結果

對比

        通過計算對比,常用球閥密封比壓計算公式在選擇非金屬材料(如尼龍(lóng)、德威龍、钼龍、PEEK等)閥座時(shí)誤差(chà)較大,其主要原因是閥門法向力計(jì)算上出現錯誤(wù)。本文通過對閥座密(mì)封面比壓(yā)重新推理,得出新的公式,其計(jì)算結果可以滿足非金屬閥座(zuò)材料的選擇。

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