法兰截止阀设计毕业论文[1]

确定阀体中法兰尺寸的方法，与阀体壁厚的确定方法形似，主要有标准法兰参照法和计算法。

由于法兰计算的复杂性，同时，因为建立了新国家标准GB112~ GB9131《钢制管法兰》标准体系，所以中法兰设计采用标准法兰参照法式简便而可靠的。

（一）标准法兰参照法

在阀体结构设计过程中，根据阀门公称通径，介质流道设置以及启闭件，导向件尺寸等，通过设计制图可以初步确定阀体中腔尺寸和中法兰密封面型式，然后，根据中腔内径尺寸，参照对应于阀门公称压力和中法兰密封面型式形同的国家标准法兰系列，将公称通径与阀体中腔内径相等（或相近）的标准法兰尺寸作为阀体中法兰的设计尺寸。

由此可见，“参照法”实际上式建立在“等效采用”国家标准法兰基础上的。

我国新的国家标准GB9112~GB913《钢制管法兰》为管道用法兰，而阀体中国法兰属“容器法兰”两者完全不同，故称为“参照法”，只有两者在法兰结构型式与法兰密封面型式相同的情况下，才能参照采用。

钢制管法兰的尺寸标准时参照国际标准ISODIS7005?I制订的。国际标准是由美国和德国两个体系的法兰尺寸标准合并而成的。

在采用“参照法时应使中法兰标准与阀体连接法兰标准体系相同。 新的法兰标准中，同一种法兰结构型式有多种密封面型式；同一种密封面型式又有多种压力等级。因此，在参照对应标准法兰时，要注意

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使法兰型式，密封面型式和公称压力三要素符合法兰结构设计的要求。

用“参照法”确定中法兰尺寸后，有时为了追求中法兰尺寸的紧凑，允许在保证法兰厚度，法兰颈部尺寸及螺栓数量，螺栓孔径不改变的前提下，适当缩小螺栓孔中心圆直径和法兰的外径。

根据经验，用“参照法”确定的中法兰尺寸不应小于阀体连接法兰的尺寸，对截止阀，通常取同一压力等级的高一个规格的尺寸。

2.2.5截止阀密封面的选择及比压计算

截止阀密封副的两种典型形式： 1. 平面密封

平面密封具有以下特点： （1） 平面的唯一性； （2） 平面的易加工性； （3） 理想平面程度难以保证；

（4） 平面的抗变形能力强，密封面积大，介质作用力大，所需密封力大，只能采用光整弹性密封，故阀杆直径需较大。并且其表面不平度较难消除，平面度难以保证，所以泄露可能较大。

2. 锥面密封

锥面密封具有以下特点： （1） 增大比压作用；

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（2） 锥面的自定心作用； （3） 密封方式的可变性； （4） 对下列因素具有敏感性； （a） 阀杆在阀瓣上的着力点

（b） 阀杆在阀瓣的着力点至阀瓣与阀体密封面接触处的距离 （c） 阀门的安装位置

（d） 经分析这两种密封方式的特点，本设计采用锥面密封。 截止阀密封面比压按下式计算：

q =

Qmf?bm(d?bm) (4-2)

式中 Qmf — 阀座密封面上的总作用力（N）； Qmf按下式计算：

Qmf = Qml+ Qmj (4-3) 式中 Qml — 介质密封力（N）；

Qml — 阀座密封面上的介质力（N）. Qmj =

? (d+bm)2p (4-4) 43.14(10+6)2 ?6.4 4=

=1286.1N

式中 p — 介质压力（MPa）.设计时取p=PN.

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Qml计算如下： 对于锥面密封（见图） Qml = ?（d+bm）bmsin?(1+

fm)qmf (4-5) tg?0.15）?13 tg20=3.14（10+6）?6sin20（1+

=1892.6N

式中 ? — 半锥角（0）；

fm— 锥形密封面摩擦系数，见表

所以 总压力： Qmf = Qml+ Qmj =1892.6 + 1286.1 =3178.6 N 所以截止阀密封面比压： q =

Qmf?bm(d?bm)

.63.14?(10?6)?6 =3178 =10.5 MPa? ?q?=15 MPa 合格

2.2.6 截止阀阀瓣的设计及强度校核

通过前面密封方式的选择，设计一个圆锥面阀瓣。

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