气控碟形弹簧式安全阀的研制

气控碟形弹簧式安全阀的研制
/2009-05-18 10：29：00/小我私家分类：安全阀
气控碟形弹簧式安全阀的研制择要：先容了气控碟形弹簧式安全阀的设计原理、阀门布局、碟簧的计划及安全阀研制历程。
枢纽词：气控；碟形弹簧；宁静减压阀；机能测试
一、安全阀概述
气控碟形弹簧式安全阀是安置在电站汽锅过热器或再热器集箱上，作为一种直接向大气排挤过多蒸汽的特别专用阀门。当汽锅非常超压时，阀门主动打开并排挤过多蒸汽，压力规复正常后，阀门再行封闭并制止介质继承排放。安全阀一样平常接纳圆柱形压缩弹簧，而碟形弹簧在我国安全阀产物设计上却很少采纳。因为安全阀机能参数的请求，由此在设计上很难满意弹簧的修长比要小于3.7(自由高度与弹簧中径之比),而弹簧指数(中径与钢丝直径之比)应在4~8范畴内选取的请求。而碟形弹簧则不受此限定，且热不乱性佳，从安全阀设计结构上可以大幅度节省原质料。安全阀上部结构为活塞式气控装置，需外接0.6MPa的气源节制安全阀告急时开启或者封闭用。
二、宁静减压阀使命由来
我厂于2001年9月份为某电厂50MW锅炉体系配套出产了两台高温高压电站安全阀，型号为A62Y-P55140V，DN100。阀体材料为WC6,内件质料为1Cr18Ni9Ti。安全阀机能参数如表B1。
三、安全阀研制过程
气控碟形弹簧安全阀总体方案如图1所示。
1.安全阀内部设计成双调治圈布局,下调节圈设置在阀座上,上调治圈设置在导向套上,使其立室公道,充沛起到调节归座压力及排放压力的作用。在计划时尤为要细致导向套的长度，必定要使排放帘面积大于流道喉部面积，不然将紧张影响阀门的排放。
2.安全阀阀瓣布局如图2所示。
a)阀杆支持点A，设计时应思量重心尽可能向下，以维持体系的不乱性；垫块球面处堆焊硬质合金，增长硬度及耐磨性。b)阀杆下部加工有罗纹，设计成防飞出结构，切合尺度的请求。c)为了增加之下调节圈的调节机能及使阀瓣有精良的反冲机能，阀瓣外径与密封面中径之比应连结在1.7摆布。d)阀瓣下端设计成锥面，重要是为了增添打仗面积，进步升力。为了加强高温时阀门的密封机能，阀瓣密封面设计成暖变形弹性结构，如图3所示。
3.安全隔膜泵流道直径简直定
安全阀喉径是一个紧张参数，重要是凭据汽锅或者容器的排量确定。介质或者利用的工况差别，选用的公式也不雷同。依据《压力容器安全技能监察规程》附件5所列公式，当11MPa≤Pd≤22MPa,按过暖蒸汽公式计算。
Ws=5.25KAPd Ksh
式中：W--额定排放量，Kg/h K--排量系数，全启式安全阀K=0.7 A--喉部直径，mm2 A=0.785d02 d0--阀门喉径，mm Pd--排放压力(绝压)，MPa Pd=1.03Pk+0.1 Pk---整定压力，MPa Ksh--蒸汽过暖修正系数，查《蒸汽性子表》Ksh=0.76
按上述公式盘算，颠末调解d0取70mm,营销策划。
4.安全阀碟形弹簧的设计
起首阐发阀瓣受力，这是一个动态历程。在密封状况，阀瓣上下受两个力，向上受介质推力，向下受弹簧压力。此时两个力均衡，碟簧受力最小，因为篇幅有限，再也不逐一列出公式，经计算患上Pmin=69791.4 N。在阀门打开阀瓣升高到最高时，此时为一个刹时均衡，受力最大，计算患上Pmax=102757 N。在计算时应思量到阀瓣开启后，阀瓣受介质作用的面积有所增长，所受的力也就纷歧样。
球阀门喉径d0=70mm,全启式宁静阀开启高度为do/4=17.5mm。
在P1=Pmax-Pmin=32966N作用下，碟簧压缩17.5mm。计算时假设碟簧受静载荷P1=32966N时的变形量为17.5mm,碟簧导杆的直径为90mm。
按导杆尺寸前提，在GB/T1972中，选取内径d=92mm碟簧三种，尺寸如B2表。
由表B2可见接纳单个碟簧不克不及满意要求，经简略校核计算可采纳A系列碟簧对于合组合，所谓对于合组合便是由n个相向同规格的一组碟簧构成。
由(A2)式：Pc=
式中：Pc--碟簧压平常载荷，N E---弹簧模量，E=2.06x105N/mm2 u---泊松比，u=0.3 t---碟簧厚度，mm ho--压平常变形量，mm K1--计算系数，K1=
C--直径比，C=D/d K4--计算系数，K4=
C1--盘算系数，C1=
C2--盘算系数，C2=
由上述参数，经计算C=2，则K1=0.69；C1=4.16,C2=5.325,则K4=0.8。
以是，Pc==1.04x105N P1/Pc=3.2966 x104/1.04x105=0.32
由图A1(见《弹簧计划手册》131页)，A系列h0/t=0.43,凭据P1/Pc=0.32,查出f/h0=0.27,变形量f1=0.27ho=0.27x4=1.08mm,因而为满意变形量为17.5mm,所需碟簧片数最小为：n=fz1/f1=17.5/1.08=16.2取偶数18片。
实在阀瓣从起跳到排放、然后归座，这是一个动态过程。碟簧在Pmin以及Pmax之间轮回事情。上述历程因此静态来计算的，以是碟簧开端确定后，还要校核其寿命是否在长期寿命范畴内。
思量到调治整定压力时的预压缩量，及气动调节阀门的通用性，终极碟簧取22片,北京安装卫星天线。碟簧如图4所示。碟簧质料60Si2MnA,成形后必需入行淬火、归火处置惩罚，硬度节制在HRC42-52范畴内。碟簧强压处置惩罚后自由高度应不乱，外貌举行防腐处置惩罚。
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