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英標鑄鐵閘閥設計要求 英標手動鑄鐵閘閥設計要求 英標電動鑄鐵閘閥設計要求 英標鑄氣動鐵閘閥設計要求 英標鑄鐵閘閥設計 鑄鐵閘閥設計要求 英標鑄鐵法蘭閘閥設計要求
1.之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹英標鑄鐵閘閥設計要求概述
BS5163、BS51501.6MPaDN300～DNl000英標鑄鐵閘閥，在英國、新加坡、馬來西亞和中東一些國家的供水管道和工業(yè)管道上被廣泛使用。本文著重闡述了1.6MPaDN300～1000英標鑄鐵閘閥的閥體壁厚、閥蓋壁厚、閘板壁厚、閥桿直徑的設計計算和設計驗證——型式試驗。鑄鐵閘閥是指關閉件（閘板）沿通路中心線的垂直方向移動的閥門。鑄鐵閘閥是使用很廣的一種閥門，一般口徑DN≥500mm的切斷裝置都選用它，有時口徑很小的切斷裝置也選用閘閥。閘閥作為一種級別較低的閥門，比較常見。
英標鑄鐵閘閥設計要求鑄鐵閘閥結構
閘板構造
按密封面配置可分為楔式閘板式閘閥和平行閘板式閘閥,楔式閘板式閘閥又可分為:單閘板式、雙閘板式和彈性閘板式；平行閘板式閘閥可分為單閘板式和雙閘板式。
1）平行式閘閥：密封面與垂直中心線平行，即兩個密封面互相平行的閘閥。在平行式閘閥中，以帶推力楔塊的結構zui常為常見，既在兩閘板中間有雙面推力楔塊，這種閘閥適用于低壓中小口徑（DN40—300mm）閘閥。也有在兩閘板間帶有彈簧的，彈簧能產生予緊力，有利于閘板的密封。
2）楔式閘閥：密封面與垂直中心線成某種角度，即兩個密封面成楔形的閘閥。密封面的傾斜角度一般有2°52´，3°30´，5°，8°，10°等，角度的大小主要取決于介質溫度的高低。般工作溫度愈高，所取角度應愈大，以減小溫度變化時發(fā)生楔住的可能性。在楔式閘閥中，又有單閘板，雙閘板和彈性閘板之分。單閘板楔式閘閥，結構簡單，使用可靠，但對密封面角度的精度要求較高，加工和維修較困難，溫度變化時楔住的可能性很大。雙閘板楔式閘閥在水和蒸氣介質管路中使用較多。它的優(yōu)點是：對密封面角度的精度要求較低，溫度變化不易引起楔住的現象，密封面磨損時，可以加墊片補償。但這種結構零件較多，在粘性介質中易粘結，影響密封。更主要是上、下?lián)醢彘L期使用易產生銹蝕，閘板容易脫落。彈性閘板楔式閘閥，它具有單閘板楔式閘閥結構簡單，使用可*的優(yōu)點，又能產生微量的彈性變形彌補密封面角度加工過程中產生的偏差，改善工藝性，現已被大量采用。
1）明桿閘閥：閥桿螺母在閥蓋或支架上，開閉閘板時，用旋轉閥桿螺母來實現閥桿的升降。這種結構對閥桿的潤滑有利，開閉程度明顯，因此被廣泛采用。
鑄鐵閘閥的啟閉件是閘板，閘板的運動方向與流體方向相垂直，閘閥只能作全開和全關 , 不能作調節(jié)和節(jié)流。閘板有兩個密封面 , zui常用的模式閘板閥的兩個密封面形成楔形、楔形角式閥門。
Z41T鑄鐵閘閥性能規(guī)范：
型號：Z41F-10\16
材質：HT200灰鑄鐵，球墨鑄鐵
公稱壓力:1.0-1.6
強度試驗（水）：Mpa 2.4
密封試驗（水):Mpa 1.8
適用介質:水 適用溫度℃: ≤200℃
Z41T鑄鐵閘閥特點：
Z41T鑄鐵閘閥按密封面配置可分為楔式閘板式閘閥和平行閘板式閘閥 , 楔式閘板式閘閥又可分為:單閘極式、雙閘板式和彈性閘板式；平行閘板式閘閥可分為單閘板式和雙閘板式。按閥桿的螺紋位置劃分，可分為明桿閘閥和暗桿閘閥兩種。鑄鐵閘閥可廣泛用于自來水、污水、建筑、石油、化工、食品、醫(yī)藥、輕紡、電力、船舶、冶金、能源系統(tǒng)等體管線上作為調節(jié)和截流裝置使用。
Z41T鑄鐵閘閥具優(yōu)點：
1、流動阻力小。閥體內部介質通道是直通的，介質成直線流動，流動阻力小。
2、啟閉時較省力。是與截止閥相比而言，因為無論是開或閉，閘板運動方向均與介質流動方 向相垂直。
3、高度大，啟閉時間長。閘板的啟閉行程較大，降是通過螺桿進行的。
4、水錘現象不易產生。原因是關閉時間長。
2）暗桿閘閥：閥桿螺母在閥體內，與介質直接接觸。開閉閘板時，用旋轉閥桿來實現。這種結構的優(yōu)點是：鑄鐵閘閥的高度總保持不變，因此安裝空間小，適用于大口徑或對安裝空間受限制的閘閥。此種結構要裝有開閉指示器，以指示開閉程度。這種結構的缺點是：閥桿螺紋不僅無法潤滑，而且直接接受介質侵蝕，容易損壞。
Z45T暗桿鑄鐵閘閥廣泛適用于石油、化工、制藥、電力等行業(yè)，在公稱壓力≤1.0MPa的蒸汽、水、油類介質的管路上作啟閉用。暗桿閘閥，驅動方式可選用手動、蝸輪、氣動、電動，連接方式可選用法蘭，結構形式可選用楔式，密封結構可選用軟密封、硬密封，壓力范圍PN0.1-2.5Mpa，公稱通徑為DN50-700mm，材質可選用灰鑄鐵、球墨鑄鐵。
Z45T暗桿鑄鐵閘閥性能規(guī)范：
型 號：Z45T-1.0\1.6
公稱壓力：1.0Mpa-16Mpa
強度試驗（水）：Mpa2.4
密封試驗（水）：Mpa1.8
適用介質：水，蒸汽，油，煤氣，輕紡以及城建等行業(yè)。
使用溫度：≤200℃。
Z45T暗桿鑄鐵閘閥特點：
Z45T暗桿閘閥又叫旋轉桿閘閥 ( 亦叫暗桿楔式閘閥)。閥桿螺母設在閘板上，手輪轉動帶動閥桿轉動 , 而使閘板提升，通常在閥桿的底端有梯形螺紋，通過閥門底端的螺紋以及閥瓣上的導槽，將旋轉運動變?yōu)橹本€運動，也就是將操作轉矩變?yōu)椴僮魍屏?。開啟閥門時，當閘板提升高度等于閥門通徑的1：1倍時，流體的通道*暢通，但在運行時，此位置是無法監(jiān)視的。實際使用時，是以閥桿的頂點作為標志，即開不動的位置，作為它的全開位置。為考慮溫度變化出現鎖死現象, 通常在開到頂點位置上，再倒回 1/2~1圈，作為全開閥門的位置。因此，閥門的全開位置，按閘板的位置（即行程）來確定。
Z45T暗桿鑄鐵閘閥優(yōu)點：
1.流動阻力小。閥體內部介質通道是直通的，介質成直線流動，流動阻力小。
2.啟閉時較省力。是與截止閥相比而言，因為無論是開或閉，閘板運動方向均與介質流動方 向相垂直。
3.高度大，啟閉時間長。閘板的啟閉行程較大，降是通過螺桿進行的。
4.水錘現象不易產生。原因是關閉時間長。
鑄鐵閘閥主要特點及用途
1.結構緊湊、設計合理，閥門剛性好，通道流暢，流阻系數小。
2.密封面采用不銹鋼和硬質合金，使用壽命長。
3.采用柔性石墨填料、密封可靠，操作輕便靈活。
4.驅動方式分手動、電動、氣動、齒輪傳動，結構型式：彈性楔式單閘板、剛性楔式單閘板和雙閘板型號。
5.廣泛適用于石油化工，火力發(fā)電廠等油品、水蒸汽管路上作接通或截斷管路中介質的啟閉裝置。
執(zhí)行標準
設計制造：按GB/T12234-89的規(guī)定
結構長度：按GB/T12221-89的規(guī)定
法蘭面尺寸：按JB79 GB/T9112-9131的規(guī)定
檢查與試驗：按JB/T9092-99 GB/T13927-92的規(guī)定
傳動方式：手動、電動、齒輪傳動
2.設計
2.1閥體壁厚的設計計算
BS5163、BS5150標推中并未給出殼體zui小壁厚的數據，設計時，必須對閥體壁厚進行設計計算。
設計時，將閥體中腔的截面形狀設計為近似橢圓形，見圖3，其壁厚S′B1的設計計算，是用橢圓形壁厚的計算公式導出的計算公式：式中K——近似橢圓形截面閥體壁厚系數，其中DN300～DN500，K取1.13，DN600～DNl000，K取1.07；
P——介質壓力，設計時，P取1.6MPa；
a——近似橢圓形截面的長軸(mm)；
[σL]——鑄鐵(HT250)許用拉應力，[σL]取35.28MPa；
C——腐蝕余量，C取5(mm)。
DN300～DN1000閥體zui小壁厚的設計計算結果見表1。
設計中發(fā)現，閥體壁厚的設計，除了考慮閥體強度之外，還應考慮閥體的剛度，即應將閥體體腔的變形(指在1.6MPa介質壓力的作用下)控制在0.001DN范圍之內，否則，閥體會因受力變形而無法達到密封。
解決閥體剛度的方法見圖1，在閥體的外部、內腔設計加強筋，且閥體外部的加強筋與閥體的端法蘭相連接，來達到增加閥體的剛性，必要時可設計成不等壁厚，即增加閥體近似橢圓形截面中腔部分的壁厚。
2.2閥蓋壁厚的設計
設計時，閥蓋壁厚S′B2通常不再進行設計計算，直接取閥體壁厚的0.95作為閥蓋的壁厚。DN300～DN1000閥蓋zui小壁厚數據見表2；閥蓋加強筋的設計見圖1。
2.3閘板壁厚的設計計算
BS5163、BS5150標準中，同樣未給出閘板zui小壁厚的數據，設計時，必須對閘板壁厚S′B3進行設計計算，其計算公式如下：式中d——通徑(mm)；
P——介質壓力，設計時，P取1.6MPa；
[σW]——鑄鐵(HT250)許用彎曲應力，[σW]取56.84MPa；
C——腐蝕余量，C取3(mm)。
DN300～DN1000閘板zui小壁厚的設計計算結果見表3。
2.4閥桿直徑的設計計算
BS5163、BS5150標準中，同樣未給出閥桿zui小直徑的數據，設計時，必須對閥桿直徑進行設計計算，其計算公式如下：式中K——閥桿設計計算系數，其中DN300～DN500，K取0.70～0.75；DN600～DNl00。K取0.60～0.65；
Q——閥桿開啟時的軸向力(N)；
[σL]——鑄鐵(HT250)許用拉應力，[σL]取35.28MPa；
其中Q采用簡易計算公式，且因QG(閘板組件的重量)數值小，不予計算。式中QMF——密封面達到必需比壓時的作用力(N)；
QMJ——密封面介質靜壓作用力(N)；
d——通徑，d=DN(mm)；
bm——閥體密封面寬度(mm)；
qmf——必需密封比壓(MPa)；
P——介質壓力，設計時，P取1.6MPa。
DN300～DN1000閥桿zui小直徑的設計計算數據見表4。
3設計驗證——型式試驗
DN300～DN1000英標鑄鐵閘閥樣機，通過了馬來西亞國家質量機構SiRiM的型式試驗，對設計進行了驗證，型式試驗嚴格按照英國國家標準BS5163：1986進行。型式試驗的試驗項目有：外觀檢驗、尺寸檢驗、材料理化試驗、殼體強度試驗、密封試驗、zui大功能扭矩試驗、zui小強度扭矩試驗、清潔度檢驗、涂層和標志檢驗。這里著重介紹殼體強度試驗、密封試驗，zui大功能扭矩試驗、zui小強度扭矩試驗。
3.1殼體強度試驗
殼體強度試驗，試驗介質壓力2.4MPa，保持試驗壓力zui短持續(xù)時間1h,不得有肉眼可見滲漏。
3.2密封試驗
密封試驗，試驗介質壓力1.76MPa，保持試驗壓力zui短持續(xù)時間15min，不得有肉眼可見滲漏，即在閥體的密封面上，15min內不能有任何肉眼可見的滲漏，包括掛在密封面上小水珠。
需要再次強調的是：設計的閥體必須有足夠的強度和剛度，密封試驗時，殼體的變形必須控制在0.001DN范圍之內，否則將很難通過密封試驗。
3.3zui大功能扭矩試驗
zui大功能扭矩試驗，是指閘閥在無介質壓力和有介質壓力的情況下，在開、關的全過程中，任一瞬間其zui大的扭矩都不能超過表5規(guī)定的扭矩。
3.4zui小強度扭矩試驗
zui小強度扭矩試驗，是對PN1.6MPaDN300～DNlO00英標鑄鐵閘閥設計的驗證，其試驗步驟：
3.4.1全開、全關試驗
用zui大功能試驗扭矩對閥門進行全開、全關操作試驗，并做好全開、全關位置的記號，同時記錄全開、全關過程中閥桿的轉動圈數。
3.4.2閥處于全關位置的zui小強度扭矩試驗
閥處于全關位置后，再在閥桿的四方頭上，順著關緊的方向(順時針方向)，逐漸施加zui大功能試驗扭矩3倍的扭矩，即zui小強度試驗扭矩，見表6；以驗證閥體、閥蓋、閘板、閥桿、閥桿螺母、填料函等主要零件及中法蘭螺栓的強度是否達到BS5163：1986標準的要求。
3.4.3閥處于全開位置的zui小強度扭矩試驗
閥處于全開位置后，再在閥桿的四方頭上，順著開啟的方向(逆時針方向)，逐漸施加zui大功能試驗扭矩3倍的扭矩，即zui小強度試驗扭矩，見表6；以驗證閥體、閥蓋、閘板、閥桿、閥桿螺母、填料函等主要零件及中法蘭螺栓的強度是否達到BS5163：1986標準的要求。
3.4.4密封試驗
重新用zui大功能試驗扭矩使閥處于全關位置，再次進行密封試驗，試驗介質壓力1.76MPa,保持試驗壓力zui短持續(xù)時間15min
不得有任何肉眼可見的滲漏，以確認閥是否產生變形；設計是否達到BS5163：1986標準的要求。
3.4.5全開、全關試驗
再次用zui大功能試驗扭矩對閥進行全開、全關操作試驗，并核對全開、全關的位置是否與3.4.1試驗時全開、全關的位置是否相符；再次記錄全開、全關過程中閥桿的轉動圈數，核對是否與3.4.1試驗時閥桿的轉動圈數是否相同，以確認閥桿、閥桿螺母的強度、剛度是否滿足BS5163：1986標準的要求。
3.5零件檢驗
拆開零件，檢驗閥體、閥蓋、閘板、閥桿、閥桿螺母、填料函等零件及中法蘭的螺柱、螺母是否完好，以確認閥體、閥蓋、閘板、閥桿、閥桿螺母、填料函等主要零件及中法蘭螺栓的設計是否滿足BS5163：1986標準的要求。
4結束語
經設計驗證——型式試驗，確認BS5163、BS51501.6MPaDN300～DNl000英標鑄鐵閘閥的設計滿足了BS5163：1986標準的要求，投入了批量生產，并大批量出口馬來西亞、新加坡。通過設計，深切感到BS5163標準的型式試驗方法——zui小強度扭矩試驗是十分與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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