第一節(jié)閥門通道截面半徑選擇和立方體外圓直徑的確定一、通道截面半徑的選擇設(shè)計估算閥門時，首先要合理選擇通道截面寬度，從而作為其他部份估算的基礎(chǔ)。選擇閥門通道截面半徑應(yīng)依據(jù)它在管路系統(tǒng)中的用途和管路的性質(zhì)進(jìn)行。在縮小通道截面，流體阻力略有提高而對管路系統(tǒng)不會造成不良影響時，通道截面可以縮小些。一般，球孔截面積不大于管線額定面積的60%時，有時為了降低管件的結(jié)構(gòu)，減少凈重，提高汽缸密封面上的荷載和操作力矩，球閥導(dǎo)致縮口的方式，通常選用管線公稱通經(jīng)Dg與立方體通經(jīng)d之比等于0.78，或縮口錐角β=20此刻，球閥的阻力不會過大。如圖12-1所示。二、球體外圓直徑的確定設(shè)計閥門首先應(yīng)按照球孔半徑d和介質(zhì)工作壓力P來立方體外圓直徑R。它按閥的結(jié)構(gòu)還要和工作壓力的大小來選取。通常取R=（0.8-0.95）d，或按經(jīng)驗曲線選用（見圖12-2）。dMM12-1通道截面增大的閥門12-2確定R的經(jīng)驗曲線第二節(jié)浮動球止回閥的設(shè)計與估算浮動球止回閥基本結(jié)構(gòu)如圖12-3所示。它由殼體1，汽缸2，立方體3，輪緣4，調(diào)節(jié)螺母及夾緊法蘭6組成。當(dāng)輪緣加裝1/4周時，球孔平行與管件通道，靠介質(zhì)壓力將立方體緊壓-在汽缸上達(dá)到管件完全密封。

此種閥門結(jié)構(gòu)簡略，操作牢靠。介質(zhì)壓力由立方體傳給噴嘴，因此噴嘴材料能夠承受得圖12-3浮動球止回閥工作介質(zhì)全部荷載是設(shè)計時主要考慮誘因之一。大口徑的浮動球止回閥操作時還要巨大的扭力。一、閥座介質(zhì)斥力的估算在估算時，密封面的有效面積按平均半徑確定，如圖12-4所示。-4立方體估算圖MP—閥座密封面平均半徑（cm）P—介質(zhì)工作壓力；取P=Pg(kgf/cmMw—閥座密封面直徑（cm）；MN—閥座密封面直徑（cm）；（kg）12—2式中：R——球體直徑（cm）(12—5)當(dāng)選用聚四氟烯烴塑膠閥芯密封圈時，許用比壓〔q〕=/cm為方便在通常狀況下使用，可制成浮動球止回閥DMWMN、P)關(guān)系曲線。將公式12—5改寫成如下方式：(cm)(12—6)將各類DMW值代入上式，可得曲線，運(yùn)用這種曲線對已知的Dg(這兒DMN=Dg)和就可以確定直徑DMW對用聚四氟烯烴塑膠和卡普隆制墊圈密封圈的DMW的關(guān)系曲線如圖12—5和圖12圖12-5聚四氟烯烴塑膠殼體的D=f(Dg,p)曲線圖12-6卡普隆汽缸的D=f(Dg,p)曲線為了保證低壓時的密封性，立方體和噴嘴所應(yīng)當(dāng)?shù)念A(yù)緊比壓不應(yīng)大于/cm。

預(yù)密切封主要靠葉輪原本的彈性，因此密封面的長度是受一定限制的。這個限制如上兩圖線所示，這是由結(jié)構(gòu)上的成因確定的。從上兩圖可以看出，聚四氟烯烴塑膠制密封圈Dg=20毫米時最大介質(zhì)壓力P=/cm，所以卡普隆噴嘴閥門的壓力應(yīng)用范圍而可擴(kuò)大兩倍。但卡普隆的使用氣溫為—50至+50，而聚四氟烯烴塑膠的使用氣溫范圍則為—150至+170。之外，卡普隆物理穩(wěn)定性大大高于聚四氟烯烴塑膠球閥，因此，卡普隆僅使用于非磨蝕性介質(zhì)，比如：空氣、水、碳酰基合物等。浮動球止回閥通常是靠后殼體，也就是沿介質(zhì)流動方向的第二個汽缸來保證密封。靠前噴嘴來保證浮動球密封通常是不容許的。即便用其他方式的殼體。這是因為介質(zhì)工作壓力不是順著噴嘴平均半徑DMP,而實際上是順著直徑D作用的，故使后殼體壓力減小。在開啟時，圓球通道處于墊圈密封面下方，使噴嘴的一部份喪失支撐，然后在介質(zhì)壓力作用下形成彎曲變型。當(dāng)繼續(xù)搖動立方體時，它將被立方體通道邊沿所壓壞而失去其密封功耗（見圖12—7）。12-7在壓差作用下噴嘴的彎曲避免前缸蓋被壓壞，可以借提高A腔和B腔之間的壓力ΔP，或則用靠譜的固定銷釘?shù)那?。為使介質(zhì)從A腔流入B腔，前缸蓋能被擠開間隙C。

用聚四氟烯烴塑膠或卡普隆做的那種噴嘴可參考圖12—8圖12-8閥門噴嘴的參考圖形這些開有卸壓槽的噴嘴適用于Dg＜65mm。當(dāng)Dg＞65mm時，可選擇圖12—9的方式固定銷釘。圖12—9a中所示，噴嘴1利用于嵌入溝槽中的彈簧圈2支承在凹槽中。由于彈簧圈，并不是完全靠譜的受力器件。這些步驟建議適于Dg50—100mm、公稱壓力不小于25Kg的球閥。對高壓大口徑的球閥，宜選用圖12—9b的結(jié)構(gòu)。噴嘴靠兩個半圓環(huán)2支撐在槽中，半圓環(huán)用小臺肩支撐在活套3上，而用較大的臺肩支撐缸體，使之不受彎曲。這些步驟容易裝圖12—9c，噴嘴依靠于套在立方體上3上的浮動青銅環(huán)支撐。適用于一下的球閥。環(huán)應(yīng)選用轉(zhuǎn)軟的材質(zhì)制造。否則，環(huán)或許受損立方體表面。按照噴嘴磨蝕程度，為保證壓緊所應(yīng)當(dāng)?shù)拈g隙為C=0.3—0.5mm。12—9d用帶螺紋的活套固定銷釘，它適用于不能用對開環(huán)的場合。12-9避免噴嘴彎曲的方式二.噴嘴預(yù)緊力的確定1、不帶彈性器件時，噴嘴預(yù)緊力的確定在不帶彈性器件的閥門中，關(guān)掉件工作的靠譜性和使用壽命在巨大程度上取決于正確選擇密封噴嘴的預(yù)壓縮。低壓時，在預(yù)壓縮不足的狀況下球閥，將不能保證球閥的密封性。

過于壓縮會導(dǎo)致立方體與噴嘴間的磨擦質(zhì)心降低，并或許導(dǎo)致汽缸密封的材料塑性變型。密封圈應(yīng)按安裝間隙δ放入閥門凹槽中（如圖12—10所示）。這是保證它正常工作的基本條件。（1）噴嘴察封安裝間隙δ的確定在確定間隙δ時（如圖12—10）要考慮預(yù)壓縮汽缸密封圈的均勻伸長應(yīng)在總的彈性變型范圍內(nèi)。-10預(yù)緊時作用在殼體上的力安裝間隙以下式估算：〕—在彈性變型范圍內(nèi)的密封圈橫截面的許用蠕變，（kgf/cm此處，對聚四氟烯烴塑膠制密封圈，〔σMJ〕=82kgf/cm對用卡普隆制密封圈，〔σMJ〕=/cmtg。實際結(jié)構(gòu)中=45，因此可取δ（如圖12—10）（2）噴嘴預(yù)緊里的估算當(dāng)葉輪密封圈被拉伸時，預(yù)壓縮所應(yīng)當(dāng)?shù)某饬MY及密封圈截面上的斥力如圖12—10所示。密封圈在法向壓力的分力N作用下將發(fā)生變型。斥力在X軸上投影的總和為：MT——閥座密封圈的彈性力；——閥座橫截面積，（cm1x=Nfcosφ=QMY2——閥座與閥門間的磨擦系數(shù)。Nx——閥座法向壓力tg（kg）為簡化估算，取f值代入公式（12—8）得：MPMJ+（kg）不管介質(zhì)工作壓力怎樣，對用聚四氟烯烴塑膠或卡普隆制造的密封圈其預(yù)緊采MY=0.1P，但不大于10.2kgf/cm2、常有彈性器件時，噴嘴預(yù)緊力的確定帶有彈性器件的噴嘴預(yù)緊力由彈性器件形成。彈性器件所應(yīng)當(dāng)?shù)某饬?，由下式確定：MH（kg）彈性聯(lián)軸器的各式結(jié)構(gòu)方式如圖12-11所示。

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