真空卸壓閥設(shè)計含4張CAD圖-獨家.zip

真空卸壓閥設(shè)計含4張CAD圖-獨家.zip,真空,卸壓閥,設(shè)計,CAD,獨家 任務(wù)書 系 XXX 專業(yè) XXX 班級 XX 學(xué)生姓名 X 指導(dǎo)教師/職稱 XX 1. 畢業(yè)設(shè)計題目：真空卸壓閥 2. 畢業(yè)設(shè)計起止時間：20XX年10月21日～20X年6月1日 3. 畢業(yè)設(shè)計所需資料及原始數(shù)據(jù) [1] 楊源泉.閥門設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1992 [2] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [3] 馬安禧.材料力學(xué)[M].高等教育出版社，1987 [4] 鄭修本.機械制造工藝學(xué)[M].機械工業(yè)出版社，1999年 [5] 合肥通用機械研究所.金屬閥門結(jié)構(gòu)長度GB/T 12221-2005[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005年 [6] 合肥通用機械研究所.工業(yè)閥門壓力試驗GB/T 13927-2008[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008年 [7] 太原鋼鐵（集團）有限公司.不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶GB/T 4237-2007[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007年 [8] 冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院.不銹鋼棒GB/T 1220-2007[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007 [9] 中國船舶工業(yè)總公司第七研究院第七二五研究所.鑄造銅合金技術(shù)條件GB/T 1176-1987[M]. 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987 [10] 劉瑞新.計算機輔助繪圖AutoCAD2004[M].機械工業(yè)出版社出版，2006 [11] 梁國棟.畫法幾何及工程制圖[M].機械工業(yè)出版社出版，2004 [12] 設(shè)計原始數(shù)據(jù)：公稱直徑：200 mm；公稱壓力：0.6 MPa；適用介質(zhì)：水及氣 4. 畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成的主要任務(wù) （1）查閱文獻，撰寫開題報告，內(nèi)容在2500字以上。 II （2）查閱資料，完成與設(shè)計項目有關(guān)的英文翻譯工作，內(nèi)容在3000漢字或2萬個英文印刷字符以上。 （3）確定真空卸壓閥的總體設(shè)計方案。 （4）進行真空卸壓閥設(shè)計的相關(guān)計算并編寫計算說明書。 （5）使用CAD完成真空卸壓閥的裝配圖1張及零件圖3張； （6）完成畢業(yè)設(shè)計論文，進行設(shè)計答辯。 5. 任務(wù)書下達日期20XX年10月21日 指導(dǎo)教師簽字　　　　　　 2 真空卸壓閥設(shè)計開題報告 一、題目來源 本課題來源于生產(chǎn)實際 二、研究目的和意義 隨著我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，需要鋪設(shè)大量的長距離輸水管道。由于長距離壓力輸水管道系統(tǒng)通常會受到地形條件、建筑物等外界因素的限制，造成輸水管線起伏較大，水流條件不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生復(fù)雜的水力瞬變現(xiàn)象，特別是當(dāng)水泵突然發(fā)生事故停泵時，輸水管道上會發(fā)生水柱分離及再彌合現(xiàn)象，產(chǎn)生正壓水錘和負壓水錘，嚴(yán)重時會造成管道斷裂、供水中斷、損壞設(shè)備，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。 如果在長距離輸水管道上合理的布置真空卸壓閥，一方面可以削減管道中的負壓現(xiàn)象，當(dāng)設(shè)置真空卸壓閥的節(jié)點處壓力小于大氣壓時，真空卸壓閥內(nèi)的浮球下落，真空卸壓閥打開，空氣進入管內(nèi)，降低管內(nèi)負壓；當(dāng)設(shè)置真空卸壓閥的節(jié)點處壓力大于大氣壓時，允許管道內(nèi)的空氣排出，且不允許管內(nèi)液體排出，空氣排出后，浮球上升，真空卸壓閥關(guān)閉，可見真空卸壓閥能防止管路中產(chǎn)生水柱分離及再彌合水錘；另一方面，真空卸壓閥還使空管初次充水階段大量排氣、管道正常運行階段排除管內(nèi)少量空氣，是管道檢修或事故停泵階段大量補氣的必要設(shè)備，它可以確保進排氣過程平穩(wěn)，泄水通暢，減少系統(tǒng)的壓力波動。真空卸壓閥和空氣罐、調(diào)壓塔等其它水錘防護裝置的不同之處在于，真空卸壓閥結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、造價低、而且不受安裝條件約束，所以，真空卸壓閥在長距離輸水管道中得到了廣泛的應(yīng)用。 真空卸壓閥在長距離壓力輸水管道系統(tǒng)中已經(jīng)成為不可或缺的重要設(shè)備。真空卸壓閥特性參數(shù)的選擇對水力瞬變過程的防護作用影響較大，真空卸壓閥的進排氣系統(tǒng)、真空卸壓閥的進排氣面積等因素的影響，例如，真空卸壓閥口徑過大，雖然防護負壓水錘的效果較好，但是會導(dǎo)致排氣過程排氣過快，引起正壓水錘；真空卸壓閥口徑過小，會使得進氣過程進氣太慢，達不到較好的水錘防護效果。因此，在實際工程中，應(yīng)該對真空卸壓閥特性參數(shù)的選擇給予高度的重視。 III 三、閱讀的主要參考文獻 [1]楊源泉.閥門設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1992 [2]成大先.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [3]馬安禧.材料力學(xué)[M].高等教育出版社，1987 [4]鄭修本.機械制造工藝學(xué)[M].機械工業(yè)出版社，1999年 [5]合肥通用機械研究所.金屬閥門結(jié)構(gòu)長度GB/T 12221-2005[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005年 [6]合肥通用機械研究所.工業(yè)閥門壓力試驗GB/T 13927-2008[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008年 [7]太原鋼鐵（集團）有限公司.不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶GB/T 4237-2007[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007年 [8]冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院.不銹鋼棒GB/T 1220-2007[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007 [9]中國船舶工業(yè)總公司第七研究院第七二五研究所.鑄造銅合金技術(shù)條件GB/T 1176-1987[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987 [10]劉瑞新.計算機輔助繪圖AutoCAD2004[M].機械工業(yè)出版社出版，2006 [11]梁國棟.畫法幾何及工程制圖[M].機械工業(yè)出版社出版，2004 II 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 近二十年來國內(nèi)市場上能夠見到的真空卸壓閥分為三類：1.國產(chǎn)浮球式真空卸壓閥，2.進口真空卸壓閥，3.國產(chǎn)汽缸式真空卸壓閥?，F(xiàn)從產(chǎn)品性能、可靠性、價格、產(chǎn)品外觀及使用業(yè)績等幾個方面進行比較，為真空卸壓閥選擇提供參考。（一）國產(chǎn)浮球式真空卸壓閥國產(chǎn)浮球式真空卸壓閥主要有雙口真空卸壓閥、復(fù)合式雙口真空卸壓閥以及組合式真空卸壓閥等。國產(chǎn)真空卸壓閥性能差異很大，最差的幾乎根本不能排氣，在不到1米的水注壓力下都會起球終止排氣。一般的在排氣壓力或含水空氣作用下，也不到數(shù)米水注即起球不排氣。最好接近國際同類真空卸壓閥起球壓力，可達7米水注?；径加形⒘颗艢夤δ?。但都不能在管道水氣相間即斷塞流和氣團流條件下連續(xù)排氣。可靠性方面存在問題是大閥口易跑水，微量排氣口也易失效。國產(chǎn)浮球式真空卸壓閥價格差異很大，最好和最差的價格差約3到5倍。產(chǎn)品外觀適中，但幾十年實際使用情況較差，存在最嚴(yán)重的問題是，真空卸壓閥時常跑水，其次是爆管，再次是管道氣阻，造成通水不暢，增大管道漏失水量等等。很多城市管網(wǎng)的排氣幾乎都被關(guān)閉，造成管網(wǎng)爆管很多，有的達一年1到2千次。（二）進口真空卸壓閥目前，國內(nèi)市場上能夠見到的主要有美、日、德、法、以色列等國生產(chǎn)的真空卸壓閥，從結(jié)構(gòu)形式上分類，雙口真空卸壓閥，組合式真空卸壓閥及動力復(fù)合式真空卸壓閥。從本質(zhì)上講都是浮球式真空卸壓閥。從使用情況上看，進口真空卸壓閥性能差異不是很大，與國產(chǎn)浮球式真空卸壓閥性能基本相同，我國某研究單位實測表明，若在濕空氣條件下，氣球壓力僅2到10米水注，功能差異也很差。價格方面，國外產(chǎn)品遠高于國內(nèi)產(chǎn)品，是國內(nèi)最高價格的2到3倍。產(chǎn)品外觀也都遠比國內(nèi)產(chǎn)品好。在國內(nèi)工程中使用不多已使用的幾個工程也出現(xiàn)過一些問題，如大量跑水、排氣不暢需要人工輔助排氣，管道初次通水時，先人工排氣，再安裝真空卸壓閥。在某些水氣相間工作下不起排氣作用等等問題。（三）國產(chǎn)汽缸式真空卸壓閥該閥可在任何壓力任意高的排氣速度條件下，只要有未排凈氣體就不起球終止排氣，故可滿足任何復(fù)雜管路及工況的排氣，還設(shè)有特殊緩閉裝置，以保證排氣結(jié)束時，排氣終止，關(guān)閉時排氣速度不致變化過快。引起主管道流速變化一般小于0.3m/s，使主管道非穩(wěn)定流升壓不大于0.3MPa，保證供水系統(tǒng)安全通暢地注氣排氣。由于該閥密封口設(shè)計合理，克服了浮球式真空卸壓閥時常跑水的技術(shù)缺陷。多年使用從未出現(xiàn)過任何故障，該產(chǎn)品技術(shù)要求及工藝精 III 度要求很高，故價格較貴。近十年來，該產(chǎn)品為國內(nèi)很多重大工程所選用，解決了很多工程的通水困難問題。實踐證明，該閥是目前供水工程中唯一適用于任何復(fù)雜管路和工況排氣要求的真空卸壓閥，是唯一不需要人工輔助排氣而又幾乎零故障的真空卸壓閥。 五、主要研究內(nèi)容、需重點研究的關(guān)鍵問題 5.1主要研究內(nèi)容 設(shè)計的主要研究內(nèi)容包括對真空卸壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計。真空卸壓閥的設(shè)計要求保證合適的強度和剛度，從而保證真空卸壓閥的壽命和穩(wěn)定性。本課題主要以直徑為200mm,壓力位0.6MPa的真空泄壓閥，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度校核，以及關(guān)鍵零部件的的分析。 5.2關(guān)鍵問題 對大多數(shù)閥門來說，密封問題是首要問題。由于密封性能差或密封壽命短而產(chǎn)生流體的外漏或內(nèi)漏，會造成環(huán)境污染或經(jīng)濟損失。還要考慮閥門的強度問題。強度不夠，將會造成本體或系統(tǒng)的破壞而導(dǎo)致人身傷亡。 六、完成畢業(yè)設(shè)計所必須具備的工作條件 裝有AutoCAD繪圖軟件及Word等辦公軟件的電腦一臺，機械設(shè)計手冊、閥門設(shè)計手冊和相關(guān)的機械設(shè)計資料等機械手冊，要有扎實的力學(xué)和機械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)，熟練的計算機繪圖技能，綜合的機械設(shè)計基本理論和專業(yè)知識，實際動手能力和解決問題的能力。 七、預(yù)期成果 通過參考相關(guān)閥門設(shè)計手冊，達到強度計算，選材分析。對閥門工業(yè)獲得一個清楚的認識，以及對閥門的設(shè)計，選材和強度計算都有一定的駕馭能力。 II 八、工作的主要階段、進度與時間安排 第1周 （11.18-11.24） 查閱外文資料并翻譯，完成畢業(yè)設(shè)計開題報告； 第2周 （11.25-11.30） 查閱資料，了解真空卸壓閥的相關(guān)知識； 第3周 （12.01-12.07） 查閱資料，了解真空卸壓閥研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，進行總體方案設(shè)計與可行性分析； 第4周 （12.08-12.14） 查閱現(xiàn)有真空卸壓閥設(shè)計計算方法步驟，完成設(shè)計和計算，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計； 第5周 （12.15-12.21） 對真空卸壓閥重要零件進行強度校核； 第6周 （3.23-3.29） 完成真空卸壓閥總裝備圖及零部件圖； 第8-15周 （4.06-6.1) 整理畢業(yè)設(shè)計資料，完成設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯。 九、指導(dǎo)教師審查意見 II 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師審查見 學(xué)生姓名 黃瞿淳 專業(yè)班級 機械61507班 畢業(yè)設(shè)計 (論文)題目 真空卸壓閥設(shè)計 指導(dǎo)教師 王杭洲 職 稱 高工 審查日期 審查參考內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計(論文)的研究（設(shè)計）內(nèi)容、方法及結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(論文)是否完成規(guī)定任務(wù)，是否達到了學(xué)士學(xué)位水平的要求，是否同意參加答辯等。 審查意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）：__________分 IV 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評語 學(xué)生姓名 黃瞿淳 專業(yè)班級 機械61507班 畢業(yè)設(shè)計 (論文)題目 真空卸壓閥設(shè)計 評閱教師 職 稱 評閱日期 評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計(論文)的研究（設(shè)計）內(nèi)容、方法及結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(論文)是否完成規(guī)定任務(wù)，是否達到了學(xué)士學(xué)位水平的要求，是否同意參加答辯等。 評語： 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）：__________分 7 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯記錄及成績評定 學(xué)生姓名 黃瞿淳 專業(yè)班級 機械61507班 畢業(yè)設(shè)計 (論文)題目 真空卸壓閥設(shè)計 答辯時間 年 月 日 ～ 答辯地點 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組提問（分條摘要列舉） 學(xué)生回答情況評判 三、答辯小組對學(xué)生答辯成績的評定（百分制）：_______分 畢業(yè)設(shè)計(論文)最終成績評定(依據(jù)指導(dǎo)教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(論文)評分的相關(guān)規(guī)定 成績(百分制)：_______分 答辯小組組長(簽名) ： 秘書(簽名)： 年 月 日 系答辯委員會主任(簽名)： 系 (蓋章) XXXX 真空泄壓閥的設(shè)計 答辯人 XXX指導(dǎo)老師 XXX 第一章 前言 作用 在泵站的壓力水箱高點及各運水管道上安裝真空泄壓閥 主要用于管道檢修后充水時將運水管道內(nèi)的空氣往外排出 防止壓力波動 原理 在輸水管道產(chǎn)生水擊出現(xiàn)負壓時 真空泄壓閥開啟 令管道外空氣進入管道 避免在管道內(nèi)產(chǎn)生較大的負壓 起到保護作用 管道系統(tǒng)運行時 當(dāng)管道內(nèi)的空氣被釋放出來時 真空泄壓閥將其排出 防止管道中形成氣泡而影響管道系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn) 此次設(shè)計和研究的主要內(nèi)容為對真空泄壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本課題主要以直徑為200mm 壓力為0 6MPa的真空泄壓閥 進行結(jié)構(gòu)設(shè)計 強度校核 以及關(guān)鍵零部件的分析 根據(jù)閥門設(shè)計選用手冊所提供的計算公式和限制條件 對適用范圍 介質(zhì) 溫度 等進行設(shè)計 從而設(shè)計出較符合實際情況的真空泄壓閥 第二章 選題背景 隨著國工 農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展 需要裝填大量的遠距離運輸管道 由于遠距離壓力運輸管道會受到地形 建筑物等因素的制約 造成運輸管路波動較大 水流也不穩(wěn)定 特別是當(dāng)水泵發(fā)生事故停止運作時 運輸?shù)郎蠘O易產(chǎn)生正負壓的水擊 嚴(yán)重時會造成管道破裂 供水中斷 損壞裝置 產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失 如果在遠距離運輸管道上使用真空泄壓閥 一方面可以減少或避免管道中的正負壓現(xiàn)象 另一方面 真空泄壓閥還使管道正常運轉(zhuǎn)時排出管中少數(shù)空氣 是檢修或發(fā)生事故時大量補氣的重要且必須的裝置 它可以保證進排氣時氣體平穩(wěn) 泄水通暢 減少管道的壓力波動 真空泄壓閥結(jié)構(gòu)簡單 安裝方便 造價低 而且不受安裝條件克制 所以 真空泄壓閥在遠距離運輸管路中應(yīng)用廣泛 近二十年來國內(nèi)市場上能夠見到的真空泄壓閥分為三類 1 國產(chǎn)浮球式 2 進口 3 國產(chǎn)汽缸式 1 浮球 筒 式真空泄壓閥真空泄壓閥閥體為圓筒狀 閥門內(nèi)件包括不銹鋼浮球 筒 閥桿及閥芯 閥門安裝在泵出水口處或配水管線中 用來排除集積在管道中的空氣 以提高管線及水泵的使用效率 當(dāng)管道內(nèi)產(chǎn)生負壓時 此時閥迅速吸入外界空氣 以防止管線因負壓而損壞 當(dāng)管道內(nèi)開始注水時 閥芯處在開啟的位置 進行大量的排氣 當(dāng)空氣排完時 閥內(nèi)充滿水 浮球 筒 上升并帶動閥芯關(guān)閉 停止排氣 當(dāng)管內(nèi)水正常輸送時 如有少量空氣聚集在閥內(nèi)到相當(dāng)程度 閥內(nèi)水位下降 此時空氣由小孔排出 當(dāng)水泵停止時 管內(nèi)水流空或遇管內(nèi)產(chǎn)生負壓 此時塞頭迅速開啟 吸入空氣 確保管線安全 第二章 選題背景 2 氣缸式真空泄壓閥是近幾年才出現(xiàn)的進排氣裝置 是根據(jù)氣缸原理制成的不同于其他任何一種進真空泄壓閥的全新裝置 其原理是用浮筒杠桿等控制氣缸內(nèi)氣動膜片動作 從而控制閥體排氣口啟閉 在高壓 1MPa以下 狀態(tài)下 無論是多段水柱 氣柱相間 有壓無壓氣體均可高速排出 這類真空泄壓閥結(jié)構(gòu)上的主要特點是 大 小排氣口或僅大排氣口的有效排氣口徑不小于真空泄壓閥公稱直徑的70 排氣口徑大 排氣速度快 且在任何情況下均可高速排氣 一般設(shè)計者在選擇真空泄壓閥時以真空泄壓閥的公稱直徑計算排氣量 氣缸式真空泄壓閥則完全能滿足設(shè)計要求 真正起到防止管道出現(xiàn)水擊和爆管的作用 浮球式不足 國產(chǎn)浮球式真空卸壓閥價格差異很大 最好和最差的價格差約3到5倍 存在最嚴(yán)重的問題是 浮球式時常跑水 其次是爆管 再次是管道氣阻 造成通水不暢 增大管道漏失水量等 汽缸式不足 該產(chǎn)品技術(shù)要求及工藝精度要求很高 故價格較貴 因為此次真空泄壓閥的設(shè)計主要用于生活用水和工業(yè)用水的輸水管道 所以選擇結(jié)構(gòu)簡單 能吸排氣和保護管道的浮筒真空泄壓閥 1 閥體2 浮筒3 閥蓋4 DN40真空泄壓閥5 調(diào)流閥6 調(diào)整墊7 薄螺母8 彈簧9 管接頭 第三章 方案論證 要使閥門的性能好 最重要的就是閥門的密封性 所以對以下零件做出如下要求1閥體閥蓋連接處密封設(shè)計成法蘭連接 一般選用鋼圈密封 對于平墊圈和R型鋼圈 其密封原理主要靠螺栓壓緊力 在鋼圈與閥體 閥蓋接合面之間產(chǎn)生足夠大的比壓 即接合面密封所需的必須比壓和介質(zhì)壓力作用在鋼圈中徑的內(nèi)圓面積上產(chǎn)生的力 折算為密封面面積上所產(chǎn)生的比壓 從而達到強制密封 2閥座密封閥座采用整體式結(jié)構(gòu) 設(shè)置在真空泄壓閥的浮筒上 即在浮筒上直接加工出來 3閥板密封此次閥板密封在軟密封和硬密封中選擇 軟密封 密封副的兩側(cè)一側(cè)是金屬材料 另一側(cè)是有彈性的非金屬材料的被稱為 軟密封 如 鋼 橡膠 鋼 四氟聚乙烯 等 這種密封的密封性能較好 可以作到零泄漏 但不耐高溫 易磨損 機械性較差 硬密封 密封副的兩側(cè)均是金屬材料或較硬的其它材料的被稱為 硬密封 這種密封的密封性能較差 但耐高溫 抗磨損 機械性能好 如 鋼 鋼 鋼 銅 鋼 石墨 鋼 合金鋼等 4閥桿密封此處閥桿密封采用O型密封圈密封 O型密封圈特性 1 性能穩(wěn)定 在介質(zhì)中不易溶脹 熱收縮效應(yīng) 焦耳效應(yīng) 小 2 易加工成型 并能保持精密的尺寸 3 不腐蝕接觸面 不污染介質(zhì)等 第四章 設(shè)計計算 該真空卸壓閥的閥座采用整體式閥座 設(shè)置在空氣閥的浮筒上 即在浮筒上直接加工出來 閥座密封面上的介質(zhì)力 18840N按 閥門設(shè)計手冊 查表知閥桿的密封力 2513N按照GB T1222 2007 彈簧鋼 查得彈簧載荷P 7450N浮筒重量G 5100N閥桿的總軸向力 15063N閥桿的總軸向力 15063N 閥座密封面上的介質(zhì)力 18840N 因此密封可靠 第五章 致謝 畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會 通過這次比較完整的真空卸壓閥設(shè)計 我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài) 和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識 解決實際工程問題的能力 同時也提高我查閱文獻資料 設(shè)計手冊 設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平 而且通過對整體的掌控 對局部的取舍 以及對細節(jié)的斟酌處理 都使我的能力得到了鍛煉 經(jīng)驗得到了豐富 并且意志品質(zhì)力 抗壓能力及耐力也得到了不同程度的提升 這是我們都希望看到的 也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在 真空泄壓閥設(shè)計 摘要 閥門是管道流體運輸路線中操控裝置，它是用來改變管道接觸面和介質(zhì)流通的道路，具備導(dǎo)流、截止、節(jié)流、止回、泄壓等作用。用于操控流體的閥門，從最簡單的截止閥到復(fù)雜的自控系統(tǒng)中的閥門，其種類和規(guī)格多樣。閥門可用于操控水、蒸汽、油品、氣體、泥漿、液態(tài)金屬等各類型流體的流通。閥門的操控可采用多種方式，如手動、電動、電磁-液動、電-液動等；可以在壓力、溫度或其他方式傳感信號的作用下，按設(shè)計的要求動作，或者不依賴傳感信號而進行簡單的開關(guān)，閥門靠驅(qū)動或自動機構(gòu)使啟閉件做升降、滑移、旋擺或回轉(zhuǎn)運動，從而改變流體的大小以達到操控的目的。本文主要研究根據(jù)真空泄壓閥的特點，對其功能和特征進行分析，并進行種類的劃分和參數(shù)設(shè)定，完成基于特征的表達方式和各類標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)庫的設(shè)計。 【關(guān)鍵詞】 閥門；真空泄壓閥；功能 第 1 頁 共 27 頁 Air evacuation valve design Abstract Valve is the control device in the pipeline fluid transportation route, it is used to change the pipeline contact surface and medium circulation road, with diversion, cut-off, throttle, check, pressure relief and so on. Valves used to operate fluids range from the simplest globe valves to the most complex automatic control system valves in a variety of types and specifications, with nominal diameters ranging from extremely small instrument valves to industrial piping valves up to 10m in diameter. Valves can be used to control the flow of water, steam, oil, gas, mud, liquid metal and other types of fluids. Valve control can be used in a variety of ways, such as manual, electric, electromagnetic - hydraulic, electric - hydraulic, etc. Can be pressure, temperature or other ways of sensing signals, according to the design requirements of action, or do not rely on the sensing signal and simple switch, valve drive or automatic mechanism to make the lifting and closing parts do lifting, sliding, rotary or rotary movement, so as to change the size of the fluid to achieve the purpose of control. As China's production of national defense construction, people's lives and other aspects of the increase in demand for valves, the quality of products, speed of renewal and product from the design to the market cycle are put forward higher and higher requirements. And for the design and manufacture of valve industry is relatively lagging behind the market, already cannot satisfy the needs of the development of the production in order to solve the above contradictions, this paper mainly studies based on the characteristics of the vacuum relief valves, analyzes its function and characteristics, and classify the types and parameters setting, completed based on the characteristics of expression and the design of various types of standard parts library structure size parameters. 【Keywords】 valves ;air evacuation valve ;function  目錄 摘要 1 1前言 4 2選題背景 5 2.1真空泄壓閥概述 6 2.1.1國內(nèi)外真空泄壓閥制造業(yè)現(xiàn)狀 6 2.2我國真空泄壓閥企業(yè)發(fā)展情況 7 2.3真空泄壓閥廣泛應(yīng)用及真空泄壓閥的常見問題 9 2.3.1真空泄壓閥的發(fā)展方向 9 2.3.2一般真空泄壓閥的常見故障和預(yù)防措施 10 2.4發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 11 3方案論證 12 3.1從結(jié)構(gòu)上 12 （1）浮球(筒)式真空泄壓閥 12 （3）氣缸式真空泄壓閥 15 3.2從密封性上 16 3.2.1閥體閥蓋連接處密封 16 3.2.2閥座密封 16 3.2.3閥板密封 16 3.2.4閥桿密封 17 3.3工作原理 17 4.設(shè)計計算過程 19 4.1閥門的主要技術(shù)參數(shù) 19 4.2閥體設(shè)計 19 4.2.1閥體的功能 19 4.2.2閥體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 4.3密封副的設(shè)計與計算 21 4.3.1閥座的的合計 21 4.4閥桿設(shè)計 24 4.4.1閥桿的總軸向力 24 4.5密封可靠性校核 26 5.結(jié)論 26 參考文獻 27 致 謝 28  1前言 真空泄壓閥的用途：在泵站的壓力水箱高點及各運水管道上安裝真空泄壓閥，用于運水管道初期充水、管路定期檢修后充水時將運水管道內(nèi)的空氣往外排出，防止壓力波動；在輸水管道產(chǎn)生水擊出現(xiàn)負壓時，真空泄壓閥開啟，令管道外空氣進入管道，以免在管道內(nèi)產(chǎn)生較大的負壓，起到保護作用；管道系統(tǒng)運行時，當(dāng)管道內(nèi)的空氣被釋放出來時，真空泄壓閥將其排出，防止管道中形成氣泡而影響管道系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。 但在實踐中我們發(fā)現(xiàn)自動真空泄壓閥，特別是小口徑自動真空泄壓閥，有兩點不足，一是閥內(nèi)氣路不暢，主要表現(xiàn)在當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)有大量氣體需要排除時，要瞬間通過真空泄壓閥排出大量氣體，往往容易造成浮球浮起并堵塞排氣口，使后續(xù)氣體無法排出，并在管道內(nèi)形成氣體壓縮，進而導(dǎo)致水擊發(fā)生；二是部分閥門浮球太輕，稍一有氣體排出，浮球便上升堵塞排氣口，造成氣體不能徹底排除，形成氣塞。對這一情況，我們認為可通過以下三種方法解決：一是選用大一號或者大二號的真空泄壓閥，這樣一定程度上可人為擴大排氣通道，解決排氣不暢的問題。但是，即使這樣也不一定能做到排氣通暢順利，萬無一失。例如，某承壓水箱進水管徑為DN50mm，為了排氣通暢起見，選用DNl‰真空泄壓閥，但有一次夜間啟動水泵送水后，第二天早上發(fā)現(xiàn)水箱發(fā)生形變，排氣口有水流出的現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因是因排氣不順利造成的；水泵運行輸水時，排氣速度快，排氣的通道顯得較小，氣體排出時真空泄壓閥的浮球受到向上的力造成排氣口堵塞，導(dǎo)致水箱內(nèi)發(fā)生水擊。按理講DNl00n1In的真空泄壓閥已經(jīng)夠大了，但還是出現(xiàn)了問題，這也說明氣道面積影響著排氣的結(jié)果，而國內(nèi)許多廠家對此問題卻還沒引起高度的重視。二是應(yīng)該在尺寸上合適放大氣體接觸面積，保證強大氣流順利經(jīng)過?？梢允箤Ω∏蚓哂泄潭?、導(dǎo)向作用的鑄鐵導(dǎo)氣筒用不銹鋼來替代，用來達成縮小體積、增大通氣接觸面的目標(biāo)；還可以使用放大閥體外殼通徑的方法來達到氣道擴大的目的。二種方法有區(qū)別但目的是一致的。三是使用合適的浮球，目前的真空泄壓閥浮球材質(zhì)為不銹鋼，避免鐵球生銹，影響閥門密封，也為了減輕重量，但是更換為不銹鋼的球都是薄鋼板沖壓成的，這樣制造的浮球就太輕，一開始排氣，浮球就會被沖飛，浮球堵住排氣口而造成的排氣不暢，起不到排氣的作用。此次設(shè)計和研究的主要內(nèi)容為對真空泄壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計。真空泄壓閥的設(shè)計要求的結(jié)果。 第 7 頁 共 27 頁 本課題主要以直徑為200mm,壓力為0.6MPa的真空泄壓閥，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度校核，以及關(guān)鍵零部件的分析。根據(jù)閥門設(shè)計選用手冊所提供的計算公式和限制條件，對適用范圍、介質(zhì)、溫度、熱膨脹系數(shù)等進行設(shè)計，從而設(shè)計出較符合實際情況的真空泄壓閥。 2選題背景 第 1 頁 共 49 頁 隨著國工、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，需要裝填大量的遠距離運輸管路。由于遠距離壓力運輸管路會受到地形、建筑物等因素的制約，造成運輸管路波動較大，水流也不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生水力瞬變現(xiàn)象，特別是當(dāng)水泵發(fā)生事故停止運作時，運輸管路上發(fā)生水柱分離及再彌合現(xiàn)象，產(chǎn)生正負壓的水擊，嚴(yán)重時會造成管道破裂、供水中斷、損壞裝置，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。 如果在遠距離運輸管路上運用真空泄壓閥，一方面可以減少或避免管道中的負壓現(xiàn)象；另一方面，真空泄壓閥還使管道首次充水時排出大量空氣、管道正常運轉(zhuǎn)時排出管中少數(shù)空氣，是檢修或發(fā)生事故時大量補氣的重要且必須的裝置，它可以保證進排氣時氣體平穩(wěn)，泄水通暢，減少管道的壓力波動。真空泄壓閥和空氣罐、調(diào)壓塔等其它防水擊裝置的不同地方，真空泄壓閥結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、造價低、而且不受安裝條件克制，所以，真空泄壓閥在遠距離運輸管路中應(yīng)用廣泛。 第 1 頁 共 49 頁 第 9 頁 共 25 頁 真空泄壓閥在遠距離壓力運輸管路中已成為必要裝置。真空泄壓閥參數(shù)的選擇對水力瞬變過程的預(yù)防作用影響深遠，對真空泄壓閥的進排氣、進排氣面積等因素有著直接的影響，例如，真空泄壓閥口徑過大，雖然防護負壓水擊的效果很棒，但是會造成排氣太快，引起正壓水擊；真空泄壓閥口徑過小，會造成進氣太慢，做不到較好的預(yù)防水擊的目的。所以在實際工作中，應(yīng)該對真空泄壓閥參數(shù)的選擇上給予重視。 2.1真空泄壓閥概述 2.1.1國內(nèi)外真空泄壓閥制造業(yè)現(xiàn)狀 目前,我國真空泄壓閥行業(yè)主要為大量制作,造成了在市場上產(chǎn)品過于單一,要改變這一發(fā)展模式,就要堅持創(chuàng)新,在生產(chǎn)產(chǎn)品與改造技術(shù)方面創(chuàng)新,可以主動與科研單位、高等院校進行聯(lián)合,共同創(chuàng)造新產(chǎn)品,努力拓寬市場,進而避免只有數(shù)量,提高產(chǎn)品等級,提升產(chǎn)品的附加值,注重自主品牌研發(fā),進而使真空泄壓閥行業(yè)進行良好的競爭。 目前制約我國真空泄壓閥行業(yè)進一步發(fā)展的主要問題為缺乏相關(guān)的專業(yè)人才,這會影響我國泄壓閥行業(yè)的競爭力。要解決這個問題,可以運用內(nèi)部培養(yǎng)和外部引進來改善。一方面,企業(yè)加強對現(xiàn)有員工的短期訓(xùn)練,以改善現(xiàn)有的專業(yè)人才的狀況；另一方面,通過其他途徑吸引人才,提升我國真空泄壓閥行業(yè)。真空泄壓閥的零件在機床上非常難安裝:真空泄壓閥主要的零件結(jié)構(gòu)、形狀種類繁多,有些零件壁薄、細長件,剛性差。在加工時,裝夾和定位都很困難,因此需要特殊夾具。有的真空泄壓閥零件,定位面的精度很低,表面粗糙度很高,有時采用非加工表面定位。這就增加了真空泄壓閥制造的難度。 經(jīng)過幾十年的努力，尤其是這幾年的飛快發(fā)展，我國閥門行業(yè)已經(jīng)獲得了很大的進步，許多關(guān)鍵閥門得到質(zhì)的飛躍。但是國內(nèi)閥門行業(yè)起步時間慢，還處于發(fā)展時期，閥門設(shè)計、制造、生產(chǎn)和實驗?zāi)芰Φ哪芰Ω鷩庀啾容^都差很多，因此，在閥門頂尖技術(shù)方面與其他國家相比較還有很大的提升空間，行業(yè)的發(fā)展過程還存在問題。 （1）設(shè)計水平不高 國外閥門的科研特色為：新產(chǎn)品的開發(fā)研究與用途緊密關(guān)聯(lián)；內(nèi)部研究與引進技術(shù)相輔相成；重視新技術(shù)的應(yīng)用在閥門上。 國內(nèi)研發(fā)與服務(wù)的能力相對較差，主要是跟企業(yè)需要的服務(wù)有關(guān)，根據(jù)訂單進行閥門設(shè)計和制作，工藝編制和閥門生產(chǎn)過程的現(xiàn)場技術(shù)處理，或者從事極少數(shù)的新產(chǎn)品開發(fā)。一些核心的技術(shù)還沒有完全被掌控，國內(nèi)生產(chǎn)研究合作程度很低，缺少國家級的閥門工程技術(shù)核心，這些都是導(dǎo)致國內(nèi)閥門技術(shù)總體水平偏低的主要原因。 第 10 頁 共 27 頁 （2）工藝裝備相對落后 國外生產(chǎn)高端閥門大鍛件大多數(shù)采用模鍛。鍛件質(zhì)量高，材料利用率最高可達95%。最大鍛造通徑可達DN500。 國外產(chǎn)品的熱處理大多采用可控?zé)崽幚?，還有的采用真空熱處理。淡化也采用了離子氮化、軟氮化、化學(xué)處理等新工藝。 雖然國內(nèi)一些骨干企業(yè)通更新技術(shù)和精致的加工裝置，但是大多數(shù)中小閥門制造企業(yè)機械加工裝置比較落后，大多以萬能機床為主，鍛件還是采用常規(guī)的自由鍛工藝，閥門產(chǎn)品質(zhì)量水平相差較大。綜上所述，國內(nèi)真空泄壓閥制造工藝與新產(chǎn)品開發(fā)雖然有了長足發(fā)展，但與國外先進制造技術(shù)、研發(fā)水平尚存在差距。 2.2我國真空泄壓閥企業(yè)發(fā)展情況 我國真空泄壓閥國產(chǎn)化是從零開始沒有任何基礎(chǔ)的，在80年代接手了第一臺60萬核電機組有關(guān)工程上核心項目，后來在搞秦山核電站時，寧波真空泄壓閥廠作為核工程管件真空泄壓閥的國產(chǎn)化探索企業(yè)，為真空泄壓閥國產(chǎn)化產(chǎn)生了巨大的影響。改革開放后我國對真空泄壓閥國產(chǎn)化加大力度，隨著真空泄壓閥行業(yè)不斷提高的制造工藝水平，許多企業(yè)使用了許多先進的技術(shù)制造處毛坯鑄件，采用鈷60γ射線對鑄件的不足進行檢測；鍛造使用先進技術(shù)。在進入21世紀(jì)后，真空泄壓閥國產(chǎn)化速度加快，在有關(guān)重大項目上國產(chǎn)化有了成績?，F(xiàn)在約有3000家的大小真空泄壓閥，其中溫州600家，鄭州近200多家，上海300多家，遼寧500家，江蘇、福建各400余家，盡管魚龍混雜，但產(chǎn)品品種已達6000多個型號，近3萬個標(biāo)準(zhǔn)。造成真空泄壓閥行業(yè)存在的諸多問題主要是改革開放后，市場急速擴大，而原有國營真空泄壓閥企業(yè)紛紛停產(chǎn)整頓，造成真空泄壓閥的發(fā)展停滯不前。近十年來，在少數(shù)企業(yè)的鼓動下，已經(jīng)有了明顯的進步，部分企業(yè)的有些品種甚至達到國際一流水平。但就整體來說，差距還很大，有很多工作要做。為此，分別作出2020年、2030年技術(shù)進步、發(fā)展規(guī)劃有著很重要的意義。我國真空泄壓閥產(chǎn)品發(fā)展雖然存在很多約素，但是我國真空泄壓閥行業(yè)在未來市場前景非常寬廣。這主要得益于： 1、國家的大力支持。隨著國家加快復(fù)興制造業(yè)的政策逐步推廣，通用基礎(chǔ)制造業(yè)進展將進一步獲得重點支持。 2、真空泄壓閥產(chǎn)品市場的強烈需要。國有經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。固定資產(chǎn)逐漸投資擴張。另外，我國工業(yè)化時代的到來，石化行業(yè)、電力部門、冶金部門、化工行業(yè)和城市建設(shè)等使用真空泄壓閥大戶將對相關(guān)產(chǎn)品的需求增大。例如，石化行業(yè)在’十三五’期間在大、中型開工項目所需真空泄壓閥預(yù)測總計為：真空泄壓閥總需求量15.3萬噸，年均需求量3.06萬噸;真空泄壓閥總需求額39.6億元，年均需求額為7.92億元。 （1）擁有技術(shù)改進能力的企業(yè)具有長久的競爭優(yōu)勢。能夠用先進技術(shù)改進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，積極引進、消化、吸引國內(nèi)外先進技術(shù)及裝置，實現(xiàn)真空泄壓閥行業(yè)和產(chǎn)品自身完善與晉級。這類真空泄壓閥企業(yè)將擁有長時間的競爭優(yōu)勢。 （2）行業(yè)龍頭企業(yè)將得到較快發(fā)展。這些龍頭企業(yè)不僅僅在氣勢上、而且在技術(shù)、資金上都占上風(fēng)，隨著市場對真空泄壓閥產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高，這類企業(yè)將在激烈的對抗中獲得機會。 第 12 頁 共 27 頁 2.3真空泄壓閥廣泛應(yīng)用及真空泄壓閥的常見問題 2.3.1真空泄壓閥的發(fā)展方向 。我國的真空泄壓閥制造業(yè)十分巨大，真空泄壓閥廠家數(shù)以萬計，遍布全國，目前我國已成為全球真空泄壓閥產(chǎn)量和市場需求量最大的國家之一。但是我國的真空泄壓閥行業(yè)大多為中小企業(yè)，年產(chǎn)值超億元的不到10家，即使與海內(nèi)其他機械行業(yè)相比較，不管在設(shè)備上或者是技術(shù)上都存在較大的落差，具有自主開發(fā)制造頂尖產(chǎn)品力量的單位很少。 當(dāng)前真空泄壓閥企業(yè)都非常正視新產(chǎn)品的開發(fā)。應(yīng)當(dāng)看到，我國的真空泄壓閥產(chǎn)業(yè)進行到今天，與國際水平還是有很大的差距，但已經(jīng)超越了基礎(chǔ)的仿制階段。正在尋求進一步更新技術(shù)的路徑，應(yīng)當(dāng)在分析借鑒國外技術(shù)的同時提升自我水準(zhǔn)，從更高的層次上對真空泄壓閥技術(shù)革新和產(chǎn)品開發(fā)研制的走向進行綜合的分析和探索，努力發(fā)展具有自我知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品。我國的真空泄壓閥測試和試驗裝置與國際上真空泄壓閥試驗臺生產(chǎn)強國相對比，仍充滿著巨大的發(fā)展?jié)摿?。國外有許多值得我們借鑒的地方。國際優(yōu)秀的真空泄壓閥測試機無論是年產(chǎn)值還是質(zhì)量都遠高于國內(nèi)，這就說明了兩個問題，一是我國的真空泄壓閥試驗試壓測試裝置依然是"內(nèi)向型"，二是真空泄壓閥液壓測試臺依然有比較廣袤的市場。但是，如何進入市場、占領(lǐng)市場則值得我們認真思慮。 要在"優(yōu)"字上下功夫。優(yōu)，主要指的是品質(zhì)，是品牌，是名牌。它的定位很廣泛，貫穿于真空泄壓閥機械產(chǎn)品技術(shù)、過程技術(shù)和組織技術(shù)的全過程，貫穿于真空泄壓閥機械的零件、配套裝置加工的各個工序，貫穿于真空泄壓閥機械的產(chǎn)品安裝、調(diào)試和售后服務(wù)工作的全方位、全過程、全天候。要真正把真空泄壓閥機械產(chǎn)品做優(yōu)。 要向"強"字方面去努力。從本質(zhì)上講，在高質(zhì)量、高端技術(shù)和經(jīng)濟效益上還不能算作生產(chǎn)強國。要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，向"強"的方向去努力。要在化字上做文章。信息化在產(chǎn)品中體現(xiàn)為機電一體化，在管理中體現(xiàn)現(xiàn)代化，數(shù)字化PLC控制自動化。信息化已經(jīng)由淺入深地變成現(xiàn)實。通過實現(xiàn)化"，體現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)水平和企業(yè)管理文化。要在"人"字方面動腦筋。不論實現(xiàn)"優(yōu)"、"強"、"化"，都需要通過人去實施、去實現(xiàn)，沒有人才是不行的。人才是興國之本、富民之基、發(fā)展之源，是科技創(chuàng)新、經(jīng)濟發(fā)展、社會發(fā)展的探索者、實踐者。要培養(yǎng)人才，留住人才，使他們創(chuàng)業(yè)有機會，工作有平臺，發(fā)展有空間。 第 14 頁 共 40 頁 第 23頁 共 48 頁 2.3.2一般真空泄壓閥的常見故障和預(yù)防措施 一、填料函泄漏 這是跑、冒、滴、漏的主要方面，在工廠里經(jīng)常見到。產(chǎn)生填料函泄漏的原因有下列幾點： ①閥桿已發(fā)生點蝕，或因露天缺乏保護而生銹；②閥桿彎曲；③填料使用太久，已經(jīng)老化；④操作太猛。 消除填料泄漏的方法是：①正確選用填料；②按正確的進行裝填；③填料使用一定時間后，要更換；④采取保護措施，防止銹蝕，已經(jīng)銹蝕的要更換；⑤閥桿彎曲要校直或更新； 二、關(guān)閉件泄漏 通常將填料函泄漏叫做外泄，把關(guān)閉件叫做內(nèi)泄。關(guān)閉件泄漏，在真空泄壓閥里面，不易發(fā)現(xiàn)。關(guān)閉件泄漏，可分兩類：一類是密封面泄漏，另一類是密封圈根部泄漏。引起泄漏的原因有：①密封面研磨得不好；②密封圈與閥座、閥瓣配合不嚴(yán)緊；③閥瓣與閥桿連接不牢；④閥桿彎扭，使上下關(guān)閉件不對中；⑤關(guān)閉太快，密封面接觸不好或早已損壞；⑥材料選擇不當(dāng)，經(jīng)受不住介質(zhì)的腐蝕；⑦將截止閥、閘閥作調(diào)節(jié)閥使用。密封面經(jīng)受不住高速流動介質(zhì)的沖蝕；閥不能關(guān)嚴(yán)。 三、閥桿升降失靈 閥桿升降失靈的原因有：①螺紋被介質(zhì)腐蝕（指暗桿真空泄壓閥或閥桿螺母在下部的真空泄壓閥）②缺乏潤滑或潤滑劑失效；③閥桿彎扭；④表面光潔度不夠；⑤配合公差不準(zhǔn)，咬得過緊；⑥閥桿螺母傾斜； 第 1 頁 共 49 頁 第 9 頁 共 25 頁 2.4發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 盡管目前國內(nèi)真空泄壓閥制造企業(yè)在國際競爭中所占有的份額還很少，但隨著行業(yè)裝備條件、技術(shù)水平的不斷提高，中國真空泄壓閥產(chǎn)品也在向高技術(shù)含量、高參數(shù)、耐腐蝕、長壽命方向發(fā)展，國內(nèi)真空泄壓閥行業(yè)的總體水平將大大提升，關(guān)鍵真空泄壓閥將逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，國內(nèi)真空泄壓閥企業(yè)將參與更多的國際競爭，大量真空泄壓閥出口也將成為發(fā)展的必然。 根據(jù)紐威股份招股說明書介紹，影響行業(yè)發(fā)展的有利因素主要體現(xiàn)在以下方面： （1）國家產(chǎn)業(yè)政策推動真空泄壓閥行業(yè)發(fā)展 真空泄壓閥行業(yè)屬于裝備制造業(yè)。裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)提供生產(chǎn)技術(shù)裝備的制造業(yè)，是制造業(yè)的核心組成部分，是國民經(jīng)濟發(fā)展特別是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，國家對裝備制造業(yè)的發(fā)展非常重視，將長期對行業(yè)采取鼓勵和扶持的政策措施。國家“十三五”規(guī)劃綱要明確指出，要大力發(fā)展裝備制造業(yè)，努力提升核心技術(shù)，提升重要技術(shù)裝備研發(fā)設(shè)計、核心元器件配套、加工制造和系統(tǒng)集成的整體水平?！堆b備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》也提出，“基礎(chǔ)件制造水平得到提高，通用零部件基本滿足國內(nèi)市場需求，關(guān)鍵自動化測控部件填補國內(nèi)空白，特種原材料實現(xiàn)重點突破”的規(guī)劃目標(biāo)。 （2）跨國公司全球采購和真空泄壓閥行業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移 近年來，隨著美國和歐盟等國家和地區(qū)的產(chǎn)業(yè)升級，全球真空泄壓閥行業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的趨勢日漸明顯。中國作為制造業(yè)大國和新興市場國家，制造業(yè)的發(fā)展具有很高的成本優(yōu)勢，已經(jīng)發(fā)展成為全球真空泄壓閥行業(yè)最重要的生產(chǎn)基地之一。而且，國內(nèi)真空泄壓閥企業(yè)的技術(shù)實力不斷提高，已經(jīng)基本能夠適應(yīng)全球多層次真空泄壓閥應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)參數(shù)要求。 （3）真空泄壓閥的密封性、安全性、流通性 為了實現(xiàn)對流體的控制，真空泄壓閥一般應(yīng)具備以下性能：即密封性能、強度性能、調(diào)節(jié)性能、動作性能和流通性能。對大多數(shù)真空泄壓閥來說，密封問題是首要問題。由于密封性能差或密封壽命短而產(chǎn)生流體的外漏或內(nèi)漏，會造成環(huán)境污染或經(jīng)濟損失，甚至造成人身傷亡。 第 17 頁 共 40 頁 第 1 頁 共 49 頁 第 11 頁 共 25 頁 3方案論證 3.1從結(jié)構(gòu)上 對浮球(筒)式真空泄壓閥，浮球(筒)杠桿式真空泄壓閥，氣缸式真空泄壓閥，的結(jié)構(gòu)等方面進行分析。 （1）浮球(筒)式真空泄壓閥 真空泄壓閥閥體為圓筒狀，閥門內(nèi)件包括不銹鋼浮球（筒）、閥桿及閥瓣。閥門安裝在泵出水口處或配水管線中，用來排除集積在管道中的空氣，以提高管線及水泵的使用效率，當(dāng)管道內(nèi)產(chǎn)生負壓時，此閥迅速吸入外界空氣，以防止管線因負壓而損壞。當(dāng)管道內(nèi)開始注水時，閥瓣處在開啟的位置，進行大量的排氣，當(dāng)空氣排完時，閥內(nèi)充滿水，浮球（筒）上升并帶動閥瓣關(guān)閉，停止排氣，當(dāng)管內(nèi)水正常輸送時，如有少量空氣聚集在閥內(nèi)到相當(dāng)程度，閥內(nèi)水位下降，此時空氣由小孔排出。當(dāng)水泵停止時，管內(nèi)水流空或遇管內(nèi)產(chǎn)生負壓，此時塞頭迅速開啟，吸入空氣，確保管線安全。介質(zhì)溫度：0-80℃。 因為水中通常都溶有一定的空氣，而且空氣的溶解度隨著溫度的升高而減少，這樣水再循環(huán)的過程中氣體逐漸從水中分離出來，并逐漸聚在一起形成大的氣泡甚至氣柱，因為有水的補充，所以經(jīng)常有氣體產(chǎn)生。為此就衍生出真空泄壓閥這一名詞,在日常生活也解決了不少問題。一名詞,在日常生活也解決了不少問題. 工作原理：當(dāng)系統(tǒng)中有空氣時，氣體聚集在快速真空泄壓閥的上部，閥內(nèi)氣體聚積，打開排氣口；氣體排盡后，水位上升，浮筒也隨之上升，排氣閥停止排氣。如圖1所示 第 1 頁 共 49 頁 第 21頁 共 25 頁 圖1 浮筒真空泄壓閥 （2）浮球(筒)杠桿式真空泄壓閥 在浮球(筒)式真空泄壓閥的基礎(chǔ)上改進而成。通過杠桿原理使得在較大壓力狀態(tài)也能排氣，排氣最大壓力一般不超過0.08MPa。 這類真空泄壓閥結(jié)構(gòu)簡單，但有一定缺陷。輸水管道坡度不大時，管道中大多是一段水一段氣的柱塞流狀態(tài)。浮球式真空泄壓閥的浮力較小，排完第一段氣體后水就把浮球托起，第二段氣體即有壓力，假定壓力為0.12MPa，氣體對浮球的托力等于排氣口面積乘管道內(nèi)壓力，計算可得DN100真空泄壓閥托球力約1500 N,DN300真空泄壓閥托球力14000N,故大排氣口不可能再自動開啟排氣，在柱塞流狀態(tài)中失去排氣功能。如圖2所示 圖2 杠桿式真空泄壓閥 第 20 頁 共 27 頁 （3）氣缸式真空泄壓閥 是近幾年才出現(xiàn)的進排氣裝置(見圖3)，是根據(jù)氣缸原理制成的不同于其他任何一種進真空泄壓閥的全新裝置，其原理是用浮筒杠桿等控制氣缸內(nèi)氣動膜片動作，從而控制閥體排氣口啟閉。在高壓(1MPa以下)狀態(tài)下，無論是多段水柱、氣柱相間，有壓無壓氣體均可高速排出。 這類真空泄壓閥結(jié)構(gòu)上的主要特點是：大、小排氣口或僅大排氣口的有效排氣口徑不小于真空泄壓閥公稱直徑的70%，排氣口徑大，排氣速度快，且在任何情況下均可高速排氣。一般設(shè)計者在選擇真空泄壓閥時以真空泄壓閥的公稱直徑計算排氣量。氣缸式真空泄壓閥則完全能滿足設(shè)計要求，真正起到防止管道出現(xiàn)水擊和爆管的作用。 圖3 氣缸式真空泄壓閥 隨著真空泄壓閥在工程中的廣泛應(yīng)用,目前真空泄壓閥在使用過程中存在以下問題: (1)水氣相間時大排氣口僅能排出第一段氣體,不能連續(xù)排氣。 (2)在排氣過程中突然起球堵住排氣口,終止排氣,很多浮球式真空泄壓閥都存在當(dāng)管道空氣壓力較大或氣流帶水時,使大排氣口突然起球終止排氣的問題。 (3)小排氣口徑一般為3～5mm,僅能微量排氣,如果大排氣口性能不好,僅靠微孔排氣,對于大管徑輸水管是極危險的。 因為此次真空泄壓閥的設(shè)計主要用于生活用水和工業(yè)用水的輸水管道，所以選擇結(jié)構(gòu)簡單，能吸排氣和保護管道的快速浮筒真空泄壓閥。 第 22 頁 共 40 頁 3.2從密封性上 3.2.1閥體閥蓋連接處密封 設(shè)計成法蘭連接，一般選用鋼圈密封，對于平墊圈和R型鋼圈，其密封原理主要靠螺栓壓緊力，在鋼圈與閥體、閥蓋接合面之間產(chǎn)生足夠大的比壓(即接合面密封所需的必須比壓和介質(zhì)壓力作用在鋼圈中徑的內(nèi)圓面積上產(chǎn)生的力，折算為密封面面積上所產(chǎn)生的比壓)，從而達到強制密封。 3.2.2閥座密封 閥座采用整體式結(jié)構(gòu)，設(shè)置在真空泄壓閥的浮筒上，即在浮筒上直接加工出來。 3.2.3閥板密封 此次閥板密封在軟密封和硬密封中選擇。 軟密封（見圖5）：密封副的兩側(cè)一側(cè)是金屬材料,另一側(cè)是有彈性的非金屬材料的被稱為"軟密封".如:鋼+橡膠;鋼+四氟聚乙烯;等.這種密封的密封性能較好，可以作到零泄漏，但不耐高溫,易磨損,機械性較差. 硬密封（見圖6）：密封副的兩側(cè)均是金屬材料或較硬的其它材料的被稱為"硬密封".這種密封的密封性能較差,但耐高溫,抗磨損,機械性能好.如:鋼+鋼;鋼+銅;鋼+石墨;鋼+合金鋼;（這里的鋼也可能是鑄鐵,鑄鋼,合金鋼也可能是堆焊,噴涂的合金）. 第 23 頁 共 27 頁 圖5 軟密封 圖6硬密封 因為閥板的密封要求要密封性好，所以此次閥板的密封選用軟密封。 3.2.4閥桿密封 此處閥桿密封采用O型密封圈密封。 O型密封圈特性：（1）性能穩(wěn)定，在介質(zhì)中不易溶脹，熱收縮效應(yīng)（焦耳 效應(yīng)）小。 （2）易加工成型，并能保持精密的尺寸。 （3）不腐蝕接觸面，不污染介質(zhì)等。 3.3工作原理 當(dāng)氣體進入真空泄壓閥閥腔聚集在真空泄壓閥的上部，隨著閥內(nèi)氣體的增多，壓力上升，當(dāng)氣體壓力大于系統(tǒng)壓力時，氣體會使腔內(nèi)水面下降，浮筒隨水位一起下降，打開排氣口；氣體排盡后，水位上升，浮筒也隨之上升，關(guān)閉排氣口。 ? 第 25 頁 共 40 頁 1：閥體 2：浮筒 3：閥蓋 4：DN40真空泄壓閥 5：調(diào)流閥 6：調(diào)整墊 7：薄螺母 8：彈簧 9：管接頭 第 1 頁 共 49 頁 第 9 頁 共 25 頁 4.設(shè)計計算過程 4.1閥門的主要技術(shù)參數(shù) 1.閥門口徑：DN=200mm 2.設(shè)計壓力：PN=0.6MPa 3.工作介質(zhì)：水、空氣 4.2閥體設(shè)計 4.2.1閥體的功能 閥體是閥門中最重要的零件之一，閥體的重量通常占整個閥門總重量的70%左右。 閥體的主要功能有：作為工作介質(zhì)的流動通道；承受工作介質(zhì)壓力、溫度、沖蝕和腐蝕； 在閥體內(nèi)部構(gòu)成一個空間，設(shè)置閥座，一容納啟閉件、閥桿等零件； 在閥體端部設(shè)置連接結(jié)構(gòu)，滿足閥門與管道系統(tǒng)安裝使用要求； 承受閥門啟閉載荷和在安裝使用過程中因溫度變化，振動，水擊等影響的產(chǎn)生的附加載荷； 作為閥門總裝配的“基礎(chǔ)”。 第 27 頁 共 40 頁 4.2.2閥體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）閥體的結(jié)構(gòu) 真空卸壓閥閥體的結(jié)構(gòu)決定于閥體與管道、閥體與閥蓋的連接，就制造方法而言，有鑄造、鍛造、鍛焊、鑄焊以及管板焊接等幾種。 該閥體全采用焊接閥體，由于該閥門口徑較大，市場上沒有這么大規(guī)格的成熟無縫鋼管，因此采用鋼板焊接。這種結(jié)構(gòu)既節(jié)省材料又能獲得理想流道，且重量輕、表面質(zhì)量好、清潔度高、流阻小，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。 閥體材料選用不銹鋼06Cr19Ni10，按照GB/T 4237—2007《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》，其屈服強度按下表取 表1 不銹鋼06Cr19Ni10特性表 牌號 屈服強度Rp0.2MPa 抗拉強度RmMPa 斷后伸長率A% 硬度值HBW 06Cr13Ni10 205 515 40 201 （2）閥體壁厚及其計算 閥體壁厚的計算方法主要由下列因素決定： A閥體材料的力學(xué)性能 閥體材料為06Cr19Ni10為塑性材料，對于塑性金屬材料危險狀態(tài)的判斷是以產(chǎn)生過大的殘余變形為標(biāo)志，在計算閥體的強度時應(yīng)以屈服極限作為強度標(biāo)準(zhǔn)，按第四強度理論—最大拉應(yīng)力理論計算。 B閥體的結(jié)構(gòu)尺寸 閥體的公稱通徑為200mm，其外徑與內(nèi)徑之比遠小于1.2，應(yīng)按薄壁容器的公式計算。 C閥體的形狀 該閥體的形狀為圓筒形。 第 29 頁 共27 頁 綜上所述，該閥體的壁厚采用以下公式進行計算： (1) (2) = =4.8mm 式中——閥體的壁厚，mm []——許用應(yīng)力， ——屈服強度，取 ——安全系數(shù)，取 P——設(shè)計壓力，取公稱壓力，p=PN=0.6MPa DN——閥體公稱通徑，DN=200mm C——腐蝕余量，C=4mm 考慮閥體的剛性要求，設(shè)計取 (3)閥體的法蘭連接尺寸 按照ISO7005-1-1992《金屬法蘭第一部分：鋼法蘭》，PN25、DN800的圖面整體鋼制管法蘭尺寸見下表： 表2 法蘭尺寸表 公稱尺寸DN/mm 連接尺寸 法蘭 厚度 C/mm 法蘭外徑 D/mm 螺栓孔中心園直徑K/mm 螺栓孔直徑L/mm 螺栓 數(shù)量 N/個 螺紋 規(guī)格 100 123 116 3.7 28 M33 54 200 129.5 122 4 32 M36 38 4.3密封副的設(shè)計與計算 4.3.1閥座的的合計 （1）閥座的結(jié)構(gòu)形式 該真空卸壓閥的閥座采用整體式閥座，設(shè)置在空氣閥的浮筒上，即在浮筒上直接加工出來。 （2） 密封比壓的驗算A真空卸壓閥密封面比壓 第 31 頁 共 40 頁 (3) =18840N (4) =7.5 式中q——密封面比壓， ——閥座密封面上的介質(zhì)力，N ——閥座密封面的平均直徑，mm ——閥座密封面寬度，mm DN——公稱通徑，DN=200 mm PN——設(shè)計壓力，PN=0.6 B真空卸壓閥密封面上必須的比壓 真空卸壓閥密封面上必須的比壓與密封面的材料（不銹鋼)、寬度（）及壓力（PN=1.0）有關(guān)，按《閥門設(shè)計手冊》查表知。 C真空卸壓閥密封面的許用比壓 真空卸壓閥密封面的材料為奧氏體不銹鋼，且密封面間無滑動，按《閥門設(shè)計手冊》查表知真空卸壓閥密封面的許用比壓[q]=15MPa。 由于=1.0MPa

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