2.Un nuevo tipo de diseño estructural de la válvula de bola flotante de temperatura ultrabaja
Dado que existen desventajas para la estructura de válvula de bola flotante común actual, un nuevo tipo de temperatura ultrabajaválvula de bola flotanteestá concebido para que no solo cumpla con el rendimiento de sellado requerido, sino que también realice la función de mantenimiento en línea, reduciendo la dificultad de procesamiento y cumpliendo los requisitos para un fácil desmontaje y montaje.
La estructura de la nueva válvula de bola flotante para temperatura ultrabaja se muestra en la Figura 4. Se compone principalmente de cuerpos de válvula, resortes, asientos de válvula delanteros, anillos de sellado, bolas, juntas, bonetes de válvula extendidos y vástagos de válvula.
Figura 4 La estructura de la nueva válvula de bola flotante de temperatura ultrabaja
1. Cuerpos de válvulas 2. Resortes 3. Asientos de válvulas delanteros 4. Anillos de sellado de asientos de válvulas 5. Esferas 6. Asientos de válvulas traseros 7. Anillos de labios de asientos de válvulas 8. Anillos de labios medios 9. Juntas en el paso medio 10. Junta A 11. Pernos y tuercas 12. Bonetes de válvula extendidos 13. Vástagos de válvula 14. Bandejas de goteo 15. Junta B 16. Anillos de labios de vástagos 17. Junta C 18. Relleno 19. Prensaestopas 20. Placas de posicionamiento 21. Asas 22. Tuercas
La pared de la cavidad intermedia del cuerpo de la válvula es un plano vertical perpendicular al canal de flujo. Se instalan dos asientos de válvula en forma de cuña a ambos lados de la cavidad central. Un lado del plano que hace contacto con dos válvulas y cuerpos de válvula está diseñado como plano vertical y el otro lado del lugar que hace contacto con la esfera está diseñado para tener un bisel con un ancho estrecho en la parte superior y un ancho ancho en la parte inferior. El asiento de la válvula delantera está equipado con un resorte en el lado cercano al cuerpo de la válvula para proporcionar una fuerza de sellado inicial para el sellado del asiento de la válvula y la bola. Un lado de los asientos de la válvula delantera y trasera cerca de la bola está equipado con un anillo de sellado para sellar el espacio entre el asiento de la válvula y la bola. Se proporciona un anillo de sellado en forma de labio entre el asiento de la válvula y el cuerpo de la válvula para el sellado.
El casquete y el cuerpo de la válvula están conectados por pernos, y el sello central está compuesto por dos estructuras de sello, un anillo de sello de labios y una junta de devanado de metal. El sello entre el vástago y el casquete consta de dos estructuras de sellado, un anillo de sello de labios y una empaquetadura. El prensaestopas y el casquete están conectados por pernos. Para evitar que la empaquetadura se encoja y se afloje en condiciones de baja temperatura, se instala un resorte de disco en los pernos del prensaestopas que compensa la deformación. El extremo superior del vástago de la válvula está equipado con una manija que puede controlar la apertura y el cierre de la válvula.
2.1El sellado del asiento de la válvula
El sellado del asiento de la válvula se basa en la idea de una bola excéntrica y una estructura de asiento en cuña. La estructura principal se muestra en las Figuras 5 y 6; la esfera tiene una estructura excéntrica, es decir, la línea central del canal de flujo está por debajo del eje horizontal de la esfera. La distancia excéntrica es c, y un lado del asiento de metal y el anillo de sellado del asiento cerca de la esfera tienen una estructura biselada. Durante la instalación, dado que la parte superior del asiento de la válvula es más estrecha y hay un espacio de a a b entre la superficie de corte de la esfera, no se requieren herramientas especiales para controlar el espacio entre los dos asientos de la válvula, lo cual es conveniente para la instalación la esfera. Cuando la válvula está en estado cerrado, la bola está firmemente unida a la superficie de sellado del asiento de la válvula bajo la acción de la fuerza de apriete previo del dispositivo de almacenamiento de energía, como el resorte del asiento de la válvula frontal para lograr el propósito de sellado. En comparación con la estructura de la válvula de bola biselada de la Figura 1, esta puede reducir efectivamente el par de apertura y cierre, y es más fácil de ensamblar sin atascarse. Además, este nuevo tipo de válvula de bola flotante tiene menos piezas y es fácil de procesar. Si bien se garantiza un rendimiento de sellado efectivo, es particularmente conveniente desmontar el nuevo tipo de válvula de bola flotante. Se puede realizar un rápido mantenimiento y reemplazo de piezas en la tubería.
En comparación con las válvulas de bola flotante de entrada lateral convencionales y las válvulas de bola flotante de entrada superior, hay dos aspectos a los que se debe prestar atención en la realización de la nueva estructura de válvula de bola flotante: Primero, la distancia excéntrica de la esfera es difícil de determinar. Si la distancia excéntrica de la esfera no es suficiente, no será fácil desmontar. Si la distancia excéntrica de la bola es demasiado grande, hará que la bola se separe del anillo de sellado cuando la válvula esté cerrada y no se podrá sellar; el tamaño del asiento de la válvula es demasiado grande, lo que genera un desperdicio de material innecesario. En segundo lugar, el ángulo de inclinación del asiento de la válvula debe diseñarse para garantizar que la válvula sea fácil de desmontar y montar cuando la válvula está en estado abierto, y la bola tiene un cierto efecto de compresión en el asiento de la válvula en estado cerrado, Proporcionar fuerza de preapriete para el resorte y otros dispositivos de almacenamiento de energía.
Figura 5 El estado abierto
Figura 6 El estado cerrado
2.1.1Cálculo sencillo de la distancia excéntrica de la esfera y el ángulo de inclinación del asiento de la válvula
El diámetro de la esfera se puede determinar preliminarmente de acuerdo con la presión de trabajo del medio P y la fórmula (1), y luego se puede ajustar con precisión en función de la situación real, de modo que el anillo de sellado pueda encajar completamente en la superficie esférica incluso si hay un ligero desviación angular en el estado cerrado de la esfera, y obtener el sellado. Después de determinar el diámetro de la esfera, puede determinar la distancia excéntrica de la esfera y el cálculo del ángulo de inclinación del asiento de la válvula. A partir de esta estructura, se puede ver que la distancia excéntrica de la esfera y el ángulo de inclinación del asiento de la válvula están relacionados entre sí, y cooperan entre sí para lograr el propósito de facilitar la función de desmontaje y montaje de la esfera. Por lo tanto, estos dos factores deben tenerse en cuenta en el diseño real. En la fórmula, r es el radio de la esfera (mm); d es el diámetro del canal de flujo (mm); bM es el ancho de la superficie de sellado (mm).
Para que el anillo de obturación selle la esfera, la presión específica del anillo de obturación que actúa sobre la esfera es mayor que la presión específica de obturación necesaria. El cálculo de la presión específica de sellado está relacionado con el diámetro de la válvula D, la presión media P y el ancho de la superficie de sellado bM. Por lo tanto, en el proceso de cálculo de la presión específica de la superficie de sellado, se determinaron el diámetro exterior y el diámetro interior del anillo de sellado, y se puede determinar la dimensión de h en la Figura 5. Suponiendo que la distancia excéntrica de la esfera es c, como se muestra en la Figura 5, se puede ver que el valor de b se puede calcular mediante la ecuación (2). Para que la esfera encaje entre los dos asientos de válvula, el valor de c debe cumplir los requisitos de la ecuación (3). En el proceso de montaje, la esfera se puede instalar fácilmente en el cuerpo de la válvula en estado abierto. La esfera gira 90°. Cuando la válvula está cerrada, la superficie esférica se puede unir a la superficie de sellado.
Pero en este momento, el valor de c tiene un rango. De acuerdo con este rango, se puede determinar preliminarmente un valor de c. Es difícil cumplir la condición de que la bola encaje perfectamente con el anillo de sellado del asiento de la válvula en estado cerrado debido a una cierta desviación en el procesamiento real. En segundo lugar, incluso en condiciones ideales, casi no hay errores de procesamiento y montaje. Después de cerrar la válvula, si desea lograr un efecto de sellado suficiente, aún necesita una fuerza de sellado inicial para compensar la presión específica de sellado insuficiente cuando la presión media inicial es muy pequeña. Por lo tanto, se debe proporcionar un elemento de almacenamiento de energía elástico para el asiento de la válvula delantera para proporcionar una cierta fuerza de preapriete al asiento de la válvula delantera para proporcionar la fuerza de sellado inicial requerida para el sellado inicial. Para proporcionar la fuerza de sellado inicial al asiento de la válvula, se requiere una cierta cantidad de compresión para el elemento de almacenamiento de energía elástica. Para cumplir con el requisito de que la bola se pueda colocar fácilmente en el cuerpo de la válvula en este caso, se debe cumplir la condición de la fórmula (4). Después de instalar la bola en el cuerpo de la válvula, gírela cuando la válvula esté cerrada. La bola apretará el asiento de la válvula para hacer que el elemento elástico de almacenamiento de energía produzca cierta compresión, formando una fuerza de sellado inicial, cumpliendo con los requisitos de diseño y logrando el propósito de sellado.
A partir de la fórmula (4), se puede obtener una condición límite para el valor de a. En este momento, se determina el tamaño de a según las necesidades, es decir, se determina el ángulo de inclinación del asiento de la válvula.
Dado que existen desventajas para la estructura de válvula de bola flotante común actual, un nuevo tipo de temperatura ultrabajaválvula de bola flotanteestá concebido para que no solo cumpla con el rendimiento de sellado requerido, sino que también realice la función de mantenimiento en línea, reduciendo la dificultad de procesamiento y cumpliendo los requisitos para un fácil desmontaje y montaje.
La estructura de la nueva válvula de bola flotante para temperatura ultrabaja se muestra en la Figura 4. Se compone principalmente de cuerpos de válvula, resortes, asientos de válvula delanteros, anillos de sellado, bolas, juntas, bonetes de válvula extendidos y vástagos de válvula.
Figura 4 La estructura de la nueva válvula de bola flotante de temperatura ultrabaja
1. Cuerpos de válvulas 2. Resortes 3. Asientos de válvulas delanteros 4. Anillos de sellado de asientos de válvulas 5. Esferas 6. Asientos de válvulas traseros 7. Anillos de labios de asientos de válvulas 8. Anillos de labios medios 9. Juntas en el paso medio 10. Junta A 11. Pernos y tuercas 12. Bonetes de válvula extendidos 13. Vástagos de válvula 14. Bandejas de goteo 15. Junta B 16. Anillos de labios de vástagos 17. Junta C 18. Relleno 19. Prensaestopas 20. Placas de posicionamiento 21. Asas 22. Tuercas
La pared de la cavidad intermedia del cuerpo de la válvula es un plano vertical perpendicular al canal de flujo. Se instalan dos asientos de válvula en forma de cuña a ambos lados de la cavidad central. Un lado del plano que hace contacto con dos válvulas y cuerpos de válvula está diseñado como plano vertical y el otro lado del lugar que hace contacto con la esfera está diseñado para tener un bisel con un ancho estrecho en la parte superior y un ancho ancho en la parte inferior. El asiento de la válvula delantera está equipado con un resorte en el lado cercano al cuerpo de la válvula para proporcionar una fuerza de sellado inicial para el sellado del asiento de la válvula y la bola. Un lado de los asientos de la válvula delantera y trasera cerca de la bola está equipado con un anillo de sellado para sellar el espacio entre el asiento de la válvula y la bola. Se proporciona un anillo de sellado en forma de labio entre el asiento de la válvula y el cuerpo de la válvula para el sellado.
El casquete y el cuerpo de la válvula están conectados por pernos, y el sello central está compuesto por dos estructuras de sello, un anillo de sello de labios y una junta de devanado de metal. El sello entre el vástago y el casquete consta de dos estructuras de sellado, un anillo de sello de labios y una empaquetadura. El prensaestopas y el casquete están conectados por pernos. Para evitar que la empaquetadura se encoja y se afloje en condiciones de baja temperatura, se instala un resorte de disco en los pernos del prensaestopas que compensa la deformación. El extremo superior del vástago de la válvula está equipado con una manija que puede controlar la apertura y el cierre de la válvula.
2.1El sellado del asiento de la válvula
El sellado del asiento de la válvula se basa en la idea de una bola excéntrica y una estructura de asiento en cuña. La estructura principal se muestra en las Figuras 5 y 6; la esfera tiene una estructura excéntrica, es decir, la línea central del canal de flujo está por debajo del eje horizontal de la esfera. La distancia excéntrica es c, y un lado del asiento de metal y el anillo de sellado del asiento cerca de la esfera tienen una estructura biselada. Durante la instalación, dado que la parte superior del asiento de la válvula es más estrecha y hay un espacio de a a b entre la superficie de corte de la esfera, no se requieren herramientas especiales para controlar el espacio entre los dos asientos de la válvula, lo cual es conveniente para la instalación la esfera. Cuando la válvula está en estado cerrado, la bola está firmemente unida a la superficie de sellado del asiento de la válvula bajo la acción de la fuerza de apriete previo del dispositivo de almacenamiento de energía, como el resorte del asiento de la válvula frontal para lograr el propósito de sellado. En comparación con la estructura de la válvula de bola biselada de la Figura 1, esta puede reducir efectivamente el par de apertura y cierre, y es más fácil de ensamblar sin atascarse. Además, este nuevo tipo de válvula de bola flotante tiene menos piezas y es fácil de procesar. Si bien se garantiza un rendimiento de sellado efectivo, es particularmente conveniente desmontar el nuevo tipo de válvula de bola flotante. Se puede realizar un rápido mantenimiento y reemplazo de piezas en la tubería.
En comparación con las válvulas de bola flotante de entrada lateral convencionales y las válvulas de bola flotante de entrada superior, hay dos aspectos a los que se debe prestar atención en la realización de la nueva estructura de válvula de bola flotante: Primero, la distancia excéntrica de la esfera es difícil de determinar. Si la distancia excéntrica de la esfera no es suficiente, no será fácil desmontar. Si la distancia excéntrica de la bola es demasiado grande, hará que la bola se separe del anillo de sellado cuando la válvula esté cerrada y no se podrá sellar; el tamaño del asiento de la válvula es demasiado grande, lo que genera un desperdicio de material innecesario. En segundo lugar, el ángulo de inclinación del asiento de la válvula debe diseñarse para garantizar que la válvula sea fácil de desmontar y montar cuando la válvula está en estado abierto, y la bola tiene un cierto efecto de compresión en el asiento de la válvula en estado cerrado, Proporcionar fuerza de preapriete para el resorte y otros dispositivos de almacenamiento de energía.
Figura 5 El estado abierto
Figura 6 El estado cerrado
2.1.1Cálculo sencillo de la distancia excéntrica de la esfera y el ángulo de inclinación del asiento de la válvula
El diámetro de la esfera se puede determinar preliminarmente de acuerdo con la presión de trabajo del medio P y la fórmula (1), y luego se puede ajustar con precisión en función de la situación real, de modo que el anillo de sellado pueda encajar completamente en la superficie esférica incluso si hay un ligero desviación angular en el estado cerrado de la esfera, y obtener el sellado. Después de determinar el diámetro de la esfera, puede determinar la distancia excéntrica de la esfera y el cálculo del ángulo de inclinación del asiento de la válvula. A partir de esta estructura, se puede ver que la distancia excéntrica de la esfera y el ángulo de inclinación del asiento de la válvula están relacionados entre sí, y cooperan entre sí para lograr el propósito de facilitar la función de desmontaje y montaje de la esfera. Por lo tanto, estos dos factores deben tenerse en cuenta en el diseño real. En la fórmula, r es el radio de la esfera (mm); d es el diámetro del canal de flujo (mm); bM es el ancho de la superficie de sellado (mm).
Para que el anillo de obturación selle la esfera, la presión específica del anillo de obturación que actúa sobre la esfera es mayor que la presión específica de obturación necesaria. El cálculo de la presión específica de sellado está relacionado con el diámetro de la válvula D, la presión media P y el ancho de la superficie de sellado bM. Por lo tanto, en el proceso de cálculo de la presión específica de la superficie de sellado, se determinaron el diámetro exterior y el diámetro interior del anillo de sellado, y se puede determinar la dimensión de h en la Figura 5. Suponiendo que la distancia excéntrica de la esfera es c, como se muestra en la Figura 5, se puede ver que el valor de b se puede calcular mediante la ecuación (2). Para que la esfera encaje entre los dos asientos de válvula, el valor de c debe cumplir los requisitos de la ecuación (3). En el proceso de montaje, la esfera se puede instalar fácilmente en el cuerpo de la válvula en estado abierto. La esfera gira 90°. Cuando la válvula está cerrada, la superficie esférica se puede unir a la superficie de sellado.
Pero en este momento, el valor de c tiene un rango. De acuerdo con este rango, se puede determinar preliminarmente un valor de c. Es difícil cumplir la condición de que la bola encaje perfectamente con el anillo de sellado del asiento de la válvula en estado cerrado debido a una cierta desviación en el procesamiento real. En segundo lugar, incluso en condiciones ideales, casi no hay errores de procesamiento y montaje. Después de cerrar la válvula, si desea lograr un efecto de sellado suficiente, aún necesita una fuerza de sellado inicial para compensar la presión específica de sellado insuficiente cuando la presión media inicial es muy pequeña. Por lo tanto, se debe proporcionar un elemento de almacenamiento de energía elástico para el asiento de la válvula delantera para proporcionar una cierta fuerza de preapriete al asiento de la válvula delantera para proporcionar la fuerza de sellado inicial requerida para el sellado inicial. Para proporcionar la fuerza de sellado inicial al asiento de la válvula, se requiere una cierta cantidad de compresión para el elemento de almacenamiento de energía elástica. Para cumplir con el requisito de que la bola se pueda colocar fácilmente en el cuerpo de la válvula en este caso, se debe cumplir la condición de la fórmula (4). Después de instalar la bola en el cuerpo de la válvula, gírela cuando la válvula esté cerrada. La bola apretará el asiento de la válvula para hacer que el elemento elástico de almacenamiento de energía produzca cierta compresión, formando una fuerza de sellado inicial, cumpliendo con los requisitos de diseño y logrando el propósito de sellado.
A partir de la fórmula (4), se puede obtener una condición límite para el valor de a. En este momento, se determina el tamaño de a según las necesidades, es decir, se determina el ángulo de inclinación del asiento de la válvula.
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