摘 要

阀门时用于管路的开通、关闭、流量控制和安全防护的一种装置。人们在日常生活中离不开阀门，在工业生产装置阀门更是随处可见，特别是石油、化工、电力及冶金等过程工业的生产装置。本课题是阀门的产品设计，主要训练查阅相关文献资料熟悉各种标准的能力、了解阀门的分类、阀门的结构原理、阀门的发展，学会对阀门结构机理的分析、阀门相关流体力学效应的分析，掌握阀门的材料选择、阀门设计计算、主要零件的强度计算，最终能够掌握常见阀门产品设计和检验方法。本文先介绍阀门在生活中的重要性以及阀门的分类，本次设计将先从阀门的球体半径开始计算，再确定壁厚、阀座，然后是密封比压及密封力，再计算法兰并校核，计算阀杆及校核，最后估算成本和经济评价。

关键词：阀门选型、密封力、法兰、阀杆

Abstract

Valve is a device for opening, closing, flow control and safety protection of pipelines. Valves are indispensable in people's daily life. Valves can be seen everywhere in industrial production devices, especially in petroleum, chemical, electric power and metallurgical process industries. This topic is the product design of valves. It mainly trains the ability of consulting relevant documents and materials to familiarize with various standards, to understand the classification of valves, the structural principle of valves and the development of valves. It also learns to analyze the structural mechanism of valves, the related hydrodynamic effects of valves, to master the material selection of valves, the design calculation of valves and the strength calculation of main parts, and finally to master them. Common valve product design and inspection methods. This paper first introduces the importance of valves in life and the classification of valves. This design will start with the calculation of the spherical radius of valves, then determine the wall thickness and seat, then the specific pressure and sealing force of seals, then calculate the flange and check, calculate the stem and check, and finally estimate the cost and economic evaluation.

Key Words: Valve selection, sealing force, flange, valve stem

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 引言 1

1.1设计任务的简单说明 1

1.2设计思路 1

第二章 球阀设计计算 3

2.1确定球体直径 3

2.2阀体壁厚的确定 3

2.3球体与阀座之间密封比压的确定 4

2.3.1必需比压的计算 4

2.3.2必需比压选择 4

2.3.3设计比压计算 5

2.4球阀密封面力的计算 6

2.5球阀转矩的计算 7

2.6阀体设计 8

2.6.1筒体结构形式，连接形式，结构长度和材料的确定 8

2.6.2阀体法兰的设计 9

2.6.3详细计算法兰螺栓的拉应力 10

2.6.4阀体法兰校核 10

2.7阀杆的设计和校核 12

2.7.1阀杆材料的选择 12

2.7.2阀杆填料的选择、填料摩擦力及摩擦转矩的计算 12

2.7.3阀杆强度的计算 13

2.8阀杆连接件的强度计算 15

2.9球体的设计和校核 16

2.10球体阀座的设计 17

2.11气动装置的设计 17

2.11.1气动装置的结构 17

2.11.2气动装置使用条件 18

2.11.3气动装置的设计计算 18

第三章 经济评价 19

3.1设备制造费用 19

3.1.1所需要投入的人力费用 19

3.1.2零件及材料费用 19

结语 20

参考文献 21

致谢 23

第一章 引言

1.1设计任务的简单说明

Q647Y—16P型DN500阀门

根据GB/T12221-2005可知：结构长度为914mm，连接尺寸由GB9113-2010可知法兰外径为715，螺栓孔中心圆直径为650，螺栓孔直径为33，螺栓数量为20个，规格为M30，法兰厚度为44，法兰颈N为576，r为12^[1]。

1.2设计思路

阀门时用于管路的开通、关闭、流量控制和安全防护的一种装置。人们在日常生活中离不开阀门，在工业生产装置阀门更是随处可见，特别是石油、化工、电力及冶金等过程工业的生产装置。

随着工业技术的不断发展，科学技术的日新月异，人们的衣食住行都离不开能源，而且对能源的依赖程度越来越高。在人们居住的城市，如果在一段时间内停电停水，人们的工作和生活简直无法想象，阀门虽热是一个很小的设备，但凡是有流体流通的地方，都会利用阀门来控制流体的各种状态^[2]。像在人们的日常生活中，自来水龙头、浴室龙头、煤气龙头及饮水机龙头等都用到了阀门，在冶金系统中，高炉风系统、除尘系统及气体管道系统等，都会大量的使用阀门。在电力系统，无论是火力发电、余热发电系统或是核能发电，其蒸汽系统、冷却系统等，都离不开阀门。在石油天然气系统中，石油的开采、输送及提炼等工业过程，阀门的应用更是不可缺少。才煤气系统中，人工煤气的生产、输送和进一步深加工过程等方面，都少不了各种阀门的应用。