机械密封设备在压力控制阀上的运用

一、介绍

压力控制阀门是装在泵出口的工作压力调整设备，是使泵正常的作业的保护设备，阀出入口、通道各自连接在泵通道、出入口。正常的运行时，泵进出口压力差一定，阀关掉。当泵出入口管道阻塞或其它因素导致出入口管道系统软件工作压力上升时，泵出入口工作压力会超过泵的出入口设计方案工作压力，造成泵进出口压力差扩大不可以正常的运行时，阀开启，使泵出入口物质回到通道，减少泵出入口工作压力，将压力差操纵在容许区域内，确保泵的常规工作中。

阀更新改造前工作中平面图如下图1所显示，K面为阀工作台面，靠调整A处尺寸调节扭簧工作压力，正常的运行时通道压力与扭簧力之和相当于出入口工作压力。当入口工作压力超过扭簧力和出入口工作压力之和时K面开启，物质根据K面注入出入口端，均衡两边压力差。

二、调节阀门无效根本原因

原阀因构造上的缺点，应用期限较短，剖析其无效缘故关键有以下几个方面，与此同时对阀构造完成了系统性的设计方案。

（1）该阀无效主要表现为泵不能正常的试压，泵震动通常是阀无效的一个缘故。经当场观查，泵运作时泵壳如震动比较大，若振动频率与弹性元件的共振频率贴近，则阀会发生损坏式疲惫损害，造成内孔无效。
（2）原阀内孔为楔型端面，虽工作中全过程两边面触碰不错，但内孔没法碾磨（无适合碾磨器材开展碾磨）经剖析，该设备为静止不动两边面触碰，工作中时两边面并无相对速度，只需内孔贴合好，确保平整度，就可以正常的工作中。故可将楔型内孔改成可碾磨的平内孔。
（3）经剖析为内孔处无效，拆卸后发觉内孔有伤疤，是泵内残渣在内孔处压伤端面。因原阀为总体阀，内孔与油路板铸造在一起，没法开展一部分拆换，只能总体拆换。检修成本费太高，生产加工时间长，急缺更新改造。

三、阀的系统性更新改造

（1）将原楔型内孔改成平内孔，两边面间触碰总面积尽可能减少，使残渣压在内孔间的可能减少，万一残渣夹到内孔间压伤端面，可将内孔卸掉在一般密封性碾磨台子上开展碾磨，零件可修补再运用。
（2）原油路板为总体阀，阀内内孔在阀中间靠后，检修极不方便，现改成油路板2分式，将油路板内孔夹在两一部分油路板正中间，靠2个密封环与油路板联接，既保证了端口的防抽时间，又使内孔有一定的波动性，可以更快的同另一端面相互配合，最可用的一点是油路板密封性内孔脱卸式，可检修，可拆换。
（3）原油路板为铸铁件，为批量生产的最优控制生产制造计划方案，而小大批量生产，铸造成本费特别高，为控制成本，将原铸铁件改成焊件，控制成本。

四、阀设计方案方法步骤及主要参数挑选

1. 设计方案根据

（1）工作状况标准以公称直径为DN50mm的调节阀门为例子，额定值变压范畴0.2~0.8MPa，环境温度：40℃。
（2）原阀的设计原则。
（3）力均衡基本原理。
（4）更新改造阀的维修性。
（5）原阀的构造。

2. 设计方案程序流程

（1）依据该阀的原理及组装方法，新更新改造的阀外观设计及原理同之前类似。
（2）依据物质的特性，有效采用油路板材料，采用该材料彻底能符合该阀的应用规定。
（3）变压范畴的明确

原变压范畴列入0.2~0.8MPa，为使全部油路板组装流程中扭簧力不危害组装，即扭簧随意情况低于扭簧座与动环中间较大间距，设计方案时将范畴界限0.2MPa降到0，那样并不直接影响全部阀的工作中，并且拼装阀时也较为省劲。

（4）基本上构造的明确

阀内存有2个内孔，阀自身有出入口和通道接进泵上，阀自身使内孔迎合的力由扭簧给予，扭簧力的调整由调节地脚螺栓调整，如下图2。

以将该阀设计方案为脱卸式拆换内孔式为设计理念，将原总体阀改成两一部分，用地脚螺栓连接在一起，以定位销精准定位，确保进出口两法兰盘平整度，阀两一部分结合处组装阀内内孔，端面与油路板间组装密封环（材料聚四氟乙烯），既可避免通道工作压力高将内孔压出来，又提高了端口的波动性，使阀工作中时两边面间为软性触碰，密封性更靠谱。

健身运动内孔靠导向性柱导向，导向性柱和动环中间用螺牙连接，检修时将导向性柱卸掉，可以立即碾磨内孔开展修补。导向性柱螺牙顶尖制成斜角，扭紧后以斜角卡紧，避免泵震动过程中将导向性柱振松。

（5）内孔部位的明确

因本阀进出口部位已明确，法兰盘部位一定要在几口中间，才可以确保内孔在几口中间，为使地脚螺栓连接便捷，尽可能把法兰盘建在几口正中间，与此同时为了能使扭簧有较大的应用室内空间，尽可能把内孔挨近通道，如下图2。

3. 关键构造的图形规格明确及技术标准

（1）内孔总宽

为使两边面间触碰总面积尽可能减少，使残渣压在内孔间的可能减少，又让内孔受气体压强不会太高，内孔总宽取b=3mm。

（2）内孔规格

明确依据原油路板尺寸大小，新设计方案油路板不可以超过原油路板，不然组装时很有可能和泵外接手线干预，除掉油路板厚度及法兰盘室内空间，内孔规格基本上明确在φ58.5mm之内。为降低物质在内孔周边堆积，内孔周边设计方案成实倒圆角规格以降低物质堆积，基本明确规格为φ36mm×φ30mm。

（3）明确阀变压范畴内工作压力调整范畴

内孔受力总面积：

式中S--内孔总面积，企业为mm²；
R--内孔半经，企业为mm。

较大扭簧力（阀受力0.8MPa时内孔应受合闭力）：

F₁=pS=0.8×1017=813.5N

式中F₁---较大扭簧力，企业为N；
p ---油路板较大工作压力，企业为MPa。

即该阀正常的运行时额定值工作压力调节标准为0~813.5N。

（4）设计方案扭簧

长短：总长度应小于或等于阀内扭簧室内空间才可以使组装时螺丝连接省劲，经测算，L≤108mm。
较大工作中长短：f应低于阀帽内室内空间（除去两边螺丝头和螺帽），经测算，f≤33mm。
直径：整支扭簧可以装在阀身体内， 因此φ外<φ58.5，临时设置中径D₂=45mm

①选择原材料和抗剪强度

属一类扭簧，原材料采用0Cr17Ni14Mo2，由《机械设计手册》表30.2-4 查得τ_p=324MPa。

②求弹簧丝孔径

按《机械设计手册》弹簧设计用公式计算（30.2-6）

查《机械设计手册》弹簧设计用图30.2-4得C=7.4；

③求合理圈数

按《机械设计手册》弹簧设计用公式计算30.2-5

按《机械设计手册》弹簧设计用公式30.2-5

④测算其他规格主要参数

总圈数n₁=n 1.5=6
较大作业荷载下的形变量

压并荷载及压并形变量依据扭簧工作区域应在全形变量20%~80%的标准，取f₁=0.8fb，则

说明f₁达到工作区域的标准。

压并相对高度H_b=（n₁-0.5）d=（6-0.5）×6=33mm
随意相对高度H₀=H_b f_b=33 33=66mm

节径

螺旋角

γ=5.13°，达到5°~9°的规定，弹簧设计进行。

4. 基本参数

本阀关键原理是当进出口物质压力差与扭簧工作压力之协力起伏时，由扭簧操纵内孔间力尺寸，因此如果操纵扭簧力适合，就可使阀正常的工作中。即只需操纵A规格尺寸（见图2）就可操控全部阀的工作中。

依据公式计算p=F_S=Δlk_s得

从而测算各工作压力范畴时A规格尺寸，如下图3：

依照此图可立即应用本阀。

五、更新改造后的实际效果

（1）因将阀突面由契形面改为了平面图，增加了运作使用寿命，更新改造后此阀使用寿命一般都是在10000h以上，大大的超过原阀3200h的使用期限。
（2）检修便捷，易耗配件为声响环内孔，如声响环损坏，可拆下来密封圈开展碾磨，检修周期时间短，节省选购阀的花费。