浙江省机械设计大赛(8)

2019-03-16 17:37

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相连。控油装置包括顶杆套,设于顶杆套内的顶杆,设于阀体内的单向阀,进油道和出油道,设于阀座内的阀座油道;顶杆套的前部位于连接体内,顶杆套的尾部位于阀体内,单向阀顶于杆顶的顶端;出油道一端连储油室,另一端通过单向阀与进油道相连,进油道与阀座油道相连。阀杆的边侧开有锥形凹窝,顶杆套的尾端顶在该锥形凹窝内。

(2)工作原理

阀杆的下端插于球体的凹口内,当开始转动阀杆时,球体不动,顶杆套从锥形凹窝内逐步外移,随着顶杆套的外移,位于顶杆套内的顶杆也随之顶于阀杆而外移,从而推动单向阀打开,来自管道的高压油通过阀座油道进入阀体的进油道,流向单向阀后,进入阀体出油道,最后进入储油室,从而推动阀座反向移动,使阀座脱离球体,与此同时阀杆也随之带动球体转动,这样就实现了以微扭距打开球阀目的。

6. 结论

本项目设计在球阀密封性能的达成与提升上不同于球阀行业的传统技术方向方法,通过技术创新,使球阀在静止密封时能充分受压密闭,在球阀启闭时解除此管道流体压力避免球体和密封圈等受损而影响密封效果。

本项目在技术上另辟蹊径,在球阀密封性的更好实现的同时降低了性能投入成本,降低了阀门故障率,延长了球阀的使用寿命,攻破了球阀行业技术难题,冲破了产业发展瓶颈。

预计项目产品在生产成本上节约35%以上的生产投入,启闭转矩(使用环境不同稍有差异)将仅为传统阀门启闭转矩的4%左右,控制在300N*M以内,球阀使用年限也将从传统球阀的3年左右延长到10年甚至15年以上,故障率降低近50个百分点。

7. 经济分析报告

阀门在机械产品中占有相当大的比重。据国外工业发达国家统计,阀门的产值是压缩机、风机和泵三者的总和,约占整个机械工业产值的5%。同时,作为重大技术装备的重要组成部分,尤其是在电力、石化、冶金、城市供排水系统中,阀门更是起着关键作用,而且用量非常大。

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我国目前阀门行业有10%左右的市场被国外企业占领,中国通用机械工业协会阀门分会的相关人士认为,要改变这种现状,提高阀门性能是关键。

目前,我国阀门企业约6000余家,其中年产值超过500万元的有900家。国内上市的阀门公司3家,即中核科技、洪城股份、广东明珠。去年,中核科技主营业务收入2.35亿元,洪城股份主营业务收入1.46亿元,广东明珠主营业务收入1.5亿元。这些企业,无论是其规模,还是产品质量,目前都无法与国外同类企业抗衡。

业内人士分析,造成目前我国阀门市场被动的原因主要有两方面:一是国产阀门产品和进口产品比还有差距,质量有待提高;二是某些用户国产化意识不强,甚至人为地设置门槛,使国内企业在与国外企业竞标时难以中标。

有关专家认为,我国企业目前生产的各种阀门普遍存在着外漏、内漏、外观质量不高、寿命短、操作不灵活以及阀门电动装置和气动装置不可靠等缺点,部分产品只相当于上个世纪八十年代初的国际水平。

本产品的开发投产将从根本上改变内外漏、阀门寿命短、启闭操作不便等现状,对收复国内阀门销售失地意义重大,本项目设计产品的开发应用,对发展我国阀门工业崛起意义非凡,势必掀起国内阀门行业的技术创新浪潮。

根据权威部门系统调查统计发现,目前市场上,用户使用最多、最普遍的阀门品种为球阀、截止阀、闸阀和安全阀;其次为蝶阀和调节阀;第三为止回阀;第四为减压阀、排污阀和蒸汽疏水阀;第五为截流阀和隔膜阀;第六为旋塞阀、柱塞阀和其它阀门。

2008年各种阀门需求比较 25.00 .00.00.00% 5.00!.90% 15.50.90.50.50.60%8.00%6.10% 0.00%球阀截止阀安全阀闸阀蝶阀调节阀止回阀其他阀门 32

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图15 阀门需求比较『2008年』

从产量来看,球阀、截止阀、闸阀、安全阀的总产量占所有阀门产量的63.6%(按产量单位吨计)。从需求量比较,依次为:球阀(15.5%)、截止阀(12.9%)、安全阀(12.5%)、闸阀(12.5%)、蝶阀(10.6%)、调节阀(8.0%)和止回阀(6.1%),这几种阀门的品种占到46.7%,其需求量却达到了78%。以上数据充分显示球阀市场需求巨大。

本项目设计将开辟传统(油气)管线球阀曾遭到使用限制的各种使用环境,发展空间广阔。

按预计项目产品在生产成本上节约35%的生产投入和去年我公司实际销售高压阀门的总量的50%计算,约可增加企业利润18%以上。

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8. 参考资料

[1] 陆培文,实用阀门设计手册[M],北京:机械工业出版社,2004 [2] 邬佑靖,管线球阀的技术现状及发展方向[M],阀门,2007(6):22~33 [3] 章华友,宴泽荣,球阀设计与选用[M,北京:北京科学技术出版社,1986 [4] 成大先,机械设计手册(第五版). [M].北京:化学工业出版社,2008 [5] 林瑞义,张成平,球阀的改进设计[M],阀门,2003(6):6~7

[6] 王孝天,杨源泉,不锈钢阀门的设计与制造[M],北京:原子能出版社,1985 [7] 洪勉成,陆培文,阀门设计与计算[M],北京:中国标准出版社,1994 [8] 贾沛泰,海一峰,国内外常用金属材料手册[M],南京:江苏科学技术出版社,1999

[9] A.A.沃洛希恩,T.T.格里戈尔耶夫,法兰连接设计计算手册(第2版) [M].,北京:化学工业出版社,1984

[10] 谭晶,杨卫民,丁玉梅,杨维章,鲁选才,唐斌. O形橡胶密封圈密封性能的有限元分析[J].. 润滑与密封.2006(9):65~69

[11] 方昆凡.工程材料手册(非金属材料卷) [M]..北京:北京出版社,2002

[12] 最新阀门设计制造技术与产品质量检测标准规范全书编委会.最新阀门设计制造技术与产品质量检测标准规范全书[M].. 北京:电子工业出版社,2003 [13] 第一机械工业部通用机械研究所,球阀[M],北京:第一机械工业部通用机械研究所,1972

[14] 吴尖斌.高压球阀的结构设计[J],阀门,2004(5):4~6

[15] 徐乃明,石化用高压阀门阀体和阀盖连接形式的研究[J],阀门,2007(4):26~27

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9. 附录

部分涉及到的材料性能列表

ASTM D638 23℃/-40℃ 断裂伸长率 D638 23℃ 邵氏D D785 硬度 洛氏R 布氏B D790 弯曲强度 负荷下变形 D621 13.8MPa,23℃,24H 冲击强度 D256 23℃/-40℃ D831 D3418 线涨系数 熔点 热变形温度 D648 1.82MPa D792 D570 D149 D638 D695 D695 密度 24H吸水率 介电强度 弹性模量 抗压强度 压缩屈服强度 g/cm % Kv/mm GPa MPa MPa 3项目 拉伸强度 单位 MPa A 79.92 109.52 PTFE 24.82 — A105N 490 — A316 520 — A36 375 225 % 5.37 300 — — 24 78/80 114 — 121.5 56 — — — — 187 — — 230 183 — — 256 235 170 168 MPa % 1.0/2.0 14/28 — — — 54.8 J/M 19.8 1/K ℃ 1.1X10 216 93 ℃ 209 1.14 0.1 >15 4.138 140 88.9 -4— — 1.2X10 327 55 132 2.20 0.01 >24 0.637 35 11.7 -4176 (0℃) 4.6X10 — — — 7.79 — — 181 485 250 -6197 (23℃) 5.1X10 — — — 7.76 — — 210 210 345 -6215.7 (23℃) 5.5X10 — — — 7.85 — — 196~216 205 185 -6

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