電動閥門緩沖裝置設計

2016-01-15 高志崗中核蘇閥科技實業(yè)股份有限公司

　　介紹了扭矩型電動閥門緩沖裝置的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，論述了主要零件的設計選型及提高裝置穩(wěn)定性的方法。

1、概述

　　電動閥門緩沖裝置主要用于吸收閥門快速啟閉時的慣性沖擊載荷，也可在介質(zhì)溫度變化較大時對閥桿熱脹冷縮進行位移補償。電動閥門緩沖裝置通常設置于推力型電動執(zhí)行機構(gòu)的閥桿螺母所在位置。但很多用戶基于閥門在線安裝和維修方便，要求采用扭矩型電動執(zhí)行機構(gòu)，閥桿螺母必須在閥門的支架上。這種情況下電動閥門的緩沖裝置就必須設置于閥門支架上。本文介紹一種閥門支架處緩沖裝置(以下簡稱緩沖裝置) 的設計。

2、結(jié)構(gòu)

　　緩沖裝置由碟形彈簧、襯套、軸承箱、過渡法蘭和軸承等組成(圖1) 。閥門快速啟閉時，電動執(zhí)行機構(gòu)通過傳動軸帶動閥桿螺母旋轉(zhuǎn)。傳動軸通過壓蓋螺母、推力球軸承限位及支撐。閥桿螺母通過碟形彈簧、襯套、推力球軸承、止推墊組合結(jié)構(gòu)軸向限位，以及深溝球軸承徑向支撐。閥桿螺母旋轉(zhuǎn)帶動閥桿上下運動。

　　碟形彈簧起到吸收慣性沖擊載荷及位移補償?shù)淖饔谩Ｉ舷聝山M相同的碟形彈簧組合具備雙向緩沖、補償?shù)墓δ�，緩沖裝置具有更廣的適用性。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認為與傳統(tǒng)閥門軸承箱內(nèi)僅設置推力球軸承不同，在閥桿螺母兩端增設了深溝球軸承，以保證閥桿螺母相對高速旋轉(zhuǎn)時的運動穩(wěn)定性。

電動閥門緩沖裝置設計

圖1 緩沖裝置

3、設計

　　目前，電動閥門在何種條件下需要緩沖裝置并無統(tǒng)一的規(guī)定，通常由用戶或采購方規(guī)定要求。如CAP1400 核電站PV01 標段規(guī)范書SNG-PV01-Z0-001 要求，閘閥閥桿動作速度大于61cm /min，截止閥閥桿動作速度大于20cm/min，閥門工作溫度變化大于111℃ 時，必須使用緩沖裝置。緩沖裝置中各零件的軸向間隙應充分考慮碟形彈簧組的工作行程，以防閥門啟閉過程中卡塞。相對運動表面應采用異種材料或存在明顯的硬度差，提高抗擦傷性能及使用穩(wěn)定性，防止咬合情況的出現(xiàn)。

　　3.1、碟形彈簧選型

　　碟形彈簧是緩沖裝置中重要的零件，碟形彈簧的計算及選取至關(guān)重要。當電動執(zhí)行機構(gòu)開關(guān)位置由行程開關(guān)控制時，碟形彈簧組的負載等于閥門的最大軸向力。當電動執(zhí)行機構(gòu)開關(guān)位置由扭矩開關(guān)控制時，碟形彈簧組的負載等于電動執(zhí)行機構(gòu)設定扭矩下的軸向力。通常碟形彈簧組的負載不應大于其許用載荷的70%。如果閥門工作溫度變化范圍較大時，應考慮閥桿位移補償，也可根據(jù)經(jīng)驗放大碟形彈簧組載荷余量解決位移補償?shù)膯栴}。為避免閥桿螺母在軸承箱內(nèi)上下竄動過大，從而劃傷相對運動表面，碟形彈簧組在閥門空載時應處于預壓縮狀態(tài)，預壓縮量應考慮裝配的便捷性，不應過大。

　　3.2、軸承選型

　　傳動軸處的推力球軸承主要承受傳動軸自重以及傳動軸與閥桿螺母間的摩擦力，在滿足可裝配的前提下，可盡量選擇小的軸承型號。閥桿螺母處的推力球軸承最大負載等于碟形彈簧組的負載。閥桿螺母處的推力球軸承可根據(jù)計算選型。

電動閥門緩沖裝置設計