机械阀门（精选三篇）
机械阀门 篇1
阀门是流体系统中不可或缺的重要组成部分之一, 其主要作用是控制流体的流动方向、压力和流量。简单来讲, 阀门就是管路流体输送系统中的控制部件, 具有导流、节流、分流、溢流卸压、截止等功能。目前, 应用于流体控制的阀门种类非常多, 既有结构比较简单的截止阀, 也有复杂的自动控制系统中所用的阀门。通常情况下, 能够被阀门控制的介质基本上都具备流体的性质, 如水、蒸汽、油、泥浆、液态金属、腐蚀性介质、放射性流体等。阀门的控制方式也相对较多, 如最常见的手动控制、电动控制、电磁控制、液动控制、气动控制。同时, 也可以在压力、温度或其他传感信号的作用下, 根据预先设定的要求自行动作。此外, 还有一些不依赖传感信号也能进行简单开、关的阀门。按照阀门的作用以及用途的不同, 大体上可将其分为: (1) 截断类阀门。如截止阀、球阀、闸阀等, 最主要的作用是接通或是截断管路中流动的介质。 (2) 真空类阀门。如真空球阀、真空挡板阀、真空充气阀等, 基本上都是在真空系统中应用, 最主要的作用是改变气流的流动方向, 调节气流量的大小, 连通或是切断管路的真空系统元件等。 (3) 特殊类阀门。这类阀门大多数都是一些用途比较特殊的阀门, 如排气阀、清管阀、 排污阀等, 其中排气阀是管道系统中的重要组成部分, 并被广泛应用于给排水、锅炉、空调、石油天然气等管道中。
2纯机械无源控制阀门的研究现状
目前, 对自动控制阀门的研究一般都是基于有源控制, 与之相关的文献也相对较多, 但是基于纯机械的自动控制阀门的研究却较少。所谓纯机械自动控制阀门实质上就是无源控制阀门, 即不需要外部供应能量实现自动调节的阀门。
20世纪80年代, 美国华盛顿州立大学的L.Ornstein教授设计了一种无源控制阀门, 该阀门当时被命名为Irristat阀门。 此阀门主要是应用于农业的节水灌溉中, 原理为:当土壤中的水分大于预定值时, 水分便会经由亲水物质进入到阀门内部, 此时阀门内部的凝胶遇水之后便会发生膨胀, 将活塞下压, 这样水管的截面积就会减小, 从而达到控制灌溉用水量的目的; 当土壤含水量降低时, 凝胶中的水分便会重新进入到土壤内, 此时凝胶的体积会有所减小, 活塞便会上移, 水管的截面积增大, 水流量也会随之增大。这种阀门的开启压力为150kPa左右。自其设计出来后, 经过大量的试验论证, 其在节水灌溉方面具有良好的效果。该阀门的优点是能够精确控制水量, 有效减少水资源的浪费, 且能节省设备成本, 实现无源自动控制。 但由于种种原因, 该阀门并没有获得推广使用。为此, 本文在现有研究的基础上设计一种新型的自动控制节水阀门, 下面就此展开详细论述。
3基于机械构建的自动控制阀门设计及控制研究
3.1设计思路
本文所提出的无源控制节水阀门的结构设计以Irristat阀门和土壤水分张力计作为基础。由土壤水分张力计和Irristat阀门的基本工作原理可知, 它们全都是利用水分的平衡原理对灌溉进行控制, 其中, 张力计主要是凭借真空压力表的读数对土壤墒情进行监测, 并以此为依据指导灌溉。从本质上讲, 张力计的作用与土壤温度传感器几乎相同, 而Irristat阀门是通过特殊材料的吸水膨胀与失水收缩来对土壤墒情进行监测, 从而实现自动灌溉的目的。这种阀门本身兼具传感器、自动开关以及滴灌的功能, 是一种节能、低成本、高自动化的节水设备。 其最大特点是不需要计算机和传感器, 阀门的自动控制全部是通过机械操控来实现的。
3.2自动控制阀门的结构
自动控制阀门的整体结构如图1所示。
由图1可知, 弹簧1可以推动阀芯向前移动, 直至阀芯端部的锥形面完全封住进水口, 灌溉便会停止;在弹簧2的作用下阀芯会发生移动, 此时原本封住进水口的锥形面会向后退, 在这一过程中, 出水口便会逐步打开, 从而恢复灌溉。
3.3自动控制单元设计要点
无源控制阀门主要包括复位弹簧、缓冲弹簧2个圆柱螺旋压缩弹簧。其工作原理为:在增加土壤含水率的情况下, 控制元件中与土壤接触的湿敏材料会在土壤中吸入水分、产生膨胀, 在材料膨胀的作用下, 推动缓冲弹簧移动, 缓冲弹簧又会推动复位弹簧和阀芯运动, 一直到阀芯的锥面将进水口堵住, 便自动停止灌溉。缓冲弹簧在无源控制阀门工作过程中, 能在湿敏材料膨胀量大于阀芯堵塞进水口移动量时起到重要的缓冲作用, 有效避免阀芯锥形头受过大压力而损坏。湿敏材料的水分会随着灌溉后土壤水分的蒸发而减少, 在水分不断减少的情况下, 其体积逐步收缩回原来状态, 此时复位弹簧可促使阀芯向下移动, 使锥形头开启, 进行再次灌溉。由于缓冲弹簧起缓冲保护的作用, 复位弹簧起控制阀门开启的作用, 所以下面根据以往的试验数据设计复位弹簧、缓冲弹簧, 并对其采用相同的参数。在该阀门中, 弹簧的设计是重点, 下面对其主要参数和设计方法进行论述:
(1) 压缩弹簧参数的确定。在本次设计中, 压缩弹簧的主要参数包括:弹簧丝的直径d, 弹簧圈的外径D2、内径D1、中径D, 弹簧的节间距t以及螺旋升角α。弹簧的旋转方向既可以是左侧旋转也可以是右侧旋转。若没有特殊要求, 通常应采用右旋转。在不受力的情况下, 弹簧圈之间应当由适当的间距δ, 这样当弹簧受到来自外界的压力时, 便会产生变形。此外, 在设计的过程中还应考虑在极限载荷的作用下, 弹簧圈之间应保留一定的间距δ1。弹簧的2个端面圈应当与邻圈并紧, 这样端面便只能起支撑作用, 而不会参与变形。
(2) 设计方法。对压缩弹簧进行设计, 最终目的是要确定出能够满足阀门使用要求的弹簧尺寸和圈数, 并且还应使设计出来的弹簧稳定可靠。为此, 应当对弹簧的强度、刚度和稳定性分别进行计算。
1 ) 弹簧强度的计算 。 因为本次设计中的弹簧丝具有升角 α , 它的取值一般为5°~9° , 由此可知 , sinα≈0 ; cosα≈1 , 则截面上的应力可近似取其中 , F为剪力 ; C=D / d , 即弹簧指数 , 也称旋转比 。 为了确保 弹簧自身 的稳定性 , C值不宜过大 ; 但是为了防 止卷绕时 弹簧丝弯 曲 , C值也不可 过小 。 在本次设计中 , C值的范围可取4~16 。
2) 弹簧刚度的计算。对压缩弹簧的刚度进行计算的最终目的是为了求出满足变形量要求的弹簧圈数。由材料力学理论可知, 当弹簧丝的直径相等、材质相同时, 弹簧本身的圈数越少, 其刚度就越大;反之, 刚度就越小。
3) 弹簧的稳定性计算。通常情况下, 作用在压缩弹簧上的载荷过大或弹簧本身的圈数较多, 即弹簧的高径比超限时, 便会导致弹簧出现过大的侧向弯曲, 这样其稳定性便会大幅降低。因此, 为了进一步确保压缩弹簧的稳定性, 在弹簧两端为固定状态时, 可取压缩弹簧的长细比b≤5.3;如果弹簧只有一端固定, 而另一端为自由状态时, 则可取b≤3.7;当弹簧两端全部为自由状态时, 可取b≤2.6。
4结语
本文从机械构建的角度设计了一种无源控制阀门, 其现已在国内部分节水灌溉工程中获得了应用, 起到了一定的节水、 节能效果。由于该阀门不需要配置计算机、传感器等设备来进行控制, 故整体投资成本大幅降低。在未来一段时期, 应重点加大对延长该阀门使用寿命方面的研究力度, 这样才能进一步推动其大范围推广应用。
摘要：从阀门的概括性叙述入手, 对纯机械无源控制阀门的研究现状进行了简要分析, 并对基于机械构建的自动控制阀门的设计及控制展开论述, 以期对不依赖计算机和传感器的自动控制阀门的推广应用起到促进作用。
关键词：自动控制,阀门,无源控制,介质
参考文献
[1]裘叶琴.浅析阀门设计领域中的知识构成问题[J].科技创新导报, 2010 (22)
机械阀门 篇2
上海轩衢机电设备有限公司
公司介绍
上海轩衢机电设备有限公司是一家专业机电设备成套商，成立于2005年。地址在上海市长宁区武夷路418弄武定大厦2402室。公司一直致力于机电设备成套的专业化解决方案。公司的进口泵阀事业部专业代理进口手动阀门，平衡阀门，自控阀门，包括蝶阀、闸阀、止回阀、过滤器、减震器、软接头、电动二通阀、一体阀、电动调节阀、静态平衡阀、定流量阀等产品。品牌包括日本TOZEN滔辰, KITZ北泽,Yamato大和,SHOWA昭和,VENN阀天，ARMSTRONG阿姆斯壮，ARI,SPIRAXSARCO斯派萨克，DANFOSS 丹佛斯,TECOFI泰科菲，TYCO泰科，;自控阀门有HONEYWELL, DANFOSS丹佛斯, JOHNSON江森, SIEMENS西门子,SUNKAK昭泰;平衡阀有OVENTROP欧文托普,TA,DANFOSS丹佛斯.水泵有ITT飞力古尔兹, GRUNDFOSS格兰富, WILO威乐,荏原。上海轩衢机电设备有限公司不仅有良好的销售专业人员，而且售前售后服务均采用公司的5S标准，让客户选择轩衢就是选择专业，选择轩衢就是选择省心，我们的宗旨是您只要将系统告诉我们，剩下的事情轩衢替您解决！上海轩衢，您值得信任的伙伴！
机械阀门 篇3
1 箱体零件的基本结构及要求
箱体零件的形状虽然随着机器或部件中的功用不同而有许多变化, 但它们具有一些共同的特点。箱体零件的体积和尺寸一般较大, 形状较复杂, 壁薄且不均匀。其内部常呈空腔形, 从形体上分析, 箱体零件几乎都由各种不同的几何体所组成, 且还会出现各种不同的相贯线和截交线。既可能有不完整的圆锥、圆柱、球形和环形, 又可能有曲线、曲面和斜面, 既有凸缘、凸台, 又有沟槽、油孔, 不规则的内部通道和凹坑等也要比其他零件复杂得多。箱体零件的主要加工表面为平面和孔, 不但尺寸公差和表面粗糙度要求较高, 还有较高的几何公差要求。总之, 箱体零件形状复杂, 测绘难度高, 表达的视图数量多, 是前述测绘零件所没有的。
2 阀体零件测绘及尺寸计算
2.1 根据阀体零件的形状, 可用金属直尺直接测量阀体的长、
宽、高等外形尺寸, 这些尺寸一般为未注公差的尺寸, 直接标出整数尺寸即可。
2.2 用游标卡尺或内径千分尺分别测量上、下平面上各一组3个孔的轴孔直径;
用平板、检验芯轴和用高度游标卡尺测量孔在高度、宽度方向的定位尺寸或孔的中心距;用内外卡钳和金属直尺测量底板安装孔直径、孔间距、螺孔直径和深度等。
2.3 凸缘或凸台形状可如前所述用拓印法测量, 再在纸上实测尺寸。
2.4 祷造箱体的壁厚和加强肋的测绘可按如下方法进行:
祷造变速箱体的内壁应比外壁厚度小, 加强肋的厚度又比内壁小, 以使各壁冷却速度相近。铸造变速箱体的壁厚和加强肋的尺寸, 可用金属直尺和外卡绀相结合测量, 方法非常简便。也可用游标卡尺和垫块测量, 垫块可用较规则的零件 (如螺母) 代替, 无需专门制造。
3 拟定零件表达方案
由于阀体类零件的形状比较复杂, 一般需要用两个以上的基本视图, 视具体情况需要有时还需配备剖视图、断面图、局部剖视和局部放大图等。阀体零件的内部形状通常采用剖视图或断面图来表示, 但由于其外形常常也相当复杂, 有时就需要用到剖视图中再取剖视的表达方法。
本阀体零件的主视图安放位置要尽量与其在机器或部件上的工作位置一致, 还应考虑能较多地反映其各组成部分的形状特征和相对位置的关系。其他视图的选择一般围绕主视图来决定, 可运用各种表达方法, 完整地将阀体零件的形状和相对位置表示清楚, 力求使用最少的视图数量。
3.1 此阀体零件的基本结构是:
直立时分上、下两平板, 平板上各有3个一组的孔。它不是一个封闭体, 上、下两平板呈长方形, 前端削去两个角成60°三角形。中间一个圆孔, 围着3个成一组的孔, 上、下相同。下平板后端较长, 长出的一段呈板状、上有销孔、斜孔和螺纹孔, 其侧面还有螺纹孔。
3.2 由于阀体零件外部形状不规则, 内部有精度较高的孔组, 还有许多销孔、斜孔、螺纹孔等, 所在位置各异。
因此我们用主规图, 俯视图和向视图三个视图来全面表达阀体的结构和形状。
3.3 阀体零件的主视图按其工作位置及形状特征取直立状, 为
表示内外结构采用了全剖视图表示。
3.4 俯视图采用在主视图中段剖开的剖视图表达出平板形状和孔组, 以及肋板形状。
3.5 向视图是为了表达出直立长板上的结构。
向视图上用局部剖视表达侧面螺孔。为表达出平板上的螺孔、销孔和斜孔, 又用剖视符号表示出位置, 在主视图的剖视图上再表达出局部剖视。局部剖视部分均用波浪线画成封闭形。
4 绘制草图
4.1 按前述拟定的, 体零件表达方案, 将零件直立放置, 用主视图、俯视图和向视图再辅以局部视图来表示。
将测量所得的尺寸, 一一标在草图上。
4.2 阀体零件的主视图按其工作位置及形状特征取直立形, 采用
的局部剖视可展示孔组位置, 以及螺纹孔、销孔和斜孔的形状及位置。
4.3 俯视图上应反映出闽体中心孔和3个一组的孔组之间的位置关系, 也展示出上、下平板的形状, 以及肋板的形状和分布。
4.4 向视图表达螺纹孔、销孔、斜孔的大小和位置, 其上采用的局部剖视是用以表示侧面的安装螺孔。
5 阀体零件工作图绘制实例
5.1 基准选择
选择适当比例 (通常尽量采用1:1) , 定出直立孔轴心线为径向尺寸的基准, 高度尺寸以上底座面为基准, 依据已绘制好的草图及查到的轮缘尺寸, 按机械制图规定画出图形。
5.2 尺寸标注
标出上、下平板上中心孔、3个一组的孔的尺寸及其定位尺寸;孔心距之间的尺寸;上、下平板间的尺寸;削去边角后的角度尺寸;螺纹孔、销孔的尺寸等;还有壁厚、圆角和肋板等尺寸。
5.3 尺寸公差选择和标注
上、下平板上3个一组的孔均为配合尺寸, 分别取尺寸公差带为H7;上、下平板间的尺寸为安装尺寸, 有一定的精度要求, 推荐尺寸公差带为js7;螺孔公差带为6H。
5.4 几何公差选择和标注
几何公差标注主要部位的推荐是:考虑加工精度和工作状况, 分别选择上、下平板上3个一组的孔在60°三角形处的两孔公共轴心线作基准;三个一组孔分别对公共轴心线有同轴度要求;上平面和直立长板上的螺纹孔对公共轴心线有垂直度要求等。以上几何公差要求的等级值可选与相对应要素的较高尺寸公差等级同级, 或高、低一个等级的几何公差值。
5.5 技术要求
技术要求的内容主要包括未注圆角、倒角要求;热处理采用时效处理;另有铸件表面质量要求等。阀体零件材料一般选用灰铸铁HT200。
参考文献
[1]张丽.变压器局部放电的在线监测[J].科技风, 2010 (4) .[1]张丽.变压器局部放电的在线监测[J].科技风, 2010 (4) .