電動(dòng)閥門緩沖裝置設(shè)計(jì)

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

1、概述

　　電動(dòng)閥門緩沖裝置主要用于吸收閥門快速啟閉時(shí)的慣性沖擊載荷，也可在介質(zhì)溫度變化較大時(shí)對(duì)閥桿熱脹冷縮進(jìn)行位移補(bǔ)償。電動(dòng)閥門緩沖裝置通常設(shè)置于推力型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥桿螺母必須在閥門的支架上。這種情況下電動(dòng)閥門的緩沖裝置就必須設(shè)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(jiǎn)稱緩沖裝置) 的設(shè)計(jì)。

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(shí)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)閥桿螺母旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)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(dòng)閥桿上下運(yùn)動(dòng)。

　　碟形彈簧起到吸收慣性沖擊載荷及位移補(bǔ)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(bǔ)償?shù)墓δ�，緩沖裝置具有更廣的適用性。真空技術(shù)網(wǎng)(http://m.genius-power.com/)認(rèn)為與傳統(tǒng)閥門軸承箱內(nèi)僅設(shè)置推力球軸承不同，在閥桿螺母兩端增設(shè)了深溝球軸承，以保證閥桿螺母相對(duì)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。

圖1 緩沖裝置

3、設(shè)計(jì)

　　目前，電動(dòng)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(biāo)段規(guī)范書SNG-PV01-Z0-001 要求，閘閥閥桿動(dòng)作速度大于61cm /min，截止閥閥桿動(dòng)作速度大于20cm/min，閥門工作溫度變化大于111℃ 時(shí)，必須使用緩沖裝置。緩沖裝置中各零件的軸向間隙應(yīng)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(duì)運(yùn)動(dòng)表面應(yīng)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(jì)算及選取至關(guān)重要。當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)位置由行程開關(guān)控制時(shí)，碟形彈簧組的負(fù)載等于閥門的最大軸向力。當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)位置由扭矩開關(guān)控制時(shí)，碟形彈簧組的負(fù)載等于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)定扭矩下的軸向力。通常碟形彈簧組的負(fù)載不應(yīng)大于其許用載荷的70%。如果閥門工作溫度變化范圍較大時(shí)，應(yīng)考慮閥桿位移補(bǔ)償，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)放大碟形彈簧組載荷余量解決位移補(bǔ)償?shù)膯栴}。為避免閥桿螺母在軸承箱內(nèi)上下竄動(dòng)過大，從而劃傷相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面，碟形彈簧組在閥門空載時(shí)應(yīng)處于預(yù)壓縮狀態(tài)，預(yù)壓縮量應(yīng)考慮裝配的便捷性，不應(yīng)過大。

　　3.2、軸承選型

　　傳動(dòng)軸處的推力球軸承主要承受傳動(dòng)軸自重以及傳動(dòng)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(hào)。閥桿螺母處的推力球軸承最大負(fù)載等于碟形彈簧組的負(fù)載。閥桿螺母處的推力球軸承可根據(jù)計(jì)算選型。

　　閥桿螺母處的深溝球軸承僅承受閥門各零件裝配和加工誤差引起的徑向載荷，在滿足可裝配的前提下，真空技術(shù)網(wǎng)(http://m.genius-power.com/)認(rèn)為應(yīng)盡量選擇小的軸承型號(hào)。

4、結(jié)語

　　目前，化工裝置、核電站等對(duì)管路系統(tǒng)的可靠性要求越來越高，閥門是管路系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，因此相應(yīng)的提高了閥門的可靠性要求。在一些特定工況下，緩沖裝置可有效的提高閥門運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性，其應(yīng)用前景廣泛。