閥門屬于壓力管道元件,閥體和閥蓋承受管道內(nèi)介質(zhì)壓力,因此,閥門設(shè)計(jì)必須滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求,而后用強(qiáng)度理論的計(jì)算方法去校驗(yàn)。
閥體壁厚的計(jì)算方法與它的形狀有關(guān),不同類型的閥體,形狀亦有所不同,一個(gè)閥體往往由幾種形狀所組成,即使是同一形狀,尺寸也不一樣,例如低壓閘閥的閥體,通道兩端是圓形的,而中腔卻是橢圓形的,中壓和高壓閘閥的閥體,雖然通道兩端與中腔都是圓形,但圓的內(nèi)徑又不一樣。按說,一個(gè)閥體的計(jì)算要根據(jù)它的形狀和尺寸,一部分一部分地單獨(dú)進(jìn)行,但實(shí)際應(yīng)用上并不需要這樣計(jì)算,因?yàn)榉珠_計(jì)算比較復(fù)雜,并且在一個(gè)閥體中,通常并不取幾個(gè)不同的壁厚。另外需要注意的是:閥體壁厚的計(jì)算除了考慮強(qiáng)度之外,還應(yīng)考慮剛度,否則同樣會(huì)出現(xiàn)因受力變形而破壞的現(xiàn)象。
圓筒形殼體通常都按薄壁或厚壁容器來計(jì)算,即當(dāng)外徑與內(nèi)徑之比小于1.2時(shí),按薄壁計(jì)算,大于1.2時(shí)按厚壁計(jì)算。實(shí)際上,低壓和中壓閥門,一般采用薄壁公式,而鋼制高壓閥門有時(shí)則采用厚壁進(jìn)行計(jì)算。
薄壁閥體
脆性材料閥體對(duì)于用灰鑄鐵及球墨鑄鐵制造的閘閥首先按GB/T12232—2005《通用閥門法蘭連接鐵制閘閥》標(biāo)準(zhǔn)查出最小壁厚。然后按第一強(qiáng)度理論壁厚計(jì)算式進(jìn)行驗(yàn)算;對(duì)于用灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵制的螺紋聯(lián)接和法蘭連接的截止閥、節(jié)流閥、柱塞閥和升降式止回閥首先按GB/T 12233—2004《通用閥門 鐵制截止閥與升降式止回閥》標(biāo)準(zhǔn)查出標(biāo)準(zhǔn)中給出的最小壁厚,然后按第一強(qiáng)度理論壁厚計(jì)算式進(jìn)行驗(yàn)算。
第一強(qiáng)度理論脆性材料壁厚(mm)計(jì)算式:

式中DN——閥體中腔最大內(nèi)徑(mm);根據(jù)結(jié)構(gòu)需要選定;
P——設(shè)計(jì)壓力一般取公稱壓力PN(MPa);
tB———考慮附加裕量后閥體的壁厚(mm);
[σL]——材料許用拉應(yīng)力(MPa);
C——考慮鑄造偏差、工藝性和介質(zhì)腐蝕等因素而附加的裕量(mm);
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