鑄鐵閘閥的設(shè)計

　1.6MPaDN300～DN1000英標(biāo)鑄鐵閘閥的設(shè)計

　　闡述了1.6MPaDN300～DN1000英標(biāo)鑄鐵閘閥的結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計計算、設(shè)計驗證——型式試驗。

　　英標(biāo)鑄鐵閘閥設(shè)計設(shè)計驗證

　　1 概述

　　BS5163、BS51501.6MPaDN300～DNl000英標(biāo)鑄鐵閘閥，在英國、新加坡、馬來西亞和中東一些國家的供水管道和工業(yè)管道上被廣泛使用，其結(jié)構(gòu)特點見：開式齒輪傳動閘閥見圖1；閉式齒輪傳動閘閥見圖2。

　　本文著重闡述了1.6MPaDN300～1000英標(biāo)鑄鐵閘閥的閥體壁厚、閥蓋壁厚、閘板壁厚、閥桿直徑的設(shè)計計算和設(shè)計驗證——型式試驗。

　　2 設(shè)計

　　2.1閥體壁厚的設(shè)計計算

　　BS5163、BS5150標(biāo)推中并未給出殼體zui小壁厚的數(shù)據(jù)，設(shè)計時，必須對閥體壁厚進(jìn)行設(shè)計計算。

　　設(shè)計時，將閥體中腔的截面形狀設(shè)計為近似橢圓形，見圖3，其壁厚S′B1的設(shè)計計算，是用橢圓形壁厚的計算公式導(dǎo)出的計算公式：式中K——近似橢圓形截面閥體壁厚系數(shù)，其中DN300～DN500，K取1.13，DN600～DNl000，K取1.07；

　　P——介質(zhì)壓力，設(shè)計時，P取1.6MPa；

　　a——近似橢圓形截面的長軸（mm）；

　　——鑄鐵（HT250）許用拉應(yīng)力，取35.28MPa；

　　C——腐蝕余量，C取5（mm）。

　　DN300～DN1000閥體zui小壁厚的設(shè)計計算結(jié)果見表1。

　　設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，閥體壁厚的設(shè)計，除了考慮閥體強(qiáng)度之外，還應(yīng)考慮閥體的剛度，即應(yīng)將閥體體腔的變形（指在1.6MPa介質(zhì)壓力的作用下）控制在0.001DN范圍之內(nèi)，否則，閥體會因受力變形而無法達(dá)到密封。

　　解決閥體剛度的方法見圖1，在閥體的外部、內(nèi)腔設(shè)計加強(qiáng)筋，且閥體外部的加強(qiáng)筋與閥體的端法蘭相連接，來達(dá)到增加閥體的剛性，必要時可設(shè)計成不等壁厚，即增加閥體近似橢圓形截面中腔部分的壁厚。

　　2.2 閥蓋壁厚的設(shè)計

　　設(shè)計時，閥蓋壁厚S′B2通常不再進(jìn)行設(shè)計計算，直接取閥體壁厚的0.95作為閥蓋的壁厚。DN300～DN1000閥蓋zui小壁厚數(shù)據(jù)見表2；閥蓋加強(qiáng)筋的設(shè)計見圖1。

　　2.3 閘板壁厚的設(shè)計計算

　　BS5163、BS5150標(biāo)準(zhǔn)中，同樣未給出閘板zui小壁厚的數(shù)據(jù)，設(shè)計時，必須對閘板壁厚S′B3進(jìn)行設(shè)計計算，其計算公式如下：式中d——通徑（mm）；

　　P——介質(zhì)壓力，設(shè)計時，P取1.6MPa；

　　——鑄鐵（HT250）許用彎曲應(yīng)力，取56.84MPa；

　　C——腐蝕余量，C取3（mm）。

　　DN300～DN1000閘板zui小壁厚的設(shè)計計算結(jié)果見表3。

　　2.4閥桿直徑的設(shè)計計算

　　BS5163、BS5150標(biāo)準(zhǔn)中，同樣未給出閥桿zui小直