球阀设计大致过程

本科课程设计

题目：过程流体机械课程设计学院：机械与自动控制学院专业班级：过程装备与控制工程姓名：学号：

二O一六年七月

目录

摘要..........................................................I 第一章工作原理和设计方法.. (1)

1.1 工作原理 (1)

1.2 设计方法 (1)

1.2.1 球阀结构 (1)

1.2.2 球阀材料 (2)

1.2.3 阀体 (3)

1.2.4 球体 (4)

1.2.5 阀杆 (4)

第二章球阀尺寸计算 (6)

2.1 阀体 (6)

2.2 阀杆 (6)

2.2.1 阀杆尺寸 (6)

2.3 球体尺寸计算 (6)

2.4 密封比压 (6)

2.5 球阀转矩 (9)

2.6 法兰螺栓校核 (10)

2.7 法兰选型 (11)

第三章数值模拟计算方法 (12)

3.1 数学模型 (12)

3.2 网格划分 (13)

3.3 边界条件 (14)

3.4 CFD使用步骤 (14)

第四章管道内流体模拟结果分析 (15)

4.1 球阀在不同相对开度时的速度分析 (15)

4.2 球阀在不同相对开度时的压力分析 (16)

4.3 球阀在不同相对开度时的流量系数分析 (17)

球阀课程设计 打印

机械CAD/CAM课程设计说明书球阀三维数字化造型设计 姓名 班级 学号 指导教师闫航瑞 2015年月日

1、目的和意义 机械CAD/CAM(Pro/E)课程设计是工科院校学生在大学期间利用已学过的知识第一次比较全面的、具有实际内容和意义的课程设计，也是机械CAD/CAM(Pro/E)课程的一个重要的实践教学环节。机械CAD/CAM(Pro/E)课程设计是将知识转化为能力的桥梁，其主要目的是进一步巩固和加深学生所学的理论知识，并将其系统化；培养学生综合运用所学知识独立解决实际问题的能力和初步培养学生进行创新设计的能力；使学生掌握三维实体基本造型设计、三维曲面造型及装配设计，并在实物和三维数字化造型方面受到一次比较全面的训练。 2、课题分析 （一）球阀的结构及工作原理 球阀主要由阀体、球体、阀杆、阀芯、密封圈和省力机构等几部分主要零件构成。下面对上述几个重要零件的设计进行设计计算。图示球阀结构图 球阀的工作原理：以球体作为关闭件的阀门称作球阀。球阀它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。 （二）球阀的类型 球阀的结构形式和品种规格非常之多，根据其用途和特点大致可分为以下几种：1、按球体的支撑方式分为浮动球球阀和固定球球阀两类：1）浮动球球阀其主

要特点是球体无支撑轴球体以阀门进出口两端的阀座为支撑。阀杆与球体为活动链接，因此这种球阀的球体被两阀座夹持其中而呈“浮动”状态。2）固定球球阀：其特点是球体与上下阀杆连成一体，球体可沿与阀门通道相垂直的轴线自由转动，但不能沿通道轴线移动。因而，固定球球阀的转矩小，阀座变形小，密封性能稳定，使用寿命长，适用于高压，大通径的场合。 2、按球体的安装方式可分为顶装式，底装式，侧装式及斜装式四种。 3、按球阀与管道的连接形式可分为法兰连接球阀，内螺纹和 外螺纹连接球阀和焊接连接球阀四种。其中法兰连接球阀又分为整体法兰连接球阀，螺纹法兰连接球阀，对夹式法兰连接球阀和焊接法兰连接球阀。 4、按驱动方式可分为手动，气动，液动和电动球阀。其中手动球阀又分为带与不带驱动机构两种。气动球阀又分为活塞气缸式和旋转叶片式两种。此外还有组合式球阀，如电液联动和气液联动球阀。 5、按球体结构可分为整体球球阀，半球体球阀，截球体球阀三种。其中截球体球阀又分为弓形和扇形截球体球阀。 （三）球阀的主要特点 球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点： 1．流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。 2．结构简单、体积小、重量轻。 3．紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。 4．操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。 5．维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。 6．在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。 7．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。 其主要缺点： 1）因为球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯，它对几乎所有的化学物质都有是惰性的，且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点。但聚四氟乙烯的物理特性，包括较高的膨胀系数，对冷流的敏感性和不良的热传导性，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。所以，当密封材料变硬时，密封的可靠性就受到破坏。而且，聚四氟乙烯的耐温等级较低，只能在小于180℃情况下使用。超过此温度，密封材料就会老化。而考虑长期使用的情况下，一般只会在120℃不使用。 2）它的调节性能相对于截止阀要差一些，尤其是气动阀（或电动阀）。（四）球阀的适用原则 1）石油、天然气的输送主管线、需要清扫管线的，又需埋设在地下的，选用全通经、全焊接结构的球阀；埋设在地上的，选择全通经焊接连接或法兰连接的球阀；支管，选用法兰连接、焊接连接，全通经或缩径的球阀。 2）成品油的输送管线和贮存设备，选用法兰连接的球阀。 3）城市煤气和天然气的管路上，选用法兰连接和内螺纹连接的浮动球阀。

球阀使用维护说明书

球阀使用维护说明书

. . .. .资料. . . 浮动球阀结构示意图 固定球阀结构示意图 LOC K

一、用途 本系列阀门安装在水、汽、天然气、煤气、油品等介质管道上作为接通和截断用。 二、特点 （一）浮动球阀 1. 阀门采用中部法兰及PTFE(聚四氟乙烯)或PPL（对位聚苯）垫片的密封结构，浮动球，两端法兰连接，扳 手操作或蜗轮、气动、电动操作，亦可配置信号装置，实现远程控制。 2. 阀座为PTFE(聚四氟乙烯)或PPL（对位聚苯），其摩擦系数小，能有效的降低球阀的开关力矩。 3. 阀杆经调质处理，有良好的机械性能和抗擦伤性。 4. 可根据使用工况或用户要求设置防火防静电结构，还可以带锁，防止误操作。 （二）固定球阀 1. 阀门采用中部法兰及金属石墨缠绕垫片或O形圈的密封结构，固定球，两端法兰连接。 2. 阀座为摩擦系数小且有自润滑和耐腐蚀的PTFE(聚四氟乙烯)或PPL（对位聚苯）。阀座支承圈用浮动结构， 弹簧作用力可使阀门在低压情况下密封。 3. 阀杆经调质处理，有良好的机械性能和抗擦伤性。 4. 有上下阀杆承受主要载荷，所以在关闭位置，球与阀座之间的受载情况得到缓解，保护了密封副免受损伤。 5. 该阀门根据用户要求可设置注脂装置。 6. 双阻断及泄放功能：阀门采用阀前密封，两个阀座能独立切断进口端和出口端的介质，实现双阻断功能； 当球阀关闭时，即使阀门进出口两端同时受压，阀门中腔和两端通道也可以被相互阻断，中腔的剩余介质可以通过泄放阀排出。 三、主要零件材料 四、主要性能规及相关标准 （一）、主要性能规

（二）、相关标准 1、设计制造标准：GB/T 12237-2007；API 6D、BS5351 2、结构长度：QB/YX-2007（企业标准）； GB/T12221-2005 ；ANSI B16.10 -2- 3、法兰的结构型式及尺寸：JB/T 79-1994 ；ANSI B16.5、ANSI B16.47 4、阀门的检验与压力试验：JB/T 9092-1999；API 598 五、安装使用与维护保养 1、安装使用 1.1安装前应仔细核对阀门铭牌容，保证阀门的类型，尺寸、阀座材料、使用温度等额定值符合管道的使用情 况。 1.2安装使用前最好能对球阀所有连接处的螺栓进行检查，保证其已均匀拧紧。并检查填料是否压紧而又密封。 1.3安装前应对管线进行清扫，去除管线中油污，焊渣等杂质。 1.4阀门在搬运中应轻取轻放，禁止抛扔或跌落。 1.5大型阀门应安装固定支架，保证阀门安装后，整条管线的稳定性和安全性。 1.6阀门安装时，应取下阀门两端的防尘盖。 1.7阀门往管道上安装时，在法兰间应垫进合适的垫片，取相应的规格的螺栓把法兰对角均匀拧紧。 1.8如阀门安装后发现阀杆密封处有渗漏，可能是在运输过程中震动和温度变化引起填料松弛，拧紧填料压盖 螺母即可，并注意给填料加润滑油，以减轻操作力矩。 1.9阀门的开启和关闭由手柄（手轮）来控制，当顺时针旋转手柄（手轮）时球体在阀杆的作用下顺时针旋转 运动关闭阀门，逆时针则旋转手柄（手轮）则开启阀门。 1.10阀门可安装在任意位置，介质可从任意端进入。 1.11如阀门为非手动装置，必须设置好执行机构的空间位置，以便在意外情况的人工操作及维修，并在正式投 产前对电动驱动装置进行检查和测试。 2、储存与维护保养 2.1在干燥通风的室，两端应盖上防尘盖，以保证阀门的腔清洁。 2.2长期存放应在阀门密封面涂防锈油，并定期检查。 2.3 大型阀门存放在室外保管时，应将其支撑起来，不要与地面接触，并用塑料薄腊覆盖保护。

球阀设计大致过程

本科课程设计 令狐采学 题目：过程流体机械课程设计 学院：机械与自动控制学院 专业班级：过程装备与控制工程 姓名：学号： 二O一六年七月 目录 摘要· ·························································I 第一章工作原理和设计方法 (1) 1.1 工作原理 (1) 1.2 设计方法 (1)

1.2.1 球阀结构 (1) 1.2.2 球阀材料 (2) 1.2.3 阀体 (3) 1.2.4 球体 (4) 1.2.5 阀杆 (4) 第二章球阀尺寸计算 (6) 2.1 阀体 (6) 2.2 阀

杆 (6) 2.2.1 阀杆尺 寸······················· (6) 2.3 球体尺寸计算 (6) 2.4密封比压 (6) 2.5球阀转矩 (9) 2.6法兰螺栓校核 (10) 2.7法兰选型 (11) 第三章数值模拟计算方法··························

(12) 3.1 数学模型 (12) 3.2 网格划分 (13) 3.3 边界条件 (14) 3.4CFD使用步骤 (14) 第四章管道内流体模拟结果分析 (15) 4.1 球阀在不同相对开度时的速度分析 (15) 4.2 球阀在不同相对开度时的压力分析 (16) 4.3 球阀在不同相对开度时的流量系数分

析 (17) 第五章总结······················································· 参考文献··························································

球阀设计(毕业论文)

第一章绪论 1.1球阀简介 球阀问世于20世纪50年代，随着科学技术的飞速发展，生产工艺及产品结构的的不断改进，在短短的40年时间里，已迅速发展成为一种主要的阀类。在西方国家工业发达的国家，球阀的使用正在逐年不断的上升，在我国，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。 球阀主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换，同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。 1.2球阀的工作原理 球阀它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用，如V型球阀。 球阀的主要特点是本身结构紧凑，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。 1.3球阀的特点 1．流体阻力小，全通径的球阀基本没有流阻。

2．结构简单、体积小、重量轻。 3．紧密可靠。它有两个密封面，而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，能实现完全密封。在真空系统中也已广泛使用。 4．操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。 5．维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。 6．在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。 7．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。 8．由于球阀在启闭过程中有擦拭性，所以可用于带悬浮固体颗粒的介质中。 1.4球阀的分类 球阀分有：浮动球球阀、固定球球阀、轨道球阀、V型球阀、三通球阀、不锈钢球阀、锻钢球阀、卸灰球阀、抗硫球阀、三通球阀、气动球阀、电动球阀、卡套球阀、焊接球阀。 按壳体/主体材料分类，球阀可分为： 1. 金属材料阀门：如碳钢阀门、合金钢阀门、不锈钢阀门、铸铁阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门等。 2. 金属阀体衬里阀门：如衬胶阀门、衬氟阀门、衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。 3. 非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃阀门、塑料阀门。 国内生产球阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。主要分以下几个大类：（1）以JB／T2203－1999《球阀结构长度》为主的通用类。目前国内大多数球阀生产厂家均按本标准设计生产。如上海良众阀门有限公司、浙江罗浮锅炉附件厂、杭州阀门厂、、上海阀门厂、开封高压阀门厂、海安阀门厂等。但本标准也不尽完美，规格不全，浮动式球阀最大公称通径为DN1200，固定式球阀最大公称通径DN2000。根据厂所生产的阀门规格及掌握的资料来看，目前浮动式球阀公称通径最小为DN6，固定式球阀公称通径最小为DN50。经考证，各厂家

球阀的毕业设计

前言 近年来，高等职业教育迅速发展。为我国的职业教育事业带来了蓬勃生机，数控技术及应用作为一门新兴行业，在国内外机械加工中，具有举足轻重的地位。数控机床作为一种高智能产品，它以结构灵活多变，加工精度高，生产效率高，质量稳定，特别适应多品种，小批量，产品更新周期快的特点，深受广大生产企业的青睐。作为一名毕业生，经过三年的职业教育，按照老师的要求，综合运用所学知识，通过查找资料，能否保质保量地完成毕业设计任务，是检验毕业生合格与否标准。本人经过周密思考，认真总结，仔细筛选，决定设计球阀，它综合运用了所学专业知识，充分运用了数控机床加工的各项功能，具有典型代表性。设计内容包括：1摘要，2目录， 3球阀及各部件的功用与用途，4三维建模造型图5结论与张望6参考文献。

第一章绪论 1.1 课题研究的背景 1.1.1 国内外控制阀的发展现状 从19世纪控制阀应用在蒸汽机开始直到今天，控制阀已经发展成为全球年产值约为200亿美元的产业，而且随着全球性工业化的发展，保持着稳定的增长。目前，全球的控制阀市场如同大部分工业品一样被三个经济体瓜分，分别是美国为代表的北美经济体，以德国、英国、法国为代表的欧盟地区，和以日本为代表的亚太地区。 美国作为世界上的头号经济强国，美国的阀门工业从二战后初期的全球一半产值下降到现在的30%左右，仍然是全球的最大的阀门供应商。据美国阀门协会统计，美国阀门协会有超过110家企业，年产值超过40亿美元。随着美国公司国际化程度的不断加强，阀门企业开始通过收购本土以及世界其它国家的企业来扩大自己的市场份额，增强竞争力。由于企业之间的收购不断加剧，如今美国的阀门企业多数属于某个超大型跨国公司的一部分。著名的TYCO流体控制公司是年度销售额340亿美元的TYCO国际的子公司；MASONEILAN公司是DRESSER工业公司的一部分，其年销售额超过3亿美元；1984年就在中国开展业务的FISHER 控制阀由于进入中国较早，其产品已经成为中国教科书的样板，其母公司EMMERSON集团的销售额已超过140亿美元。 德国作为欧盟经济体的火车头，德国的经济在二战后得到了迅速的恢复，德国产品凭借其优良的质量迅速占领了欧洲市场，并随着中国的对外开放来到了中国。目前德国的阀门生产企业有170多家，产值超过22亿欧元，其中出口率为50%左右。德国的阀门企业一直保持着中小型私营企业的特点，目前刚刚开始类似美国的企业并购，但还没有形成类似美国的大的跨国公司。德国的控制阀企业多数属于专业性很强的公司，在某一类产品的研究、设计制造方面都有自己的独到之处。SAMSON公司作为德国控制阀行业的领军者，销售额超过4亿欧元，从1909年发明的波纹管开始，一直在控制阀领域保持技术和质量的领先。AUMA公司是世界上最大的专业生产控制阀用的电动执行器的企业之一，销售额在1.5亿欧元左右，其在电动执行机构上的技术领先使其保持着巨大的竞争优势。

球阀设计计算书

球阀设计计算书 产品名称固定球阀 10STQ3R59CG 设计计算书 目录 阀体壁厚验算1 阀盖壁厚验算2 密封面上的计算比压3 133倍中腔泄压能力的计算4 阀杆启闭扭矩的计算5 阀杆强度验算 7 阀杆扭转变形的计算8 阀杆键连接强度验算9 中法兰螺栓强度验算10 流量系数计算11 吊耳的强度计算12 参考资料 API 6D 管道阀门 ASME B1634 阀门法兰螺纹和焊端连接的阀门 ASME 锅炉与压力容器规范第Ⅱ卷 ASME 锅炉与压力容器规范第Ⅷ卷 API 600 钢制闸阀法兰和对焊连接端螺栓连接阀盖说明

以公称压力作为计算压力 对壳体壁厚的选取在满足计算壁厚的前提下按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整数已具裕度 涉及的材料许用应力值按-29～38℃时选取 适用介质为水油气等介质 不考虑地震载荷风载荷等自然因数 瞬间压力不得超过使用温度下允许压力11倍 管路中应安装安全装置以防止压力超过使用下的允许压力 型号 10STQ3R59CG 简 图零件名称阀体材料牌号ASTM A105 计算内容壁厚验算根据ASME1634 序号计算数据名称符号公式数值单位 1 壳体计算壁厚 t1 15Pcd 2S-12Pc 1238 mm 2 计算压力Pc 设计给定300 psi 3计算内径 d d d0 254 mm 4 基本应力系数S 设计给定7000 psi 5 附加厚度 C 设计给定40 mm 6 阀体标准厚度tm ASTM B1634 84 mm 7 阀座外径DH 设计给定270 mm 8 理论内径 d Dn15 180 mm 9 公称内径d0 设计给定 254 mm 10 阀体实际壁厚t 设计给定25 mm ASTM A216 WCB材料许用应力取值 1 常温下抗拉强度35 Re2035 200000 psi 2 常温下抗拉强度查ASME-Ⅱ-D 70000 psi 3 常温下屈服强度15 Rm2015 240000 psi 4 常温下屈服强度查ASME-Ⅱ-D 36000 psi Re2035＞7000 Rm2015＞7000 取基本应力系数7000满足要求结论 t＞t1 t＞tm

球阀工程图学实践说明书

. 《工程图学实践》说明书 一、目的和任务 目的： 进行测绘的目的是综合运用工程图学课程的知识，进行比较系统的制图实践，使学生理论联系实际，掌握部件测绘的工作程序，掌握手工绘图、仪器绘图及计算机绘图的能力，熟悉装配图和零件图的表达方案的选择，合理地进行尺寸的标注，合理编写零件图的技术要求，为后续的毕业设计打下良好的基础。 任务： 1、视图表达合理，图样画法符合机械制图国家标准； 2、尺寸标注正确、完整、清晰、合理，字体工整； 3、技术要求（尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材料等）可参照同类型的生产图样或相关手册进行类比确定； 4、零件草图应按目测徒手绘出； 5、正确地使用测绘工具，计算出有关尺寸，编写技术要求，绘制正规的零件工作图； 6、充分了解球阀的工作原理、结构特点、装配关系，根据装配示意

图，画出球阀的装配图。 二、时间进度安排 （1）球阀的拆卸与安装（组内共4人，小组内轮流拆卸）。 （2）测绘常用件及一般零件中的阀体、阀盖、阀杆、扳手的一些相关尺寸。 专业资料． . （3）绘制各个零件的草图（参照最原始的测量数据） （4）根据自己测量的数据，然后在数据圆整后，完成球阀所有零件的建模（必要时进行数据优化）。 （5）阀体、阀盖、阀杆、扳手等零件图绘制。 （6）部件装配图的绘制。 （7）编写说明书。 三、球阀的工作原理 “阀”是管道系统中用来启闭或调节流体流量的部件，“球阀”是“阀”的一种，它的阀芯是球形的。该球阀由阀体、阀盖、阀芯、阀杆、扳手、螺钉、密封圈等零件组成，其中螺钉是标准件。 球阀的装配关系是：阀体与阀盖均带有方形凸缘，用四个螺钉连接。阀杆下部有凸块，榫接阀芯上的凹槽。 球阀的工作原理：用扳手带动阀杆旋转，从而实现开启、截流和断流。阀体的材料选用铸钢，毛坯是铸件，但其内、外表面都有一部分需要

10全焊接固定球阀的设计与计算-陆培文

全焊接固定球阀的设计与计算 陆培文 （原北京市阀门总厂） 根据GB/T 19672-2005、GB/T 20173-2006和美国石油学会标准API 6D-2008、国际标准化组织标准ISO14313:2007标准规定。固定球球阀为双阀座阀门、对于双阀座阀门分：单向密封、双向密封、双阀座双向密封、双阀座一个阀座单向密封一个阀座双向密封，双截断-泄放阀，如图1所示。 单向密封阀门——设计在一个方向密封 的阀门。 双向密封阀门——设计在两个方向都能 密封的阀门。 双隔离-泄放阀DIB-1(双阀座双向密 封)——双阀座、每个阀座均能达到双向密封。 双隔离-泄放阀DIB-2（双阀座一个阀座单 向密封一个阀座双向密封）——双阀座，一个 为单方向密封阀座，一个为两个方向都能密封 的阀座。 双截断-泄放阀DBB——在关闭位置时， 具有双密封副的阀门，当两密封副间的体腔通 大气或排空时，阀门体腔两端的介质流动应被 切断。 标准还要求密封试验时，应为进口端阀座 密封。图1 固定球球阀阀座密封分类 1 全焊接固定球球阀通道直径的确定 在设计计算全焊接固定球球阀时，首先要确定阀体的通道直径，以便作为其他部位计算的基础。球体通到底最小直径要符合相应标准的规定。设计国标全焊接固定球球阀时，全通径球阀的最小通径应符合GB/T 19672-2005《管线阀门技术条件》或GB/T20173-2006《石油、天然气工业—管线输送系统—管线阀门》标准规定。设计美标全焊接固定球球阀时，全通径球阀的最小通径应符合API6D-2008/ISO14313:2007《石油、天然气工业—管道输送系统—管道阀门》标准规定。对于全焊接缩径固定球球阀，标准规定对于公称尺寸≤DN300(NPS12)的球阀，球阀公称尺寸的孔径缩小一个规格，按标准规定内径；对于公称尺寸DN350（NPS14）～DN600(NPS24)的球阀，球阀的公称尺寸的孔径缩小两个规格，按标准规定的内径尺寸；对于公称尺寸＞DN600(NPS24)的球阀，应和用户商定。对于没有标准规定的全焊接球阀，通常球体通道的截面积应不小于管道额定截面积的60%，设计成缩径形式，这样可以减小球阀的结构，减轻重量，减小阀座密封面上的作用力和启、闭转矩。一般采用球阀公称尺寸DN与球体通道直径之比等于0.78。此时，球阀的阻力不会过大。 2 球体半径的确定

球阀物流与设施规划课程设计

目录 一、绪论 (1) 二、基本要素分析 (1) 1、球阀结构及参 数 (3) 2、作业单位划分情 况 (4) 3、工艺过程分 析 (9) 三、物流分析 (9) 1、产品工艺过程分析 (9) 分析给定的工艺过程表 (10) 各个自制零部件工艺过程图 (12) 产品总的工艺过程图 (12) 产品产量分析 (13) 2、物流强度分析 (13) 作业单位之间的物流强度 (14) 各单位之间物流强度统计图 (14) 绘制从至

表 (15) 作业单位物流相关原始分析 (15) 四、作业单位非物流相关分析 (17) 五、作业单位综合相关分析 (17) 1、选取加权值 (17) 2、相互关系计算 (18) 3、综合物流相关等级表 (19) 4、作业单位综合关系 (20) 六、作业单位相关分析 (20) 1、综合接近程度排序 (21) 2、绘制作业单位位置相关图 (22) 七、作业单位面积相关分析 (23) 1、作业单位面积相关图 (23) 2、方案一 (24) 3、方案

二 (25) 4、方案三 (26) 八、评价方案并择优 (26) 1、计算权重 (26) 2、评选方案 (27) 九、总结 (27) 十、参考文献 (27)

一、绪论 设施规则与物流分析是工业工程专业一门重要的主干专业课程。设施规划是工业工程学科中公认的重要研究领域和分支之一。设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。 工厂作为一个生产工具系统是由人员、设备、技术等多种因素所构成，整个系统的效益即总投入与总产出之比应尽可能达到最高水平。因此，工厂布置设计就是一项多因素、多目标的系统优化设计课题。 由于社会需要的多样性，生产不同产品工厂的模式必然存在着差异，这就给工厂布置设计带来了难题。系统布置设计（SLP）方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力极强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。这种方法为设施设计人员与生产工具管理人员广泛采用，实践效果良好。系统布置设计不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序。学习和掌握系统布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。 二、基本要素分析 1、球阀结构及参数 球阀是由旋塞演变而来的，它的启闭件作为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90o实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。球阀不仅结构简单、密封性能好，而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭。 球阀装配图如下图所示：

QF球阀使用说明书

固定球阀 Q347F-40 产 品 使 用 说 明

尊敬的用户： 非常感谢你选择使用本公司钢制球阀系列产品。本公司集阀门产品的设计、开发、制造、安装和销售服务于一体，对所有阀门产品的质量、售后服务有了全面保障。现对阀门产品的结构特点、工作原理、设计制造标准、技术性能参数等做出详细的说明。请你务必在安装使用本公司产品前详细阅读《使用说明书》，确保你在安装使用时更加便利。如果你在阀门使用过程中有何疑难问题，请致电本公司售后服务部。

1,用途和性能规范 1．1用途 a、本产品主要用于气体、液体介质管路上作启闭器，接通或截断介质，具有流阻 小，启闭较省力等优点。 b、适用范围：化工、石油、冶金、造纸、制药等行业。 1 1．3阀门最大工作压力额定值（压力-温度基准） 表中温度是指工作状态下管路介质的温度，表中压力是持续无冲击压力 2 采用标准 2．1设计制造按GB/T 12237的规定； 2．2检验和试验按GB/T 13927或JB/T9092的规定； 2．3法兰尺寸按JB/T79的规定； 2．4结构长度按GB/T 12221的规定； 3 结构特点和使用原理 3．1结构及主要外形尺寸参见简图 3．2本阀靠旋转手轮使阀杆转动而带动球转动来达到启闭目的。 3．3本阀门关闭时手柄按顺时针方向旋转（操作器上设有开关标记）。 3．4本阀门采用PTFE阀座，工艺简单、密封更换方便。 3．5采用A105套球对PTFE软密封，关闭力矩小，易密封。 3．6采用可换式密封结构，维修方便。 3．7球阀的阀座具有自泄压作用从而保证阀门中腔的泄压。 — 1 —

1 底盖 2 下阀杆 3阀体 4 阀座组件 5 阀盖 6球体 7 滑动轴承 8上阀杆 9 滑动轴承 10螺栓11螺母 12压套 13填料 14连接盘 15执行器 4 阀门主要零件材料 5 阀门主要连接尺寸 — ２ — 零件名称 阀体 阀盖 上阀杆下阀杆 阀座 组件 球体 滑动轴承 螺栓 螺母 平键 所用材料 A105 2Cr13 A105+ PTFE A3+ENP 304+PTFE 35 45 45 口径 L D ?1 n-d ?2 ?3 f f1 b DN150 559 350 290 12-?34 250 204 3 4.5 46

Q球阀设计计算说明书

目录 阀体壁厚验算 (1) 密封面比压验算 (2) 阀杆总转矩及圆周力 (3) 阀杆头部强度验算 (5) 中法兰螺栓强度验算 (6) 阀体中法兰强度验算 (9) 参考资料 1、API 6D………………………………………………………………管道阀门 2、ASME B16.34…………………………………阀门—法兰、螺纹和焊端连接的阀门 3、ASME B16.5…………………………………管道法兰和法兰管件—NPS1/2~NPS24 4、机械工业出版社………………………………………《阀门设计手册》 5、机械工业出版社………………………………………《实用阀门设计手册》 6、ASME 第二卷 D篇………………………………………锅炉及压力容器规范材料规范 7、ASME VIII第一册………………………………………压力容器建造规则 8、机械工业出版社………………………………………《阀门设计入门与精通》 说明 1、以公称压力作为计算压力 2、对壳体壁厚的选取，在满足计算壁厚的前提下，按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整 数，已具裕度 3、涉及的材料许用应力值按-29～200℃时选取 4、适用介质为水、油、气等介质 5、不考虑地震载荷、风载荷等自然因数 6、瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍 7、管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力

简 图 零件名称 阀 座 材料牌号 PTFE 计算内容 密封面比压验算 根 据 《实用阀门设计手册》 序号 计算数据名称 符号 公 式 数 值 单位 1 密封面外径 D MW 设计给定 119 mm 2 密封面内径 D MN 设计给定 108 mm 3 密封面宽度 bm 设计给定 5.5 mm 4 计算压力 P PN 设计给定 2.0 MPa 5 密封面必须比压 q MF 查手册表3-13 4.85 MPa 6 密封面计算比压 q ()4() MW MN MW MN D D P D D +- 10.318 MPa 7 密封面许用比压 [q] 查手册表4-66（阀门设计手册Pg428） 15 MPa 结论： 〔q 〕≥q ≥q MF 合格

球阀说明书

管线球阀 Q41F-Cl. NPS 使用说明书 成都航利阀门成套设备有限公司 2009.11

附件一：阀门数据表 第 1 页 共 11 页 1.用途和性能规范 1.1用途和产品范围 管线球阀产品广泛应用于石油、天然气工业管道传输系统，用来接通或阻断管路中的介质。 本使用说明书涉及的管线球阀产品主要有浮动球阀、固定球阀。根据使用规格的不同进行选择。 1.2性能规范 适用压力：Class150～Class900 适用规格：NPS2～NPS16 适用介质：石油、天然气、水等 适用温度：-101-121℃（超低温） -46-121℃（普通低温） -29-121℃（常 温） 普通性能试验规范： ●阀门试验规范(API 6D 22nd ) 常温阀门压力试验 DN(in.) PN(Class) 试验压力 试验时间 项目 (Inch) (Class) 试验介质 (Bar) (Min.) ≤4 3 6~10 5 12~18 15 壳体液压试验 ≥20 150~900清洁水 1.5PN 30 ≤4 3 上密封试验 ≥6 150~900清洁水 1.1PN 5 ≤4 ≤1500 1.1PN 3 阀座高压液压试 验 ≥6 ＞1500 清洁水 276 5 ≤4 ≤1500 1.1PN 3 阀座高压气密试 验 ≥6 ＞1500 压缩空气 276 5 ≤4 3 阀座低压气密试 验 ≥6 150~900压缩空气 6 5 ≤4 DBB 试验 ≥6 150~900 压缩空气 1.1PN 3

产品使用说明书 1.3 采用的主要标准 API 6D 管线阀门 ASME B16.34 法兰、螺纹和焊接管阀门 ASME B16.5 管线法兰和法兰管件 API 6FA 阀门耐火试验 API 598 阀门的检验与试验 ASME B1.20.1 管螺纹 JB/T308-2004 阀门型号编制方法 GB/T12237-2007 石油、石化和相关工业用钢制球阀 GB/T19672-2005 管线阀门技术条件 GB/T13927-2008 工业阀门压力试验 2.工作原理和结构说明 本产品为法兰式浮动、固定球结构。它的启闭件为一个球体，利用球体绕阀杆旋转 90°实现阀门的开启和关闭的目的。 2.1浮动球阀 浮动球的阀体内有两个阀座密封圈，在它们之间夹紧一个球体，球体借助于阀杆可以自由地在阀座密封圈中旋转；在开启时，球孔与通道孔对准，以保证介质在小的阻力下通过，当阀杆转动?圈时（90°）,球孔垂直于阀门的通道，靠加给阀座密封圈的预紧力和介质压力将球紧紧地压在出口端的阀座密封圈上，从而保证完全密封。球体上有通孔，通孔的直径等于管道内径的称为通径；而球体的通孔直径小于管道的内径的则称为缩径。阀座密封圈的材料为PTFE、RPTFE(聚四氟乙烯、增强聚四氟乙烯)，具有摩擦系数小，性能稳定，不易老化等优点。安全防火功能，非金属四氟乙烯镶在阀座上面，低压时靠装配调整两阀座密封圈，使之贴近球体，靠四氟乙烯圈密封；高压时，由介质推动阀座，四氟圈和金属阀座 第 2 页共 11 页

球阀物流与设施规划课程设计

一、绪论 (1) 二、基本要素分析 (1) 1、球阀结构及参数 (3) 2、作业单位划分情况 (4) 3、工艺过程分析 (9) 三、物流分析 (9) 1、...................................................... 产品工艺过程分析 .9 1.1 分析给定的工艺过程表...................................................... .10 1.2 各个自制零部件工艺过程图.................................................. .12 1.3产品总的工艺过程图.......................................................... .12 1.4产品产量分析................................................................ .13 2、物流强度分析 (13) 2.1 作业单位之间的物流强度.................................................... .14 2.2 各单位之间物流强度统计图.................................................. .14 2.3 绘制从至表................................................................ .15 2.4 作业单位物流相关原始分析.................................................. .15 四、作业单位非物流相关分析 (17) 五、作业单位综合相关分析 (17) 1、选取加权值 (17) 2、相互关系计算 (18) 3、综合物流相关等级表 (19) 4、作业单位综合关系 (20) 六、作业单位相关分析 (20) 1、综合接近程度排序 (21) 2、绘制作业单位位置相关图 (22) 七、作业单位面积相关分析 (23) 1、作业单位面积相关图 (23) 2、方案一 (24) 3、方案二 (25) 4、方案三 (26) 八、评价方案并择优 (26) 1、计算权重 (26) 2、评选方案 (27) 九、总结 (27) 十、参考文献 (27)

全焊接球阀设计计算书2014.8.22

12＂Q367F400Lb 全焊接球阀设计计算书 1 弹簧预紧力设计 1.1 弹簧最小预计力F YJ a F YJ a=（π/4）*( D MW2-D MN2)* q YJ =0.785*(3262-3202) *1.5=4564N 式中： q YJ-最小预紧比压，q YJ取1.5MPa； D MW-密封圈外径，设计给定326mm; D MN-密封圈内径，设计给定320mm。 1.2自泄压阀座超压推力F OP F OP=（π/4）*0.33*P*( D HW2-D MP2)=0.785*2.2*(3302-3232)=7894N 式中： P-最大工作压力，设计给定压力等级是400Lb，取MAP@38℃=6.8MPa; D HW-阀座支撑圈外径，设计给定330mm; D MP-密封面平均直径，D MP=0.5*(D MW+D MN)= 0.5*(326+320)=323mm; 1.3判定 弹簧预紧力设计既要满足阀座低压密封要求，也不能使阀座丧失自泄压功能，即：F YJ a≤F YJ≤F OP 式中：F YJ-弹簧设计的预紧力，设计给定为6720N 显然4564＜6720＜7894，满足要求，故弹簧预紧力设计合格！ 2密封面的比压设计 2.1设计比压q q=（F MJ+F YJ）/[(π/4)*(D MW2-D MN2)] =(24400+6720)/[0.785*（3262-3202）]=10.2MPa 式中： F MJ-介质水平密封力， F MJ =π/4*(D HW2-D MP2)*P=0.785*（3302-3232）*6.8=24400N 2.2必须比压q b q b=m*((a+cp/√b))=1.4*(1.8+0.9*6.8)/√3)=6.44 MPa 式中： m-与流体性质相关的系数，根据设计给定的介质和温度选取m=1.4 ；

QF球阀使用说明书

Q F球阀使用说明书集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

固定球阀 Q347F-40 产 品 使 用 说 明 尊敬的用户：

非常感谢你选择使用本公司钢制球阀系列产品。本公司集阀门产品的设计、开发、制造、安装和销售服务于一体，对所有阀门产品的质量、售后服务有了全面保障。现对阀门产品的结构特点、工作原理、设计制造标准、技术性能参数等做出详细的说明。请你务必在安装使用本公司产品前详细阅读《使用说明书》，确保你在安装使用时更加便利。如果你在阀门使用过程中有何疑难问题，请致电本公司售后服务部。

1,用途和性能规范 1．1用途 a、本产品主要用于气体、液体介质管路上作启闭器，接通或截断介质，具有流 阻小，启闭较省力等优点。 b、适用范围：化工、石油、冶金、造纸、制药等行业。 1．2性能规范 1．3阀门最大工作压力额定值（压力-温度基准） （表压：Bar） 表中温度是指工作状态下管路介质的温度，表中压力是持续无冲击压力 2 采用标准 2．1设计制造按GB/T 12237的规定； 2．2检验和试验按GB/T 13927或JB/T9092的规定； 2．3法兰尺寸按JB/T79的规定； 2．4结构长度按GB/T 12221的规定； 3 结构特点和使用原理 3．1结构及主要外形尺寸参见简图 3．2本阀靠旋转手轮使阀杆转动而带动球转动来达到启闭目的。 3．3本阀门关闭时手柄按顺时针方向旋转（操作器上设有开关标记）。 3．4本阀门采用PTFE阀座，工艺简单、密封更换方便。 3．5采用A105套球对PTFE软密封，关闭力矩小，易密封。 3．6采用可换式密封结构，维修方便。 3．7球阀的阀座具有自泄压作用从而保证阀门中腔的泄压。 — 1 —

球阀设计

Flow Simulation流体分析基础教程—球阀设计（一） 发表时间： 2011-3-18 关键字: FlowSimulation流体分析FlowSimulation教程球阀设计 本文首先概括了水流经一个球阀装置以及随后的一些设计改变。目的是展现如何方便快速的使用 https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 进行流体流动仿真和快捷的进行分析设计变量。对于想要确定设计变化所产生影响的工程师而言，https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 这两大优点正是他们所需要的。 打开模型 1. 复制First Steps - Ball Valve 文件夹到你的工作目录，此外由于https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 在运行时会对其输入的数据进行存储，所以必须确保文件处于非只读状态。运行https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b。 2. 点击File，Open。在Open 对话框，浏览First Steps - Ball Valve 文件夹，找到 ball_valve.SLDASM 文件，点击Open (或双击此文件)。 这是一个球阀，旋转把手可以开启或关闭阀门。其旋转的角度控制开启阀门的开启角度。 3. 通过点击特性管理设计树中的特性显示 lids （Lid <1> 和 Lid<2>）。 我们用 https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 对这个模型进行仿真时不做任何的改动。只需要使用 LID 来封闭内部空间。在这个例子中 LID 被设置成半透明的状态，以便我们可以清楚的看到阀门内部的状况。 创建 https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 项目 1. 点击 Flow Analysis，Project，Wizard。

2. 如果已经在向导状态，直接选择Create new，以便创建一个新的配置并且命名为 Project 1。 https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 将创建一个新的例子并且在一个新的文件夹中存储所有的数据。 点击 Next。 3. 选择系统单位 (这个项目使用SI)。请时刻谨记在完成向导设置之后的任何时候都可以通过点击 Flow Analysis，Units 来改变系统单位。 在 https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 中有几个预先已经定义好的系统单位。你可以在任何时候定义你自己所需要的系统单位并对他们进行相互间的转换。 点击 Next。 4. 保持默认的Internal 分析类型。不要包括任何物理特性。 我们想要进行一个流经整个结构内部的分析。这一研究我们称之为内部分析。与之相对应，还有一种外部分析，其特征是流体围绕着某个物体。在这一对话框中，你也可以选择忽略掉与流动分析不相关的空腔。以便 https://www.wendangku.net/doc/a07236390.html,b 仿真不会耗费内存和 CPU 资源去考虑它们。

球阀—工程图学实践说明书

《工程图学实践》说明书 一、目的和任务 目的： 进行测绘的目的是综合运用工程图学课程的知识，进行比较系统的制图实践，使学生理论联系实际，掌握部件测绘的工作程序，掌握手工绘图、仪器绘图及计算机绘图的能力，熟悉装配图和零件图的表达案的选择，合理地进行尺寸的标注，合理编写零件图的技术要求，为后续的毕业设计打下良好的基础。 任务： 1、视图表达合理，图样画法符合机械制图标准； 2、尺寸标注正确、完整、清晰、合理，字体工整； 3、技术要求（尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材料等）可参照同类型的生产图样或相关手册进行类比确定； 4、零件草图应按目测徒手绘出； 5、正确地使用测绘工具，计算出有关尺寸，编写技术要求，绘制正规的零件工作图； 6、充分了解球阀的工作原理、结构特点、装配关系，根据装配示意图，画出球阀的装配图。 二、时间进度安排 （1）球阀的拆卸与安装（组共4人，小组轮流拆卸）。 （2）测绘常用件及一般零件中的阀体、阀盖、阀杆、扳手的一些相关尺寸。

（3）绘制各个零件的草图（参照最原始的测量数据） （4）根据自己测量的数据，然后在数据圆整后，完成球阀所有零件的建模（必要时进行数据优化）。 （5）阀体、阀盖、阀杆、扳手等零件图绘制。 （6）部件装配图的绘制。 （7）编写说明书。 三、球阀的工作原理 “阀”是管道系统中用来启闭或调节流体流量的部件，“球阀”是“阀”的一种，它的阀芯是球形的。该球阀由阀体、阀盖、阀芯、阀杆、扳手、螺钉、密封圈等零件组成，其中螺钉是标准件。 球阀的装配关系是：阀体与阀盖均带有形凸缘，用四个螺钉连接。阀杆下部有凸块，榫接阀芯上的凹槽。 球阀的工作原理：用扳手带动阀杆旋转，从而实现开启、截流和断流。阀体的材料选用铸钢，毛坯是铸件，但其、外表面都有一部分需要进行切削加工，因此加工前应做人工时效处理。 阀盖材料为ZG230-450，是铸件，需进行时效处理消除应力。阀盖通过螺钉与阀体连接，中间的通与阀体上的通对应，为了防止流体泄漏，阀盖与阀芯之间装有密封圈。 阀杆材料为40Cr，阀杆的左端为带有圆角的四棱柱体，与扳手的配合，右端的凸榫与阀芯上的凹槽配合，阀杆的作用是通过转动扳手带动阀芯旋转，以控制球阀的开启和关闭。阀杆应经过调制处理，以提高材料的韧性和强度。 球阀具有如下的一些优点： 1、流体阻力小，球阀是所有阀类中流体阻力最小的一种，即使是缩径球阀，其流体阻力也相当小。