阀门设计手册
球阀计算书(陆培文阀门设计手册第三版)
7
计算力矩
W 8 断面系数
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
8
断面系数
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
9 10 11
手柄数量 手柄直径 手柄厚度
Z d
b2
12
手柄宽度
r1
13Biblioteka 许用弯曲应力[ W ]
力
公
式
单位
计 算 数 据
（设计手册表5-255）手柄总转矩及圆周力(L6)
浮动球阀见表 5 210 ， 固定球阀见表 5 211
2
开启时总转矩
" M
浮动球阀见表 5 210 ， 固定球阀见表 5 211
' M /L
3 4 5 6
关闭时圆周力 开启时圆周力 手柄力臂 弯曲应力
FS'
FS"
L
" M /L
W
M
M / W [W ]
' " 取M 或M 中较大值
mm
**
[ W ]
查表3-5
MPa
**
#VALUE!
' " 取M 或M 中较大值
N.mm
**
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
#VALUE!
m m3
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
m m3
#VALUE! ** mm mm ** **
设计给定 设计给定
b2
设计给定
r1
设计给定
计算内容：手柄总转矩及圆周力
陆培文阀门设计手册第三版计算书
8
预紧状态下需要的最小螺栓载荷
9
垫片压紧力作用中心圆直径
10
垫片有效密封宽度
11
垫片基本密封宽度
12
垫片比压
13
法兰螺栓孔中心圆直径
14
操作状态下需要的法兰力矩
15 由于内压施于法兰内经截面的轴向力所产生的力矩分量
16
流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力
17
从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离
18
14 由于内压施于法兰内经截面的轴向力所产生的力矩分量
15
流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力
16
从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离
17
设计内压力
18
由于垫片压紧力而产生的力矩分量
19
预紧状态下需要的垫片最小压紧力
20
从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离
21 由于内压施于法兰的总轴向力与施与法兰内经截面的轴向力之差而产生的力矩分量
FG
11
预紧垫片系数
K0
12
常温下垫片材料的变形阻力
KD
F6
表5-131 法兰在预紧状态下必须满足
1
在预紧状态下，法兰力矩在每一截面上引起的应力必须满 足
a
2
预紧状态下需要的法兰力矩
Ma
3
法兰抗弯截面系数
W
4
危险截面A-A的法兰抗弯截面系数
WA A
5
法兰外经
6
法兰内经
7
螺栓孔计算直径
8
法兰厚度
9
法兰颈部大端有效厚度
1
法兰环的环向应力
T
2
由K(K D ）值确定系数 Di
阀门设计手册
阀门设计手册一、引言阀门作为控制流体的关键元件，在各个行业中应用广泛。
阀门设计手册旨在提供一个全面、详细、完整且深入的阀门设计指南，帮助工程师和设计师在阀门设计过程中做出准确可靠的决策。
二、阀门分类阀门可以按照不同的分类标准进行划分。
以下是一些常见的阀门分类：2.1 按照工作原理分类•闸阀•截止阀•蝶阀•针阀•…2.2 按照应用领域分类•液压阀门•气动阀门•煤气阀门•石油阀门•…2.3 按照阀门材质分类•铸铁阀门•不锈钢阀门•铜阀门•铝阀门•…三、阀门设计要素一个合理的阀门设计需要考虑多个要素。
以下是一些重要的设计要素：3.1 流体性质不同的流体具有不同的性质，如温度、压力、粘度等。
阀门设计需要充分考虑流体性质的特点，以确保阀门在工作过程中能够正常运行。
3.2 流量要求根据工艺和系统要求，需要确定所需的流量范围，并选择合适的阀门类型和尺寸。
3.3 压力要求阀门需要能够承受系统内的压力，并具备良好的密封性能。
设计时需要考虑到预期的压力变化和压力冲击。
3.4 压降要求对于一些特殊的应用场景，需要限制流体通过阀门时的压降。
设计时需要通过合适的阀门几何参数来降低压降。
四、阀门设计步骤4.1 设计需求分析在阀门设计开始之前，需要清楚了解项目的具体需求和技术规范。
这包括流体性质、流量要求、压力要求等。
4.2 材料选择根据设计需求和流体性质，选择合适的阀门材料。
材料的选择应考虑压力、温度、流体腐蚀性等因素。
4.3 几何设计通过几何设计确定阀门的外形尺寸、内部结构和流道形状等。
合理设计几何参数可以提高阀门的性能和可靠性。
4.4 动力学分析进行动力学分析，评估阀门的开启、关闭过程中的压力变化和流量特性。
根据分析结果对设计进行优化。
4.5 密封设计设计阀门的密封结构，确保阀门在工作过程中具备良好的密封性能。
密封设计需要考虑到流体特性和压力要求。
五、阀门测试与验证5.1 试验标准在阀门设计完成后，需要进行一系列的试验来验证其性能。
阀门手册
式
代0
1
号
2 34
5 67
8
9 无代
号
安全阀、减压阀、疏水阀、 手轮直接连接阀杆操作结构形式的阀门， 本代号省略， 不表示； 对于气动或液动机构操作的阀门： 常开式用 6K、7K 表示；常闭式用 6B、7B 表示； 防爆电动装置的阀门用 9B表示。
三单元：连接型式
连接方式 内螺纹 外螺纹 两不同连接 法兰 焊接 对夹 卡箍 卡套
一单元：阀门类型代号 止回
类 安全 蝶 隔膜 阀 截止 节流 排污 球 疏水 柱塞 旋塞 减压 闸 型 阀 阀 阀 底阀 阀 阀 阀 阀 阀 阀 阀 阀 阀 代
ADG H J L PQS U X Y Z 号 当阀门还具有其他功能作用或带有其他特异结构时， 在阀门类型代号前再加注一 个汉语拼音字母，按下表的规定。
铝 合
Mo2Ti
系 球墨 不锈 铸铁
系
塑 料
及 铜
铬钼 钒钢
灰 铸
料
合 金
钢钢
金钢
不锈钢
合
金
铁
代 AC H I
号
KL P Q
R ST V Z
灰铸铁底压阀和钢制中压省略此项
举例： Z543H-16C 伞齿轮传动 法兰连接平板闸阀 ，公称压力 1.6MPa，阀体材料 为碳钢
阀门的命名 阀门的名称按传动方式、连接形式、结构形式、衬里材料和类型命名。但下面内 容在命名中均予省略： (1) 连接形式中：“法兰”。 (2) 结构形式中：
5
结构形式 直通流道
四通流道
固定球
T 形三通流 道
L 形三通流 道
代号 7 6
8
9
—
—
半球直通
阀门选型设计指南
1.按结构形式分类
（1）上螺纹阀杆截止阀。这种截止阀的应用比较普遍。它的阀杆螺纹在壳体的外面，不与工作介质直接接触，这样可以使阀杆螺纹不受介质的侵蚀，同时也便于润滑，操作省力，如下图所示。
（2）下螺纹阀杆截止阀。这种截止阀的阀杆螺纹在阀体的内部，与介质直接接触，不仅无法润滑，而且易受介质侵蚀，此种结构的截止阀，多用在公称通径比较小和介质工作温度不高的地方，如下图所示。
`
第1章 阀门的基础知识
1.1 概述
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
1.2 阀门用途
阀门是一种管路附件。它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置。
1.3 阀门分类
阀门的种类繁多，随着各类成套设备工艺流程的不断改进，阀门的种类还在不断增加。但总的来说可分为两大类。
（3）介质的流向不受限制；
（4）全开时，密封面受工作介艺性较好；
（6）结构长度比较短
闸阀的缺点如下：
（1）外形尺寸和开启高度都较大，所需安装的空间亦较大；
（2）在启闭过程中，密封面间有相对摩擦，磨损较大，甚至在高温时容易引起擦伤现象；
（3）一般闸阀都有两个密封面，维护困难；
1.中线蝶阀的密封原理
其密封原理为，阀板加工时保证起密封面具有合适的表面粗糙度值，合成橡胶阀座在模压成形时形成密封面合适的表面粗糙度值。阀门关闭时，通过阀板的转动，阀板的外圆密封面挤压合成橡胶阀座，使合成橡胶阀座产生弹性变形而形成弹性力作为阀门的密封。中线蝶阀的典型密封结构如下图：
2.单偏心密封蝶阀的密封原理
旋塞阀连接方式可以分为：
1）法兰式
2）螺纹式
阀门手册
《阀门手册》阀门手册本书全面、系统地介绍了阀门的基础知识、阀门种类和阀门应用等方面的内容。
具体内容包括：阀门介绍、阀门选用准则、手动阀门、控制阀、手动控制器和执行机构、灵活阀门及定位器、确定阀门尺寸、确定执行机构尺寸和常见阀门问题等。
阀门手册本书可以作为阀门使用和维修人员以及设备管理和工程技术人员的工具书。
也可作为阀门设计人员和从事压力容器、管道设计人员的参考书。
阀门的定义按定义，阀门是专门设计成的机械器件用以直流、启动、停止、混合或调节工艺流体的流量、压力或温度。
阀门能设计成处理液体或气体的运行。
按阀门的设计、功能和应用的特征，它的类型、尺寸和压力等级有很多种类。
最小的工业阀门重量可小到 1 lb(0.45kg)，可舒适地放于人的手中。
而最大的可重到10t （9070kg）以上，高度达到24ft(601m)以上。
工业过程阀门能用于管线尺寸由0.5m[公称直径（DN15）]到超过48in(DN1200)。
不过超过90%以上的阀门用于工艺系统上是安装在4in(DN100)或较小尺寸的管线上。
阀门压力能够用于由负压到超过1300psi(897bar).工艺阀门尺寸的如何变化实例如图1.1所示。
今天现有阀门的淋浴已由简单的水龙头发展到备有信息处理机的控制阀，该信息处理机提供工艺过程的单环路控制。
今天最常用的类型是闸阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、泄压阀和截止阀。
阀门能由许多种材料制造，大多数阀门是由钢、铁、塑料、黄铜、青铜或大量的特殊合金制造的。
第二节根据功能的阀门分类1、按介质的功能设计的特征；2、双位式阀门（开－关阀门）；3、止回阀；4、节流阀；5、控制环路中的末控制元件等；按介质的功能和设计的特征阀门可分为三类：双位式（开-关式）阀门，它具有控制物流闭合和允许其通过的功能；止回阀，它只允许物流向一个方向穿流；节流阀，它可在全开到全馆的任一点上调节物流。
按功能给阀门定义的一个混乱情况是特殊的阀门设计，注入截止阀、闸阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和胶管形阀门可符合一个、二个或所有三类分类。
Q41球阀设计计算说明书
Q41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~NPS244、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 mm4 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3-134.85 MPa 6 密封面计算比压 q ()4()MW MN MW MN D D PD 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-3--4-型 号4"Q41F-150Lb简 图零件名称 阀 杆 材料牌号 ASTM A182 F6a 计算内容 阀杆头部强度验算根 据 《实用阀门设序号计算数据名称符号公 式数 值单位1 阀杆头部扭τN M F /Ws 9.991MPa 2 球阀阀杆力矩M F 见前页47790N ·mm 3 Ⅰ—Ⅰ断面Ws β*a 34783.Mm 34 系数 β 由b/a 确定(查表5-164) 0.3465 头部断面长 c 设计选定 34 mm6 头部断面厚 a 设计选定 24 mm7 材料许用扭〔τ0.6S M 110 MPa8额定工作压S M2 S Y /3183.3MPa 9 最大操作力M 取设计数值95580N ·mm1最大扭转切τN 2M F /Ws 17.27MPa 1材料规定的S Y ASME 第二卷 275 MPa 结论： 〔τN 〕”＞τN ” 合格7--8--9-东一阀门制造（南通）有限公司计算书产品名称：钢制球阀型号规格：4"Q41F-150Lb编制：批准：日期：。
天然气集输系统——常用阀门手册
天然气集输系统是天然气从采出地点到加工厂或终端用户的输运系统，是天然气资源利用和输送的关键组成部分。
在天然气集输系统中，阀门是非常重要的设备，它们用于控制和调节天然气的流动，保证系统的安全稳定运行。
本手册旨在介绍天然气集输系统中常用的阀门类型、结构、特点、安装及维护方法，帮助相关工程技术人员正确选择、使用和维护阀门，提高天然气集输系统的安全和效率。
一、常用的天然气集输系统阀门类型1. 节流阀：用于控制流体的质量流量，通过改变局部流道横截面积来调节，主要包括节流阀、节流孔板和节流套管等类型。
2. 截断阀：用于切断流体的传输，包括球阀、闸阀、刀闸阀、旋塞阀等类型。
3. 定位阀：用于调整流体的压力或流量，包括调节阀、减压阀、节流阀等类型。
4. 安全阀：用于在系统压力超过设定值时自动减压，保护管道和设备的安全运行。
5. 排污阀：用于排除管道和设备中的杂质和污物，保证系统清洁。
6. 切断阀：用于在紧急情况下切断天然气供应，防止事故的发生。
二、天然气集输系统阀门特点及选择原则1. 耐高压：天然气集输系统中的阀门需要具备较高的耐压能力，能够在高压条件下安全运行，因此在选择阀门时需要考虑其耐压等级。
2. 耐腐蚀：天然气中可能含有一定的硫化物、硫醇等有机成分，对阀门材质有一定的腐蚀性，因此需要选择耐腐蚀性能好的阀门材质。
3. 密封性能：天然气是易燃易爆的气体，在输送过程中需要保持管道系统的密闭性，防止泄漏和安全事故的发生，因此阀门的密封性能非常重要。
4. 耐温性能：天然气集输系统中的阀门需要能够在较宽的温度范围内安全运行，因此需要选择耐高温、耐低温的阀门。
5. 流量特性：根据天然气的流动特性和管道系统的设计要求，选择具有合适流量特性的阀门，保证系统流体的正常流动和控制。
三、天然气集输系统阀门安装及维护方法1. 安装要求：天然气集输系统中的阀门安装需要符合相关的规范和标准，保证阀门可以正常工作。
在安装过程中需要注意阀门的密封、对中、固定等方面的要求。
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阀门设计手册
阀门设计手册是一本专注于阀门设计和制造的重要参考书。
它涵盖了许多重要的主题，包括阀门的类型、材料和运作方式等等。
本文将针对阀门设计手册的主要内容进行讨论。
首先，关于阀门类型，阀门设计手册提供了非常全面的介绍。
它详细讨论了诸如截止阀、球阀、蝶阀、旋塞阀等阀门类型的特点，帮助读者了解各类阀门的优点和适用范围。
此外，阀门设计手册还提供了针对不同类型阀门的安装要求，这对于那些需要购买和安装阀门的读者非常有用。
其次，阀门材料也是阀门设计手册不可或缺的一部分。
阀门材料的选择对于阀门的性能有着重要的影响，因此阀门设计手册提供了详细的介绍和指导，使读者能够了解各种材料的优点和适用性。
例如，阀门设计手册讨论了诸如不锈钢、铸铁、黄铜和塑料等材料的特点，并针对不同类型的阀门提供了不同的材料选择建议。
此外，阀门运作方式也是阀门设计手册要覆盖的一个重要主题。
阀门的运作方式对其性能有着显著的影响，因此阀门设计手册提供了对于手动、电动和气动操作的阀门的详细介绍和说明。
它还讨论了不同类型阀门的适用性以及选择正确操作方式的重要性。
阀门设计手册还针对其他重要问题提供了指导，如流体力学、阀门密封、安装和维护等等。
这些主题在阀门设计和制造过程中都非常重要，因此阀门设计手册提供了非常实用的建议和指导，帮助读者了解每个
问题的本质和如何处理。
总之，阀门设计手册是一本非常有价值的参考书。
它涵盖了阀门设计
和制造过程中的各种主题，为读者提供了实用的建议和指导。
通过阅
读阀门设计手册，读者可以了解不同类型阀门的特点、材料的优点和
适用性、运作方式以及其他相关主题。
对于那些需要购买、安装和维
护阀门的人来说，阀门设计手册是一本必不可少的工具书。