核定阀门手轮圆周操作力的方法技术

本发明专利技术公开了一种核定阀门手轮圆周操作力的方法，包括步骤：获取阀座对阀瓣施加的密封载荷、填料对阀杆施加的填料摩擦阻力和流体介质对阀瓣和阀杆施加的系统不平衡力，根据所述密封载荷、所述填料摩擦阻力和所述系统不平衡力核定阀杆推力；获取阀杆系数，根据所述阀杆系数和所述阀杆推力核定阀门关闭力矩；获取手轮直径，根据手轮直径和阀门关闭力矩核定阀门手轮圆周操作力。本发明专利技术通过核定阀杆推力和阀门关闭力矩，进而核定阀门手轮圆周操作力，避免关闭阀门时导致阀内组件过载。避免关闭阀门时导致阀内组件过载。避免关闭阀门时导致阀内组件过载。

【技术实现步骤摘要】
核定阀门手轮圆周操作力的方法


[0001]本专利技术涉及阀门领域，尤其涉及一种核定阀门手轮圆周操作力的方法。

技术介绍

[0002]手动调节阀是管道流体(如水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等)输送系统中控制部件，可以用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能，其工作压力可从0.0013MPa到1000MPa的超高压，工作温度可从
‑
269℃的超低温到1430℃的高温。手动调节阀一般由手轮、阀体、阀座、阀瓣、阀杆以及阀盖等零部件组成，当安装于油、水等管路上时，通过转动手轮带动阀瓣来改变阀瓣与阀座所形成的窗口面积的大小，从而实现调节流量的目的；当需要关闭时，按照顺时针旋转手轮即可关闭手动调节阀，这时阀杆带动阀瓣下降，直使两锥形密封面接触达到严密地将管路关闭为止。
[0003]目前的手动调节阀在操作时通常依靠操作人员的手感进行关闭，而依靠手感关闭阀门可能产生阀门手轮圆周操作力过大的情况，从而导致发生阀门过关、阀杆弯曲故障以及损坏阀内组件的情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于通过手感操作导致阀门手轮圆周操作力过大的技术问题，提供一种核定阀门手轮圆周操作力的方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核定阀门手轮圆周操作力的方法，包括以下步骤：
[0006]S1、获取阀座对阀瓣施加的密封载荷、填料对阀杆施加的填料摩擦阻力和流体介质对阀瓣和阀杆施加的系统不平衡力，根据所述密封载荷、所述填料摩擦阻力和所述系统不平衡力核定阀杆推力；
[0007]S2、获取阀杆系数，根据所述阀杆系数和所述阀杆推力核定阀门关闭力矩；
[0008]S3、获取手轮直径，根据手轮直径和阀门关闭力矩核定阀门手轮圆周操作力。
[0009]进一步地，所述步骤S1包括：
[0010]S11、采用式(1)计算所述密封载荷；
[0011][0012]其中：Q
MF
：密封载荷，N；D
MW
：密封面外径，mm；D
MN
：密封面内径，mm；F
M
：密封面摩擦因数；α1：密封面半锥角；q
MF
：密封面必须比压，MPa；
[0013]或，S11
’
、采用式(2)计算所述密封载荷；
[0014]Q
MF
＝EπD
ms
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0015]其中：E：密封系数，N/mm；Dms：密封面平均直径，mm；
[0016]或，S11”、采用式(3)计算所述密封载荷；
[0017][0018]其中：q
p
：阀座密封面压强，MPa；d
m
：密封面平均直径，mm；α2：密封面角度；μ1：密封部位摩擦角；N
r
：阀座密封面宽度，mm。进一步地，所述步骤S1还包括：
[0019]S12、采用式(4)计算所述填料摩擦阻力；
[0020]F
PG
＝10πD
t
h1ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0021]其中：F
PG
：填料摩擦阻力，N；D
t
：阀杆直径，mm；h1：阀杆直径，mm；
[0022]或，S12
’
、采用式(5)计算所述填料摩擦阻力；
[0023]F
PG
＝63.75μ2S
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0024]其中：μ2：阀杆与填料摩擦系数；S：填料摩擦面积，mm2；
[0025]或，S12”、采用式(6)计算所述填料摩擦阻力；
[0026][0027]其中：D
o
：填料外径，mm；μ：填料摩擦系数；Dt：阀杆直径，mm；h：盘根高度，mm；S：填料摩擦面积，mm2；
[0028]或，S12
”’
、通过调节阀诊断工具测量所述填料摩擦阻力。
[0029]进一步地，所述步骤S1还包括：
[0030]S13、获取阀芯组件上下游压差和不平衡面积，所述系统不平衡力为阀芯组件上下游压差和不平衡面积的乘积。
[0031]进一步地，所述步骤S1还包括：
[0032]S14、所述阀杆推力为所述密封载荷、所述填料摩擦阻力和所述系统不平衡力三者之和。
[0033]进一步地，所述步骤S2包括：
[0034]S21、采用式(7)计算所述阀杆系数；
[0035][0036]其中：α：阀杆螺纹升角；μ2：阀杆螺纹摩擦系数；β：梯形螺纹半锥角；Rm：阀杆平均半径，mm；μ3：轴承摩擦系数；RMB：阀杆螺母平均半径，mm。
[0037]进一步地，所述步骤S2包括：
[0038]或，S21
’
、根据阀杆的直径和螺距，确定所述阀杆系数。
[0039]进一步地，所述步骤S2包括：
[0040]S22、所述阀门关闭力矩为所述阀杆系数和所述阀杆推力的乘积。
[0041]进一步地，所述步骤S3包括：
[0042]S31、获取手轮直径，采用式(8)计算所述阀门手轮圆周操作力；
[0043][0044]其中：Ds：手轮直径，mm；ΣM：阀门关闭力矩，N.mm；Q：阀门手轮圆周操作力，N。
[0045]进一步地，所述步骤S3包括：
[0046]S32、在阀门手轮上安装阀门手轮圆周操作力测量装置，用于实时显示阀门手轮圆
周操作力的大小。
[0047]实施本专利技术具有以下有益效果：通过核定阀杆推力和阀门关闭力矩，进而核定阀门手轮圆周操作力，避免关闭阀门时导致阀内组件过载。
附图说明
[0048]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0049]图1是本专利技术的核定阀门手轮圆周操作力的方法的流程框图；
[0050]图2是本专利技术一些实施例中的手动调节阀的结构示意图；
[0051]图3是本专利技术一些实施例中的阀门手轮的结构示意图；
[0052]图4是本专利技术一些实施例中的阀门手轮圆周操作力测量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0053]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0054]还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核定阀门手轮圆周操作力的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取阀座对阀瓣施加的密封载荷、填料对阀杆施加的填料摩擦阻力和流体介质对阀瓣和阀杆施加的系统不平衡力，根据所述密封载荷、所述填料摩擦阻力和所述系统不平衡力核定阀杆推力；S2、获取阀杆系数，根据所述阀杆系数和所述阀杆推力核定阀门关闭力矩；S3、获取手轮直径，根据手轮直径和阀门关闭力矩核定阀门手轮圆周操作力。2.根据权利要求1所述的核定阀门手轮圆周操作力的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、采用式(1)计算所述密封载荷；其中：Q
MF
：密封载荷，N；D
MW
：密封面外径，mm；D
MN
：密封面内径，mm；FM：密封面摩擦因数；α1：密封面半锥角；qMF：密封面必须比压，MPa；或，S11
’
、采用式(2)计算所述密封载荷；Q
MF
＝EπD
ms
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中：E：密封系数，N/mm；D
ms
：密封面平均直径，mm；或，S11”、采用式(3)计算所述密封载荷；其中：q
p
：阀座密封面压强，MPa；d
m
：密封面平均直径，mm；α2：密封面角度；μ1：密封部位摩擦角；N
r
：阀座密封面宽度，mm。3.根据权利要求2所述的核定阀门手轮圆周操作力的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：S12、采用式(4)计算所述填料摩擦阻力；F
PG
＝10πD
t
h1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中：F
PG
：填料摩擦阻力，N；D
t
：阀杆直径，mm；h1：阀杆直径，mm；或，S12
’
、采用式(5)计算所述填料摩擦阻力；F
Pc
＝63.75μ2S
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【专利技术属性】
技术研发人员：许蒙，郭志，赵国浩，丁东路，张涛，孙士勇，王瑞新，吴星龙，陈仕湛，赵桂根，
申请(专利权)人：中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：