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英标铸铁闸阀设计要求 英标手动铸铁闸阀设计要求 英标电动铸铁闸阀设计要求 英标铸气动铁闸阀设计要求 英标铸铁闸阀设计 铸铁闸阀设计要求 英标铸铁法兰闸阀设计要求
1.之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍英标铸铁闸阀设计要求概述
BS5163、BS51501.6MPaDN300～DNl000英标铸铁闸阀，在英国、新加坡、马来西亚和中东一些国家的供水管道和工业管道上被广泛使用。本文着重阐述了1.6MPaDN300～1000英标铸铁闸阀的阀体壁厚、阀盖壁厚、闸板壁厚、阀杆直径的设计计算和设计验证——型式试验。铸铁闸阀是指关闭件（闸板）沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。铸铁闸阀是使用很广的一种阀门，一般口径DN≥500mm的切断装置都选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸阀作为一种级别较低的阀门，比较常见。
英标铸铁闸阀设计要求铸铁闸阀结构
闸板构造
按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀,楔式闸板式闸阀又可分为:单闸板式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。
1）平行式闸阀：密封面与垂直中心线平行，即两个密封面互相平行的闸阀。在平行式闸阀中，以带推力楔块的结构zui常为常见，既在两闸板中间有双面推力楔块，这种闸阀适用于低压中小口径（DN40—300mm）闸阀。也有在两闸板间带有弹簧的，弹簧能产生予紧力，有利于闸板的密封。
2）楔式闸阀：密封面与垂直中心线成某种角度，即两个密封面成楔形的闸阀。密封面的倾斜角度一般有2°52´，3°30´，5°，8°，10°等，角度的大小主要取决于介质温度的高低。般工作温度愈高，所取角度应愈大，以减小温度变化时发生楔住的可能性。在楔式闸阀中，又有单闸板，双闸板和弹性闸板之分。单闸板楔式闸阀，结构简单，使用可靠，但对密封面角度的精度要求较高，加工和维修较困难，温度变化时楔住的可能性很大。双闸板楔式闸阀在水和蒸气介质管路中使用较多。它的优点是：对密封面角度的精度要求较低，温度变化不易引起楔住的现象，密封面磨损时，可以加垫片补偿。但这种结构零件较多，在粘性介质中易粘结，影响密封。更主要是上、下挡板长期使用易产生锈蚀，闸板容易脱落。弹性闸板楔式闸阀，它具有单闸板楔式闸阀结构简单，使用可*的优点，又能产生微量的弹性变形弥补密封面角度加工过程中产生的偏差，改善工艺性，现已被大量采用。
1）明杆闸阀：阀杆螺母在阀盖或支架上，开闭闸板时，用旋转阀杆螺母来实现阀杆的升降。这种结构对阀杆的润滑有利，开闭程度明显，因此被广泛采用。
铸铁闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关 , 不能作调节和节流。闸板有两个密封面 , zui常用的模式闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形角式阀门。
Z41T铸铁闸阀性能规范：
型号：Z41F-10\16
材质：HT200灰铸铁，球墨铸铁
公称压力:1.0-1.6
强度试验（水）：Mpa 2.4
密封试验（水):Mpa 1.8
适用介质:水 适用温度℃: ≤200℃
Z41T铸铁闸阀特点：
Z41T铸铁闸阀按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀 , 楔式闸板式闸阀又可分为:单闸极式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。铸铁闸阀可广泛用于自来水、污水、建筑、石油、化工、食品、医药、轻纺、电力、船舶、冶金、能源系统等体管线上作为调节和截流装置使用。
Z41T铸铁闸阀具优点：
1、流动阻力小。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。
2、启闭时较省力。是与截止阀相比而言，因为无论是开或闭，闸板运动方向均与介质流动方 向相垂直。
3、高度大，启闭时间长。闸板的启闭行程较大，降是通过螺杆进行的。
4、水锤现象不易产生。原因是关闭时间长。
2）暗杆闸阀：阀杆螺母在阀体内，与介质直接接触?？照迨?，用旋转阀杆来实现。这种结构的优点是：铸铁闸阀的高度总保持不变，因此安装空间小，适用于大口径或对安装空间受限制的闸阀。此种结构要装有开闭指示器，以指示开闭程度。这种结构的缺点是：阀杆螺纹不仅无法润滑，而且直接接受介质侵蚀，容易损坏。
Z45T暗杆铸铁闸阀广泛适用于石油、化工、制药、电力等行业，在公称压力≤1.0MPa的蒸汽、水、油类介质的管路上作启闭用。暗杆闸阀，驱动方式可选用手动、蜗轮、气动、电动，连接方式可选用法兰，结构形式可选用楔式，密封结构可选用软密封、硬密封，压力范围PN0.1-2.5Mpa，公称通径为DN50-700mm，材质可选用灰铸铁、球墨铸铁。
Z45T暗杆铸铁闸阀性能规范：
型 号：Z45T-1.0\1.6
公称压力：1.0Mpa-16Mpa
强度试验（水）：Mpa2.4
密封试验（水）：Mpa1.8
适用介质：水，蒸汽，油，煤气，轻纺以及城建等行业。
使用温度：≤200℃。
Z45T暗杆铸铁闸阀特点：
Z45T暗杆闸阀又叫旋转杆闸阀 ( 亦叫暗杆楔式闸阀)。阀杆螺母设在闸板上，手轮转动带动阀杆转动 , 而使闸板提升，通常在阀杆的底端有梯形螺纹，通过阀门底端的螺纹以及阀瓣上的导槽，将旋转运动变为直线运动，也就是将操作转矩变为操作推力?？舴攀?，当闸板提升高度等于阀门通径的1：1倍时，流体的通道*畅通，但在运行时，此位置是无法监视的。实际使用时，是以阀杆的顶点作为标志，即开不动的位置，作为它的全开位置。为考虑温度变化出现锁死现象, 通常在开到顶点位置上，再倒回 1/2~1圈，作为全开阀门的位置。因此，阀门的全开位置，按闸板的位置（即行程）来确定。
Z45T暗杆铸铁闸阀优点：
1.流动阻力小。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。
2.启闭时较省力。是与截止阀相比而言，因为无论是开或闭，闸板运动方向均与介质流动方 向相垂直。
3.高度大，启闭时间长。闸板的启闭行程较大，降是通过螺杆进行的。
4.水锤现象不易产生。原因是关闭时间长。
铸铁闸阀主要特点及用途
1.结构紧凑、设计合理，阀门刚性好，通道流畅，流阻系数小。
2.密封面采用不锈钢和硬质合金，使用寿命长。
3.采用柔性石墨填料、密封可靠，操作轻便灵活。
4.驱动方式分手动、电动、气动、齿轮传动，结构型式：弹性楔式单闸板、刚性楔式单闸板和双闸板型号。
5.广泛适用于石油化工，火力发电厂等油品、水蒸汽管路上作接通或截断管路中介质的启闭装置。
执行标准
设计制造：按GB/T12234-89的规定
结构长度：按GB/T12221-89的规定
法兰面尺寸：按JB79 GB/T9112-9131的规定
检查与试验：按JB/T9092-99 GB/T13927-92的规定
传动方式：手动、电动、齿轮传动
2.设计
2.1阀体壁厚的设计计算
BS5163、BS5150标推中并未给出壳体zui小壁厚的数据，设计时，必须对阀体壁厚进行设计计算。
设计时，将阀体中腔的截面形状设计为近似椭圆形，见图3，其壁厚S′B1的设计计算，是用椭圆形壁厚的计算公式导出的计算公式：式中K——近似椭圆形截面阀体壁厚系数，其中DN300～DN500，K取1.13，DN600～DNl000，K取1.07；
P——介质压力，设计时，P取1.6MPa；
a——近似椭圆形截面的长轴(mm)；
[σL]——铸铁(HT250)许用拉应力，[σL]取35.28MPa；
C——腐蚀余量，C取5(mm)。
DN300～DN1000阀体zui小壁厚的设计计算结果见表1。
设计中发现，阀体壁厚的设计，除了考虑阀体强度之外，还应考虑阀体的刚度，即应将阀体体腔的变形(指在1.6MPa介质压力的作用下)控制在0.001DN范围之内，否则，阀体会因受力变形而无法达到密封。
解决阀体刚度的方法见图1，在阀体的外部、内腔设计加强筋，且阀体外部的加强筋与阀体的端法兰相连接，来达到增加阀体的刚性，必要时可设计成不等壁厚，即增加阀体近似椭圆形截面中腔部分的壁厚。
2.2阀盖壁厚的设计
设计时，阀盖壁厚S′B2通常不再进行设计计算，直接取阀体壁厚的0.95作为阀盖的壁厚。DN300～DN1000阀盖zui小壁厚数据见表2；阀盖加强筋的设计见图1。
2.3闸板壁厚的设计计算
BS5163、BS5150标准中，同样未给出闸板zui小壁厚的数据，设计时，必须对闸板壁厚S′B3进行设计计算，其计算公式如下：式中d——通径(mm)；
P——介质压力，设计时，P取1.6MPa；
[σW]——铸铁(HT250)许用弯曲应力，[σW]取56.84MPa；
C——腐蚀余量，C取3(mm)。
DN300～DN1000闸板zui小壁厚的设计计算结果见表3。
2.4阀杆直径的设计计算
BS5163、BS5150标准中，同样未给出阀杆zui小直径的数据，设计时，必须对阀杆直径进行设计计算，其计算公式如下：式中K——阀杆设计计算系数，其中DN300～DN500，K取0.70～0.75；DN600～DNl00。K取0.60～0.65；
Q——阀杆开启时的轴向力(N)；
[σL]——铸铁(HT250)许用拉应力，[σL]取35.28MPa；
其中Q采用简易计算公式，且因QG(闸板组件的重量)数值小，不予计算。式中QMF——密封面达到必需比压时的作用力(N)；
QMJ——密封面介质静压作用力(N)；
d——通径，d=DN(mm)；
bm——阀体密封面宽度(mm)；
qmf——必需密封比压(MPa)；
P——介质压力，设计时，P取1.6MPa。
DN300～DN1000阀杆zui小直径的设计计算数据见表4。
3设计验证——型式试验
DN300～DN1000英标铸铁闸阀样机，通过了马来西亚国家质量机构SiRiM的型式试验，对设计进行了验证，型式试验严格按照英国国家标准BS5163：1986进行。型式试验的试验项目有：外观检验、尺寸检验、材料理化试验、壳体强度试验、密封试验、zui大功能扭矩试验、zui小强度扭矩试验、清洁度检验、涂层和标志检验。这里着重介绍壳体强度试验、密封试验，zui大功能扭矩试验、zui小强度扭矩试验。
3.1壳体强度试验
壳体强度试验，试验介质压力2.4MPa，保持试验压力zui短持续时间1h,不得有肉眼可见渗漏。
3.2密封试验
密封试验，试验介质压力1.76MPa，保持试验压力zui短持续时间15min，不得有肉眼可见渗漏，即在阀体的密封面上，15min内不能有任何肉眼可见的渗漏，包括挂在密封面上小水珠。
需要再次强调的是：设计的阀体必须有足够的强度和刚度，密封试验时，壳体的变形必须控制在0.001DN范围之内，否则将很难通过密封试验。
3.3zui大功能扭矩试验
zui大功能扭矩试验，是指闸阀在无介质压力和有介质压力的情况下，在开、关的全过程中，任一瞬间其zui大的扭矩都不能超过表5规定的扭矩。
3.4zui小强度扭矩试验
zui小强度扭矩试验，是对PN1.6MPaDN300～DNlO00英标铸铁闸阀设计的验证，其试验步骤：
3.4.1全开、全关试验
用zui大功能试验扭矩对阀门进行全开、全关操作试验，并做好全开、全关位置的记号，同时记录全开、全关过程中阀杆的转动圈数。
3.4.2阀处于全关位置的zui小强度扭矩试验
阀处于全关位置后，再在阀杆的四方头上，顺着关紧的方向(顺时针方向)，逐渐施加zui大功能试验扭矩3倍的扭矩，即zui小强度试验扭矩，见表6；以验证阀体、阀盖、闸板、阀杆、阀杆螺母、填料函等主要零件及中法兰螺栓的强度是否达到BS5163：1986标准的要求。
3.4.3阀处于全开位置的zui小强度扭矩试验
阀处于全开位置后，再在阀杆的四方头上，顺着开启的方向(逆时针方向)，逐渐施加zui大功能试验扭矩3倍的扭矩，即zui小强度试验扭矩，见表6；以验证阀体、阀盖、闸板、阀杆、阀杆螺母、填料函等主要零件及中法兰螺栓的强度是否达到BS5163：1986标准的要求。
3.4.4密封试验
重新用zui大功能试验扭矩使阀处于全关位置，再次进行密封试验，试验介质压力1.76MPa,保持试验压力zui短持续时间15min
不得有任何肉眼可见的渗漏，以确认阀是否产生变形；设计是否达到BS5163：1986标准的要求。
3.4.5全开、全关试验
再次用zui大功能试验扭矩对阀进行全开、全关操作试验，并核对全开、全关的位置是否与3.4.1试验时全开、全关的位置是否相符；再次记录全开、全关过程中阀杆的转动圈数，核对是否与3.4.1试验时阀杆的转动圈数是否相同，以确认阀杆、阀杆螺母的强度、刚度是否满足BS5163：1986标准的要求。
3.5零件检验
拆开零件，检验阀体、阀盖、闸板、阀杆、阀杆螺母、填料函等零件及中法兰的螺柱、螺母是否完好，以确认阀体、阀盖、闸板、阀杆、阀杆螺母、填料函等主要零件及中法兰螺栓的设计是否满足BS5163：1986标准的要求。
4结束语
经设计验证——型式试验，确认BS5163、BS51501.6MPaDN300～DNl000英标铸铁闸阀的设计满足了BS5163：1986标准的要求，投入了批量生产，并大批量出口马来西亚、新加坡。通过设计，深切感到BS5163标准的型式试验方法——zui小强度扭矩试验是十分与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
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