2.0C全启式安全阀设计计算书(6.0)

2.0寸卫生级全启式安全计算书根据实用阀门设计手册（陆培文主编，机械工业出版社出版，2006年1月第1版）所列安全阀的通用计算项目如下（表5-39）及安全阀专用计算项目：通用及专用计算项目：1. 阀体厚度计算2阀盖厚度3阀座密封面面上计算比压4弹簧理论计算5安全流道直径计算6安全阀额定排量计算本阀门阀体材质采用316L,阀盖采用304，快装卡箍采用304，因阀门设计手册上没有相应的材质，故采用相近的1Cr18Ni9Ti材质进行验算。一阀体厚度计算（表5-168，第1014页）阀体厚度SB=(P*Dn)/(2.3*L-P)+C;其中：P为公称压力,安全阀设计公称压力：0.7Mpa,故P=0.7 计算通径Dn=72.9mm 许用应力L查表3-3（第597）,L=92Mpa 设计给定腐蚀余量C为0.5mm 计算给果：SB=0.846mm阀体最薄处设计厚度SB：1.65mm SB< SB=1.65mm故阀体厚度设计合理。二阀盖厚度 因本安全阀采用的是卡箍连接，其阀盖等同于快装盲板，依据DIN 32675-2009标准，对于快装接头使用工作压力之规定：Rohraußendurchmesser von 6,35 mm bis 42,4 mm: 2,5 MPa (25 bar); Rohraußendurchmesser von 48,3 mm bis 76,2 mm: 1,6 MPa (16 bar); Rohraußendurchmesser von 85,0 mm bis 219,1 mm: 1,0 MPa (10 bar). 本安全阀连接采用85口径的快装卡盘（106），依据以上所引用标准要求，工作压力为1.0Mpa，故符合设计要求。三3阀座密封面面上计算比压（表5-197,第1115页）介质压力为p时密封面上比压力：q1=Dm(pS-p)/4bqMF因设计输入的整定压力ps=0.7Mpa,依据安全阀密封性能试验的相关规定实用阀门设计手册表10-40，安全阀的密封性能试验压力，为整定压力的90%，故：设备正常工作压力:p=0.63Mpa,关闭件密封面平均直径：DM=32.16mm(设计给定)关闭件密封面宽度：=1.3mm (设计给定)密封面必需压力: qMF=(0.4+0.6PN)/ (表3-13，662页)=1.3mm(设计给定)PN：取1.0Mpa计算结果：=2.77Mpa密封面比压力：q1= Dm(pS-p)/4b =4.33 Mpa,验算结果：q1=4.33qMF =2.77, 故密封设计合格。四弹簧理论计算( <弹簧直接载荷式安全阀弹簧计算>，中国特种设备安全第25卷第11期，第5页。) 本安全阀为全启式安全阀故:1. 刚度=（Pd-PS）A+0.1PdA1/h=（0.721-0.7）*811.9+0.1*0.721*3637.9/8.04= 34.7N/mm,取刚度：35N/mm 整定压力：Ps=0.7Mpa 排放压力：Pd=Ps*1.03=0.721Mpa 介质作用面积：A=3.14*(Dm2)/4=3.14*32.162=811.9mm2 阀瓣开启后受介质作用面积增加部分：A1=3.14*(Dw2+Dm2)/4=3637 .9mm2 本全启式安全阀反冲盘外径按:Dw=2.0D=61.2;取Dw=60mm 密封面中径：Dm=32.16mm, 阀瓣开启高度:h=D/4=32.16/4=8.04mm 钢丝计算直径：d=1.6=1.6=6.3mm故钢丝直径：d=6.0mm =3.14*Dm2*PS/4+h=3.14*32.162*0.7/4+35*8.04=849N 本安全阀采用与密封面中径相同的弹簧中径：即弹簧中径：D2=32 假设弹簧丝径：d=6 弹簧：C=32/6=5.333 弹簧弯曲系数：K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C=1.288 =0.35b=0.35*1079=377.7Mpa2. 弹簧工作圈数：n=(71000*d4)/(8*D23)=（71000*6.04）/(8*323*35)=10.0故弹簧工作圈数：n=10圈3. 弹簧实际刚度：=(71000*d4)/(8*D23*10)=35.1N/mm.4. 计算弹簧节距：极限负荷：Pj=(d3j)/(8KD2)=( 3.14*6.03*485)/(8*1.288*32)=998N.工作极限剪应力：j=0.45b=1079*0.45=485Mpa.极限负荷下变型量：Fj= Pj/=998/35.1=28.4mm.单圈极限变形量：fj= Fj/n=28.4/10=2.84mm.间距：fj，取3.5节距:t=+d=3.5+6.0=9.5.自由度度：H0=nt+1.5d=104mm.工作极限负荷下变形量：Fj=n=10*3.5=35mm.工作极限负荷：Pj=Fj=35.1*35=1228.5N.最大工作负荷:P2=P2y+h=(3.14*Dm2pd1)/4+34.5*8.04=625+277=902N.最大工作负荷下变形量: F2= P2/=902/35.1=25.6mm.最小工作负荷：P1=(3.14*Dm2pd)/4=3.14*32.162*0.7/4=568N最小工作负荷下变形量：F1= P1/=568/35.1=16.2mm最大工作负荷高度：H2= H0-F2=104-25.6=78.4mm最小工作负荷高度：H2= H0-F1=104-16.2=87.8mm弹簧展开长度：L=3.14*D2*n1/cosa=3.14*32*10/0.9958=1009mm弹簧螺旋角:a=arctan(t/D2)= arctan(9.5/(3.14*32)=5.41细长比：b=H0/D2=3.25<3.7，故符合使用要求。安全阀弹簧参数:规格：6.0x32x104,有效圈数：10，总圈数：12，节距：9.5mm，最小变形量：16.2mm，最小负荷：568N，最大变形量：25.8N,最大负荷:902N,极限变形量：35mm,极限负荷：1228.5N,刚度：35.1N/mm,螺旋角：5.41度.五阀座流道直径（表5-190,第1107页）理论阀座流道直径: d0= =29.86mm,因密封材质特殊为配合采购，选用d2=30.6mm的流道直径。流道面积：A=Wr/(5.25*Kdr *pdr*Ksh)=2400/(5.25*0.75*0.87*1)=700.6mm2 排量：Wr=2400kg/hr,(设计输入)额定排放系数：Kdr=0.75(选定) 绝对额定压力排放系数：pdr=1.1ps+0.1=1.1*0.7+0.1=0.87 整定压力：Ps=0.7Mpa 过热修正系数：Ksh=1.0（查表：5-192，第1108页）六实际安全阀额定排量计算（表5-190,第1107页）安全阀额定排量: Wr=5.25*Kdr*A*pdr*Ksh=5.25*0.75*735*0.87*1=2518kg/hr 流道面积：A=3.14D02/4=3.14*30.62/4=735mm2 额定排放系数：Kdr=0.75 绝对额定压力排放系数：pdr=1.1ps+0.1=1.1*0.7+0.1=0.87 整定压力：Ps=0.7Mpa 过热修正系数：Ksh=1.0（查表：5-192，第1108页）