不缩径给水塑料截止阀.pdf

文章编号: 100225855 (2006) 0120011202 作者简介:罗荣尧, (1957 - ) ,女,教授级高工,主要从事轻工业项目开发及技术管理工作。 不缩径给水塑料截止阀 罗荣尧1,罗荣森2 (1 1 中国轻工业成都设计工程有限公司,四川 成都 610015; 21 成都荣森实业股份公司,四川 成都 610065) 摘要 分析了普通给水塑料截止阀阀体流道通径缩小的原因,介绍了一种新型的阀体通径不 缩小的给水塑料截止阀。 关键词 塑料;截止阀;管道工程 中图分类号: TH134 文献标识码: A Plastic cut2off valve without thoroughfare reduced LUO Rong2yao1, LUO Rong2sen2 (1 1Chengdu Engineering Co. , Ltd of China Light Industry , Chengdu 610015 , China ; 21Chengdu Rongsen Co. , Ltd of Industry and Commerce , Chengdu 610065 , China) Abstract : The shortcuts of the common plastic cut2off valve which used in China’s pipe engineering are revealed.The causes of the thoroughfare reduced in the common plastic cut2off valve are analysed emphatically. A new type of plastic cut2off valve without thoroughfare reduced is introduced. And the applied effects of the new type of the plastic cut2off valve are described briefly. Key words : plastics; cut2off valve ; pipe engineering 1 概述 近年来,聚烯烃塑料管道(以下简称塑料管 道)以其突出的优点(如清洁卫生、水阻小、质量 轻、耐腐蚀、安装简便和使用经济等 ) , 在给水工 程中得到了广泛的应用。截止阀是给水管道系统中 使用极为普遍的一种阀门。而塑料截止阀(尤其是 聚丙烯塑料截止阀)也成了塑料管道工程中不可或 缺的组成部分。但是,长期以来,塑料截止阀的实 际性能却远远不能适应塑料管材和塑料管件的发 展,严重影响了塑料管道系统的质量。 2 问题 211 结构 截止阀在管路上所起的作用是控制管路在需要 开启时形成“通”和在需要关闭时形成“断” 。而 截止阀在管路上要实现开启时“通”的功能,必须 具备自身流道畅通无阻的结构。GB/ T 12233 - 1989规定,“阀座内径应与公称通径一致”和“阀 体体腔流道截面积不得小于公称通径的圆面积” (公称通径应与管道内径相对应)。但目前使用的塑 料截止阀,其阀座内径与阀体体腔流道截面面积却 存在严重缩径(图 1) 。 图1 普通塑料截止阀 塑料截止阀阀体存在缩径的主要原因有2个方 面。一是塑料截止阀的阀体通常都是采用一次注塑 —11—2006年第1期 阀 门 成型设备制造,为注塑模具成型时型芯脱模方便, 只能改变阀体体腔流道通径。图1所示A、C处受 成型时脱模制约,其截面积无法与尺寸d相匹配。 二是有些生产者为了节约成本,缩小了阀座尺寸 (图1中B处 ) , 以减小相应阀盖的尺寸。其目的是 为了减少阀盖中价格较高的铜件(图1所示 D) 的 用量,以此来降低阀门的生产成本。 212 性能 阀门的通径直接影响管道系统的压头损失。当 缩径的塑料截止阀安装在管路上时,其必然导致较 大的水头压降。若在给水管道中多处安装该阀(尤 其在多级分流的管道系统中 ) , 则系统的水压将会 出现明显的下降,以至于达不到设计要求。其结果 是导致远端用水点的水压不足,甚至断流。 阀门的流量与流速关系为 Q = Av(1) 式中 Q— — — 流量, m3/ s A— — — 阀体流道截面面积, m2 v— — — 流速, m/ s 阀门局部水头的损失计算式为 h = kv2/2g(2) 式中 h— — — 局部水头损失, m g— — — 重力加速度, m/ s2 k— — — 阻尼系数 由式(1)可知,在流量Q一定的情况下,若 阀体内的流道截面积A越小,则阀体内介质的流 速v就会越大。由式(2)可知,通过截止阀的水 头损失h的大小正比于阀体内介质流速v的平方。 即:当介质通过有“缩径”的截止阀时,相对于不 “缩径”的情况,其局部压力(水头)损失会明显 增加很多。按式(1)和(2)分析,如果截止阀流 道截面积A缩小,势必流速v会增加,而所产生 的压降h的增加又是速度v增加的平方,故流体 流经该截止阀后流体的压降损失严重,从而该管路 系统就难以达到预期的压力设计要求。 对于塑料截止阀的“缩径”状况,为保证管路 系统质量,有的采取在塑料管路中使用金属(不锈 钢、黄铜或铸铁)截止阀。而使用这种方法需要在 阀门与塑料管路的连接处加装一个连接转换件。这 样不仅增加管道成本,而且还会增加渗漏的概率。 3 分析 塑料截止阀属于低压通用阀门。就低压通用阀 门而言,现行的国家标准和行业标准相对比较成 熟。但是对于塑料截止阀而言,则无论国家标准、 行业标准和地方标准目前均属空白。因此,一些塑 料截止阀的生产厂按各自的企业标准组织生产。但 这些企业标准大都避开塑料截止阀“通径”这一关 键参数,使“截止阀阀体体腔流道截面积不得小于 公称通径的圆面积”的基本要求得不到有效的实 现。这就给使用塑料截止阀的管道系统留下了性能 和质量的隐患。基于此,应建立一个针对塑料截止 阀的国家、行业和地方标准体系,以规范塑料截止 阀的产品性能和质量。 4 改进 针对普通塑料截止阀存在的问题,研制出新型 塑料截止阀(图2) ,其制造工艺已获得国家专利。 该新型塑料截止阀阀体的阀座下方,具有向下突出 部分,保证了阀座的前后流道(图2 a、b处)有 充足的介质流通截面,而无缩径形成,改变了普通 塑料截止阀阀体通径缩小的不足。 图2 新型塑料截止阀 新型阀体由2个注塑件组成,再运用二次成型 工艺使之结合为一个完整的截止阀阀体(图 3) 。 由于该制造方法不再受一次性(整体)注塑成型时 必须考虑的脱模和抽芯因素的限制,从而完善地解 决了塑料阀门制造业长期以来一直不能满足截止阀 “通径”要求的技术难题。 此外,在密封技术方面该新型塑料截止阀也有 创新,使密封的安全性大大提高。该阀经有关部门 试用测试,性能优良。 5 结语 随着我国国民经济建设的高速发展,在市政和 (下转第22页) —21— 阀 门 2006年第1期 N400 G02 U0178 W - 0178 I9132 K1181 F30(车R5圆弧) N410 G01 U0172 W - 1 F30(节流形线开始) N420 G01 U0165 W - 1 F30 N430 G01 U0162 W - 1 F30 N440 G01 U0160 W - 1 F30 N450 G01 U0150 W - 1 F30 N460 G01 U0148 W - 1 F30 N470 G01 U0143 W - 1 F30 N480 G01 U0138 W - 1 F30 N490 G01 U0135 W - 1 F30 N500 G01 U0132 W - 1 F30 N510 G01 U0129 W - 1 F30 N520 G01 U0127 W - 1 F30 N530 G01 U0125 W - 1 F30 N540 G01 U0123 W - 1 F30 N550 G01 U0122 W - 1 F30 N560 G01 U0120 W - 1 F30 N570 G01 U0119 W - 1 F30 N580 G01 U0118 W - 1 F30 N590 G01 U0116 W - 1 F30 N600 G01 U0115 W - 1 F30 N610 G01 U0114 W - 1 F30 N620 G01 U0113 W - 1 F30 N630 G01 U0112 W - 1 F30 N640 G01 U0111 W - 1 F30 N650 G01 U0111 W - 1 F30 N660 G01 U0110 W - 1 F30 N670 G01 U0113 W - 2 F30 N680 G01 U0113 W - 2 F30 N690 G01 U0111 W - 2 F30 N700 G01 U0109 W - 2 F30 N710 G01 U0107 W - 2 F30 N720 G01 U0106 W - 2 F30 N730 G01 U0103 W - 2123 F30(节流形线结束) N740 G80(循环结束) ⋯ 程序中,第二、三级节流形线采用循环指令来 编写,缩短了程序长度,使其清晰可读,提高了编 程速度,降低了出错的可能性,大大简化了编程过 程。在程序的形线开头和结尾的数值有部分的改 动,它主要是根据加工中实测的结果进行微调,达 到零件的公差范围,这属于正常的调整。程序的车 圆弧命令G02为逆时针铣圆弧, G03为顺时针铣 圆弧,这 里 的 方 向 设 定 与 常 用 的FANUC、 SIEMENS系统中圆弧命令中的方向相反。本程序 可以反复使用,通过若干次使用程序重复地车削零 件上的毛坯余量来逐渐达到图纸的要求,完成零件 的粗车和精车加工。 4 结语 采用数控车床加工调节阀多级节流阀杆可提高 机床的定位精度和重复定位精度,使得同一批阀杆 互换性好,加工质量稳定,而且大大地减少了人为 因素的影响。当加工轨迹是曲线时,数控机床可以 使进给量保持恒定,这样加工精度和表面粗糙度可 以不受零件形状复杂程序的影响,从而提高了工作 效率,降低了加工成本,确保调节阀在使用过程中 流量特性满足设计要求。 参考文献 〔1〕 刘雄伟.数控机床操作与编程培训教程 〔M〕.北京:机械 工业出版社, 2003. 〔2〕 戴曙.金属切削机床 〔M〕.北京:机械工业出版社, 2001. 〔3〕 方沂.数控机床编程与操作 〔M〕.北京:国防工业出版社, 1999. (收稿日期: 20051121 12) (上接第12页) 11 阀体 21 底盖 (a)阀体零件 (b)组合阀体 图3 新型塑料截止阀阀体 建筑管道工程中塑料截止阀的应用需求正在日益扩 大。随着塑料截止阀阀体流道“缩径”等相关技术 问题的解决以及企业、行业和国家相关标准的陆续 制定,塑料截止阀的生产必将更加规范,从而将进 一步促进聚烯烃塑料管道在工程建设中的广泛应用。 参考文献 〔1〕 GB/ T 12233 - 1989 ,通用阀门 铁制截止阀与升降止式回阀 〔S〕. 〔2〕 美国塑料管道协会著,郑茂鼎,夏德楷译.塑料管道手册 〔M〕.北京:化学工业出版社, 1986. 〔3〕 化学工业部化工工艺配管设计技术中心.化工管道手册 〔M〕.北京:化学工业出版社, 1988. 〔4〕 Lars - Eric Janson , Plastics pipes for water and sewage dispos2 al , Borealis , 1996. 〔5〕 吴大鸣.特种塑料管材 〔M〕.北京:中国轻工业出版社, 2000. 〔6〕 中国标准出版社、全国阀门标准化技术委员会.中国机械工 业标准汇编-阀门卷 〔M〕.北京:中国标准出版社, 2000. 〔7〕 中国管材年鉴编写组,中国管材年鉴 〔M〕.北京:中国轻 工业出版社, 2001. 〔8〕 孙逊.聚乙烯管道 〔M〕.北京:化学工业出版社, 2002. (收稿日期: 20051071 19) —22— 阀 门 2006年第1期