小型波纹管阀门结构的设计
波纹管设计方法
波纹管设计方法波纹管是一种常见的弹性管道，具有较高的抗压性能和耐腐蚀性能，广泛应用于工业领域。
本文将介绍波纹管的设计方法，包括选材、结构设计和应用注意事项等方面。
一、选材波纹管的选材是设计的关键之一。
首先需要根据波纹管的使用环境选择合适的材料，常见的材料有不锈钢、铜、铝等。
不同材料具有不同的特性，如不锈钢具有较好的耐腐蚀性能和机械强度，适用于腐蚀性介质的输送；铜具有良好的导热性能，适用于高温环境；铝具有较轻的重量，适用于轻负荷的场合。
其次，需要根据工作压力和温度等参数选择合适的厚度和材质强度。
二、结构设计波纹管的结构设计包括波纹形状和尺寸的确定。
波纹形状一般有U 型、V型和S型等，不同形状对波纹管的柔韧性和抗压能力有影响。
常见的U型波纹管具有较好的柔韧性，适用于需要弯曲的场合；V 型波纹管具有较好的抗压能力，适用于承受较大压力的场合；S型波纹管则综合了柔韧性和抗压能力的优点。
波纹尺寸的确定需要考虑到波纹管的工作压力和温度等因素，一般通过计算或经验公式来确定。
三、应用注意事项在波纹管的设计和应用过程中，还需注意以下几点。
首先，波纹管的连接方式应选择合适的接头，确保连接牢固和密封性能好。
其次，波纹管的安装应注意避免过度弯曲和拉伸，避免对波纹管造成损坏。
同时，还需注意波纹管的使用温度范围，避免超过其承受能力。
此外，定期检查和维护波纹管的状态也是保证其正常运行的重要环节，及时发现并修复波纹管的损坏和老化问题。
波纹管的设计方法涉及到选材、结构设计和应用注意事项等方面。
合理的选材和结构设计可以提高波纹管的使用寿命和性能，而正确的应用和维护则可以确保波纹管的正常运行。
在实际应用中，设计人员需要根据具体的工况和要求来进行综合考虑和分析，以确保波纹管的设计满足工程需求。
波纹管阀门设计标准(一)
波纹管阀门设计标准(一)波纹管阀门设计标准简介波纹管阀门作为一种重要的流体控制装置，在工业生产中扮演着关键的角色。
本文将介绍波纹管阀门的设计标准，以确保其安全、稳定和可靠的性能。
波纹管阀门设计标准的重要性•波纹管阀门设计标准的制定有助于规范生产过程，提高产品质量。
•标准化的设计可以减少生产过程中的错误和损失，提高工作效率。
•设计标准的遵循能够保证波纹管阀门的安全运行，减少事故发生的概率。
波纹管阀门设计标准的要求•材料选择：合适的材料能够保证阀门的耐腐蚀性和强度，常用的材料有不锈钢、钛合金等。
•结构设计：阀门的结构应简单、紧凑，方便维修和更换部件。
•密封性能：阀门的密封性能决定了流体流动的稳定性和泄漏的可能性，应满足相关标准的要求。
•操作方式：阀门的操作方式应简单直观，方便工作人员进行控制。
•安全性能：阀门应具备较高的耐压能力和抗冲击性，防止可能的事故发生。
•尺寸标准：阀门的尺寸应符合相关行业标准，以便于与其他设备进行连接和安装。
波纹管阀门设计标准的制定•国家标准：相关国家制定的标准为波纹管阀门设计提供了指导，例如国家标准GB/T 。
•行业标准：不同行业会制定适用于自身领域的阀门设计标准，如石油、化工、制药等。
•国际标准：国际标准化组织（ISO）和其他国际组织制定的标准为波纹管阀门设计提供了全球统一的指导。
结论遵循波纹管阀门设计标准是确保产品质量和安全性的关键。
各方面的设计要求，材料选择，操作方式，以及尺寸标准等都需要符合相关标准的要求。
只有在设计、制造、安装和维修过程中严格遵守标准，才能保证波纹管阀门的性能和可靠性。
参考文献： - GB/T 《金属弹性体密封管行业插装孔型波纹管阀门》 - International Organization for Standardization. ISO Valve Standards. [Accessed 2022].。
波纹管阀门的填料密封结构
06Crl9Ni10波纹管使用温度可达450℃，它适用于腐蚀性介质的阀门。这种波纹管带有焊接的法兰，如图9所示，利用电弧焊将法兰焊接在阀门零件(阀盖或阀杆)上。这种固定方法比较牢固。
当一个波纹管的行程不够大时，可采用两个或多个波纹管串联，如图8所示。
1)单层波纹管。波纹管的结构应该设计成压缩后仍能保证长期工作的能力。波纹管与阀门的连接应该绝对密封。波纹管使用长了安装方便，波纹管常常带有尾套。单层波纹管不需要尾套既可以安装。
含锌的20％的铜锌合金波纹管使用温度和压力都比较低，因此，它与阀门零件的连接可以采用软质铅锡为焊剂的钎焊，对于重要的连接，通常采用硬质焊剂(银)的钎焊。
单层不锈钢制波纹管的连接可以采用图4的方法。波纹管的圆柱套在连接件的恰当位置并用绝缘短脉冲焊焊上。由于电流的脉冲短，其中一个零件壁厚很薄(厚度0.05～0.5mm)也可以焊上。为了保证焊缝质量，波纹管应完全套在被焊接件上。
2)多层波纹管。不锈钢制多层波纹管带有连接螺纹套筒，利用螺纹套筒可以与其他零件相连接。通常在螺纹套筒上做出一个很薄的接头，沿管接头圆柱面用电脉冲焊(图5)或沿管接头边缘氩弧焊(图6)把管接头焊在连接件或接缝上。采用电脉冲焊时，波纹管的更换比较困难。如图7采用机械固定，这种方法检修费用较少。
波纹管阀门的填料密封结构
随着化工、核工业等现代工业的迅速发展，易燃、易爆、剧毒和带放射性介质的管道日益增多，用于这些管道和装置上的阀门，对它们的外漏密封有特殊严格要求，使用一般的填料密封装置已满足不了要求，因此，需要采用带波纹管的阀杆密封结构，如图1所示。波纹管一般采用滚焊或氩弧焊与阀盖上的凸缘或其他零件连接在一起。波纹管连接的结构设计一般如下所述。
阀门用波纹管设计标准
阀门用波纹管设计标准阀门用波纹管设计标准：开启工业安全的神秘之门嘿，你知道吗？在工业的广袤天地里，就像超级英雄要有酷炫的装备才能拯救世界一样，阀门也有它的“神级装备”——波纹管，而这波纹管的设计可是有一套严格的标准呢！要是不遵循，那工业生产的“战场”可能就会乱成一锅粥啦！**一、“精准尺寸大作战：毫米之间定乾坤”**在波纹管的世界里，尺寸可不能马虎，这就好比给超级英雄定制战衣，差之毫厘，谬以千里！波纹管的尺寸，那可是精细到毫米级别的较量。
就像给灰姑娘做水晶鞋，必须要分毫不差，才能完美匹配。
管径、波距、壁厚，每一个参数都像是精心编排的舞步，一步都不能错。
管径太小，流量不够，好比小水管想供应大游泳池，那不得累得气喘吁吁；管径太大，又浪费材料还可能安装不合适，就像给瘦子穿了件大胖子的衣服，松松垮垮没型。
波距和壁厚也是如此，精准的尺寸设计才能让波纹管在工作时承受住压力的“狂轰滥炸”，稳如泰山。
比如说，在高压环境下的阀门，如果波纹管的壁厚不够，那简直就是“纸糊的老虎”，一戳就破，后果不堪设想！所以，精准的尺寸设计就是波纹管的“护身铠甲”，yyds！**二、“材料魔法秀：挑对材质展神功”**材料的选择，那可是波纹管的“魔法秘诀”！波纹管的材料就像是魔法师手中的魔法棒，不同的材料有着不同的魔力。
不锈钢，那是坚固耐用的“钢铁侠”，抗腐蚀能力绝绝子，能在恶劣环境中屹立不倒；而一些特殊合金，就像是拥有神秘力量的“奇异博士”，应对高温高压等极端条件不在话下。
要是选错了材料，那就像是让孙悟空拿着猪八戒的九齿钉耙去打怪，威力大减！比如在腐蚀性强的介质中，选了不耐腐蚀的材料，波纹管很快就会“败下阵来”，导致阀门失效，这可就是一场“工业灾难大片”啦！**三、“波形设计秘籍：曲折之中藏玄机”**波形设计，这可是波纹管的“独家秘籍”！波纹管的波形就像山路十八弯，每一道弯都有它的讲究。
U 形、S 形、C 形，各种形状可不是为了好看，而是有着实实在在的功能。
波纹管阀门介绍课件
2. 压力测试
对阀门进行水压或气压 试验，检测其密封性能
和强度。
3. 性能测试
在模拟实际工况的条件 下测试阀门的开启和关
闭性能。
05
波纹管阀门的维护 与保养
日常维护
每日检查
每天对波纹管阀门进行外观检查 ，确保阀门无异常声响、泄漏、
腐蚀或损伤。
清洁与除尘
定期清除阀门上的灰尘和污垢， 保持阀门清洁，防止堵塞或腐蚀
各种腐蚀性介质。
高纯度介质的测量与控制
03
由于波纹管阀门具有良好的密封性能和较低的泄漏率，因此适
用于高纯度介质的测量与控制。
04
波纹管阀门的设计 与制造
设计原则与流程
• 设计原则：确保阀门性能稳定、操作简便、安全可靠、寿 命长久。
设计原则与流程
设计流程 1. 确定阀门类型和规格。
2. 进行流体力学分析。
真空系统
在真空系统中，波纹管阀 门能够承受高负压，保证 系统的稳定运行。
其他领域应用
能源领域
在核能、太阳能等新能源领域，波纹 管阀门因其耐高温、耐高压等特点而 得到应用。
环境工程
科研实验
在各种科研实验中，波纹管阀门因其 精确控制和稳定性能而得到广泛应用 。
在城市排水、雨水收集等领域，波纹 管阀门有助于实现环保和节能。
02
波纹管阀门的应用
工业领域应用
01
02
03
石油化工
用于控制油品、化学品的 输送和反应过程，防止介 质泄漏。
制药行业
在制药生产线中，波纹管 阀门能够确保洁净的生产 环境，防止交叉污染。
食品加工
在饮料、乳制品等生产线 中，波纹管阀门因其卫生 性能好而得到广泛应用。
(整理)波纹管安全阀结构
波纹管安全阀结构外汇储备破万亿大关中国经济升级大门悄然打开中国外汇存底最快将于本月突破一兆(万亿)美元大关，这个中国人为傲的国力表现，对中国经济发展带来了什么关键影响？中新社发绍常摄中国外汇存底最快将于本月突破一兆(万亿)美元大关，这个中国人为傲的国力表现，对中国经济发展带来了什么关键影响？第357期《天下》杂志载文指出，中国的外汇存底冲破一兆美元的同时，经济波纹管阀门>>波纹管闸阀>>锻钢波纹管闸阀产品名称：锻钢波纹管闸阀产品型号：WZ41Y产品口径：DN10-50产品压力：0.6~32.0Mpa产品材质：铸钢、不锈钢、合金钢等产品概括：生产标准：国家标准GB、机械标准JB、化工标准HG、美标API、ANSI、德标DIN、日本JIS、JPI、英标BS生产。
阀体材质：铜、铸铁、铸钢、碳钢、WCB、WC6、WC9、20#、25#、锻钢、A105、F11、F22、不锈钢、304、304L、316、316L、铬钼钢、低温钢、钛合金钢等。
工作压力1.0Mpa-50.0Mpa。
工作温度：-196℃-650℃。
连接方式：内螺纹、外螺纹、法兰、焊接、对焊、承插焊、卡套、卡箍。
驱动方式：手动、气动、液动、电动。
产品详细信息锻钢波纹管闸阀产品介绍：锻钢波纹管阀门有二种阀盖设计形式。
第一种是螺栓式阀盖，按这种设计形式设计的阀门，其阀体与阀盖用螺栓螺母连接，缠绕式垫片(304L夹柔性石墨制造)密封。
客户有特殊要求时也可采用金属环连接。
第二种设计形式是焊接式阀盖。
按这种设计形式的阀门，其阀体与阀盖用螺纹连接，全焊密封。
客户有特殊要求时也可采用全焊逶连接。
波纹管阀门设计结构特征：波纹管阀门符合APl602。
MSS-SP-118．B55352和ANSI B16．34，检验与测试按APl598。
标志按MSS-SP-25采用以下结构：自定心压板压套式螺栓连接，缠绕垫片密封式阀盖和螺纹连接，全焊密封式阀盖整体式上密封座承插端符合ASME B16.11螺纹端符合(NPT)AMME B1.20.1明杆支架型(OS&Y)阀杆带注脂阀锻钢波纹管闸阀标准材质明细表序号零件名称CS to ASTM AS to ASTM SS to ASTM TypeAl05 TypeA182 F22Type A182f304(L)Type A182F316(L)l 阀体A105 A182 F22 A182 F304(L)A182 F316(L)2 阀座A276 420 A276 304 A276 3040A276 316(L)3 闸板A276 420 A276 304 A276 304(L)A276 316(L)4 阀杆A182 F6a A182 F304 A182 304(L) A182 F316(L)5 波纹管304 304(L) 316(L)6 阀盖A105N A182 F22 A182 F304fLlA182 F316(L)7 填料柔性石墨 Flexl‘ble Graphite A276 3048 吊紧螺栓 /螺母A193 B8／A194 2H A193 B8／A194 4A193 B8/A194 B A193V8/A194 8M9 填料压套A276 420 A182 F30410 填料压板A105N A182 F304 1l 阀杆螺母A276 42012 手轮A19713 加长套A105 A182 F22 Al 82 F304(L) A182 F316(L)14 下拖板A182 F304 A182 F304 A182 F304(L) Al 82 F316(L)15 上拖板A182 F304 A182 F304A1 82F304(L)A182F316(L)16 螺钉A276 420 A182 F30417 锁紧螺母A194 2H A194 4 A194 8 A194 8M适用介质水、蒸气、油品等水、蒸气、油品等硝酸、醋酸等适用温度-29℃～425℃-29℃～550℃-29℃～180℃注意：客户需求的其他材质也可采用。
单座波纹管调节阀工作原理
单座波纹管调节阀工作原理波纹管调节阀的“心机”运转：一个阀门背后的精密故事嘿，大伙儿！今天咱们要揭秘一个看似平常却内藏乾坤的小家伙——单座波纹管调节阀。
这家伙在工业生产中可是扮演着至关重要的角色，它的每一次微妙动作都关乎到工艺流程的顺畅与精准调控，宛如一台微缩版的精密机械交响乐。
首先，让我们揭开这神秘面纱的一角，走进波纹管调节阀的内部世界。
单座波纹管调节阀，顾名思义，其核心部件之一便是那富有弹性的波纹管。
这个波纹管，就像一根身怀绝技的弹簧，外表低调内敛，实则藏着巨大的能量与智慧。
它能巧妙地吸收管道中的压力波动，通过自身的伸缩变形来实现对介质流量的精确把控，真可谓“外柔内刚”。
再来瞧瞧阀门的核心运作机制。
当控制系统发出指令时，执行机构便开始起舞。
这个执行机构，就像阀门的大脑和肌肉，接收到信号后立即行动，驱动阀杆上下移动。
阀杆深入波纹管之中，犹如指挥家手中的指挥棒，每一下轻触都会引发波纹管的细腻响应。
而波纹管的变化又会直接影响阀瓣的位置，从而改变流道截面积，这就是阀门调节流量的秘密所在。
更令人拍案叫绝的是，波纹管还起到了隔绝外界环境与阀杆间直接接触的作用，形成一道密封屏障，有效防止了外部腐蚀性、高温或低温介质对阀杆及填料函的侵害，延长了阀门的使用寿命。
这真是“一石二鸟”，既保证了控制精度，又增强了设备的耐用性。
当然，这一切精密操作的背后，离不开严谨的设计理念和精湛的制造工艺。
从选择合适的材质打造波纹管，到精心调试每个零部件之间的配合，再到严格的质量检测，每一个环节都凝结着工程师们的智慧与匠心。
总结来说（尽管您要求不写总结段落，但这里的情感表达忍不住），单座波纹管调节阀就是这样一个充满创新科技力量的艺术品，它的每一次悄然变化都在讲述着工业自动化背后的故事，是现代工业流程里不可或缺的“小精灵”。
这样的阀门，既是科学与技术的结晶，更是人类智慧与情感的独特注解。
每一颗螺丝钉都有它的使命，每一个波纹都承载着一份责任，它们共同编织了一曲流淌在钢铁脉络中的和谐旋律。
波纹管阀门进行设计
如何正确的对波纹管阀门进行设计
波纹管阀门是用波纹管作为阀杆密封元件的阀门。
它常用于对阀杆密封要求严格的场合，如用于高真空的场合和核工业中。
如今，人们对阀门的密封要求也越来越高，特别是核装置或石油化工行业。
那么在设计过程中究竟有哪些注意事项呢？
1、波纹管与阀杆的空隙,通常取1～2mm。
2、波纹管不能接受扭矩,设计时应保证波纹管只拉伸和紧缩。
3、金属波纹管阀门在启闭状况时波纹管别离处于紧缩和拉伸状况。
4、波纹管应有接受压力所有必要的最小迭层厚度,并要求进行实验。
5、留意波纹管资料的相容性,实践证明inconel合金是波纹管耐高温高压的较好材料。
6、波纹管的焊接质量应有技术鉴定和焊接记载。
7、作为节流用的波纹管阀应思考流速对波纹管的影响。
8、波纹管具有必定的刚度,应思考波纹管拉伸或紧缩时导致的操作力矩的添加。
采用波纹管代替普通阀门上的填料函或与填料函并用，可使阀杆部位无泄漏，以防止放射性物质或贵重物质外漏，或保持高真空。
再加上波纹管的应用范不断增大，奥光提醒用户一定要进行波纹管阀门的设计，保证波纹管在作业过程中得到良好应用。
阀门用金属波纹管的参数和结构设计_李增祥
波纹管波数根据阀门启闭行程 W 确定 。 通
常波纹管的单波结构位移约为波距的 40 %, 单 波最大许用位移约为结构位移的 75 %。使用位
移为最大许用位移的 50 %～ 70 %, 单波使用位
移为 (0.15 ～ 0.2) t , 因此波纹管波数 n 为
n
=(0.1 5
W ～ 0.2)
常用 的 波 纹 管 材 料 有 铜 合 金 (H80 、 QSn6.5-0.1 、QSn6.5-0.4 、Qbe2)、 奥氏体不锈 钢(1C r18Ni9Ti 、 0Cr18Ni9 、00Cr17Ni14Mo2)和 高温 耐蚀 合金 (蒙 乃尔 、 因科 镍 625 、 哈氏 C276)。铜合金加工性能好 , 价格低廉 。奥氏 体不锈钢加工性能好 , 具有良好的耐蚀性 。高
图 1 波纹管密封截止阀
3.2 波形及内外径的选择
波纹管依波形 、 壁厚层数和结构的不同其
性能也有差异 。波 纹管有 U 形 、 C 形 、 Ψ形 和 S 形等波形 。 应用于阀门的主要有 U 形和 S
形 , 一般常用的是 U 形 。 在承受较 高工作压
力和较大位移的条件下 , 采用多层 U 形波纹
L 1 ———有效长度 , mm 3.5 刚度和有效面积的计算
刚度和有 效面积是 波纹管的 重要性能 参
数 , 其中
Fe =4π
D +d 2
2
K
= 6n
N πE (δ0/ S)3
(1 -μ2)
d′2 2
f 0(S)
式中 Fe ———波纹管有效面积 , cm2
K ———波纹管轴向刚度 , N/ mm
阀门作为一种流体控制设备 , 密封是首要 解决的问题 。以截止阀和节流阀为例 , 解决阀 杆和阀盖移动间隙密封问题的传统方法是填料 密封结构 。但对于外漏密封有特殊严格要求的 工况 , 需要采用波纹管密封结构 。
波纹管阀门设计标准
波纹管阀门设计标准一、材料选择1.1波纹管阀门的主要部件，如阀体、阀瓣和阀杆等，应选择耐腐蚀、高强度和耐磨损的材料。
常用的材料包括不锈钢、钛合金、合金钢等。
1.2不锈钢具有较好的耐腐蚀性和美观性，适用于大多数流体介质，如酸、碱、盐溶液和纯水等。
钛合金具有更高的强度和耐腐蚀性，适用于强腐蚀性介质，如海水和某些有机溶剂。
合金钢具有较好的强度和耐磨性，适用于高温高压流体介质。
二、结构设计2.1波纹管阀门应设计成易于拆装和维修的结构形式，方便更换部件和维修保养。
2.2阀体应设计成能够方便地与管道连接的结构形式，如法兰连接、螺纹连接等。
阀盖应能够适应不同的管道直径和压力等级，并能够保证密封性能。
2.3阀瓣应能够适应不同的流体介质和温度条件，并能够保证密封性能。
波纹管作为阀瓣的弹性元件，应具有高强度、耐腐蚀和耐磨损等性能。
2.4阀杆应具有高强度、耐腐蚀和耐磨损等性能，并能够方便地操作和控制阀门的开启和关闭。
三、密封性能3.1波纹管阀门的密封性能应满足相关标准的要求，如GB/T13927-2008《工业用阀门密封性能试验方法》等。
3.2阀门应具有较好的密封性能，以防止流体泄漏和污染环境。
密封性能的测试应包括静密封和动密封两种情况。
3.3静密封是指阀门关闭后，阀体与阀盖之间的密封。
应采用适当的密封材料和结构形式，以保证阀门的密封性能。
常用的密封材料包括橡胶、聚四氟乙烯等。
3.4动密封是指阀门开启或关闭过程中，流体通过阀门时的密封。
应采用适当的密封结构和控制方式，以保证流体流动的稳定性和泄漏的可能性。
常用的密封结构包括圆锥形、球形和直通式等。
四、其他要求4.1波纹管阀门的设计应考虑流体的流动特性，如流速、压力、粘度等，以优化阀门的控制性能。
4.2阀门的设计应考虑温度的影响，以保证在高温或低温条件下仍能保持良好的性能。
4.3阀门的设计应考虑经济性因素，尽可能降低制造成本和使用成本。
同时，应考虑环保和节能等方面的要求。
波纹管设计
1 概述金属波纹管阀门的波纹管下端焊接在阀杆上，以防止工艺流体浸蚀阀杆，另一端置于阀体和阀盖之间构成静密封。
采用合适的材料，波纹管阀可用于高温500℃和高压2500Ib（42MPa）工况中。
通常阀门行程为波纹管自由长度的15%，因而波纹管占据很大的压力空间，制造工艺相对复杂，价格较贵。
但与传统填料密封阀门相比，阀杆的密封更加可靠，在外泄漏要求比较严格的场合，如有毒介质、强腐蚀介质和放射性介质以及热油等场合中应用广泛。
2 设计要求波纹管阀门最常用的结构形式为波纹管截止阀和闸阀。
波纹管截止阀因为其启闭行程短，易于制造与之匹配的波纹管而使用广泛。
闸阀由于需要的行程较长，制造波纹管的难度增大，使大口径波纹管闸阀的使用受到限制。
2.1 阀门寿命波纹管阀门的全开-全关-全开过程为一个循环（一次），美国阀门和管件制造者标准协会MSSSP-117规定波纹管阀门寿命如表1。
在不同的工况条件下，波纹管阀门的寿命要求也不一样，设计时应满足客户的具体要求。
表1 波纹管阀门寿命2.2 阀门试验波纹管阀门的试验分为型式试验和产品试验。
2.2.1 型式试验波纹管阀门的关键部件是波纹管。
波纹管的型式试验可以是波纹管阀门，也可以是用连波纹管的工装，但工装的载荷、行程、压力和间隙等应与实际的波纹管阀门相同。
型式试验前先完成1.5倍设计压力的强度试验。
型式试验应从每一基本设计和材料中随机抽取至少3台试验，最短寿命不低于表1规定。
试验温度为常温，试验压力为常温时材料规定的工作压力。
寿命试验结束后用0.6MPa的空气试压，波纹管及其连接接头进入水中，观察是否有气泡产生。
或用氦气检漏仪器测试，其泄漏率不大于10-6cm3/s。
2.2.2 产品试验每台波纹管阀门除正常的阀门试验外，还必须使用氦气检漏仪器测试，其泄漏率不大于10-6cm3/s。
3 波纹管的选择波纹管阀门设计时，合理选用波纹管是决定阀门质量的关键。
选用时应考虑波纹管材料、阀门使用寿命、工作压力和工作温度等的影响。
阀门用金属波纹管的参数和结构设计
屏障 , 以解决滑动密封引起的泄漏 ( 图 1) 。 波纹管的一端焊接在阀杆上 , 另一端焊接在一 个固定的法兰上 , 构成波纹管组件 。阀杆直线 运动时 , 波纹管压缩或拉伸 , 阀门完成启闭动 作 。波纹管密封比填料密封具有更高的可靠 性 。尤其在高腐蚀性 、放射性 、有毒 、有害 、 高纯及昂贵流体系统中应用 , 特点更为突出 。 3 波纹管设计 311 材料选择
构时 , 对扩口直径 、扩口长度应参照有关标准 或选型样本 , 不应随意选取 。波纹管两端的结 构可根据需要选择 。 6 结语
关于波纹管的理论计算 , 还有更为精确的 方法 , 但由于涉及了较深的基础理论和数学计 算 , 工程上应用不方便 , 故不做介绍 。
参考文献
〔1〕徐开先. 波纹管类组件的制造及其应用 〔M〕. 北京 : 机械工业出版社 , 1998.
加 , 通常
Pn外 = (115～6) Pn内
Ps外
=
014 ENδ0
D - d′2 2
(1 - μ) 2
D
2
d′3 L 1
式中 Pn内 ———波纹管承受内压时的最大耐压
力 , M Pa
Ps内 ———波纹管承受内压时总体失稳压
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常用 的 波 纹 管 材 料 有 铜 合 金 ( H80 、 QSn6152011 、QSn6152014 、Qbe2) 、奥氏体不锈 钢(1Cr18Ni9 Ti 、0Cr18Ni9 、00Cr17Ni14Mo2) 和 高温耐蚀合金 ( 蒙乃尔 、因科镍 625 、哈氏 C276) 。铜合金加工性能好 , 价格低廉 。奥氏 体不锈钢加工性能好 , 具有良好的耐蚀性 。高
002-波纹管阀门 基础知识
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管的选择
表2 不同材料和温度的压力系数kt
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管选择
表3 与位移有关的温度系数kω
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管选择
表4 寿命系数kf
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管选择
表5 波纹管数据（基于1Cr18Ni9MoTi）
波纹管阀门结构设计和设计技巧
闸阀由于需要的行程较长，制造波纹 管的难度增大，使大口径波纹管闸阀的使 用受到限制。
波纹管阀门结构设计和设计技巧
设计要求
1.阀门寿命 波纹管阀门的全开--全关--全开过程为
一个循环（一次），美国阀门和管件制造 者标准协会MSS-SP-117规定波纹管阀门 寿命如表1。
波纹管阀门结构设计和设计技巧波 Nhomakorabea管选择波纹管阀门结构设计和设计技巧
结构设计
用途
当介质是有毒的、挥发性的、放射性的或因极 其昂贵不允许被往复运动的阀杆带来外泄 漏时， 常常采用波纹管密封阀盖。这种特殊的阀盖结 构可以保护阀杆和阀门填料，避免其与 过程流 体接触，同时在波纹管密封元件上面采用标准 或环保填料函结构，可以避免万一波纹 管破裂 失效时所产生的灾难性后果。所以，平时应注 意观察阀杆填料处是否外漏，若填料参 漏，波 纹管阀就可能出问题。
设计要求
在不同的工况条件下，波纹管阀门的寿命要求 也不一样，设计时应满足客户的具体要求。 表1 波纹管阀门寿命
波纹管阀门结构设计和设计技巧
设计要求
表1 波纹管阀门寿命
波纹管阀门结构设计和设计技巧
设计要求
2试验 波纹管阀门的试验分为型式试验和产品试验。
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管截止阀结构(图),波纹管截止阀作用及特性
波纹管截止阀结构(图)，波纹管截止阀作用及特性
波纹管截止阀结构：
波纹管截止阀主要是填料的密封改为波纹管密封，波纹管外表面的上部与阀体焊在一起，这样形成一个密闭空间，液体就在这个密闭空间内。
而阀杆是插在波纹管里面的，波纹管底部与阀芯连接在一起，波纹管的伸缩来控制阀芯的开度。
所以波纹管不裂就不可能有漏。
波纹管密封可靠性非常高，可以用在有毒的介质或者气体。
如氯气。
防止外漏。
波纹管截止阀结
构特性：
1、双重的密封设计(波
纹管+填料)若波纹管
失效，阀杆填料也会避
免泄漏,并符合国际密
封标准
2、没有流体损失，降
低能源损失，提高工厂
设备安全
3、使用寿命长，减少
维修次数，降低经营成
本
4、坚固耐用的波纹管
密封设计，保证阀杆的
零泄漏，提供无需维护
的条件
5、气体介质阀座采用
波纹管截止阀结构图
PTFE软密封材料提
高本阀的密封性
6、耐高温≤425℃阀座
采用锥面硬密封。
达到
气密性能零泄漏
波纹管截止阀作用：
波纹管在截止阀的作用是用来密封，防止介质从阀杆处泄露，波纹管下端与阀杆使用密封焊连接，上端与压盖使用密封焊连接，压盖与上法兰之间一般安装金属缠绕垫片保证密封。
波纹管截止阀密封性极强，极少出现外漏状况。
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Abstract: In this paper， according to applied environment and function of minitype corrugated tube valve， the design w ays of minitype corrugated tube valve including the valve materials， structure parameters of corrugated tube and inside sealing specific pressure of valve are introduced． Key words: valve; corrugated tube; structure; design 1 概述 在氢及氢同位素处理系统中需要使用一种小型 的( 阀门通径约 Φ2mm ) 抗氢脆、 耐腐蚀、 抗辐照的 外密封性好， 氦漏率 ＜ 中低压阀门。要求阀门的内、 1 × 10 － 9 Pa·m3 / s， 阀门的使用寿命 ＞ 100 次。 在氢 及氢同位素环境长期贮存后， 阀门应具有较高的工 作可靠性。 由于氢处理系统对氢气的纯度要求很 高， 不能使用普通的填料阀， 特别是在处理氢同位素 时， 不允许阀门发生任何渗漏。为此， 设计了外界无 漏点的小型波纹管阀门作为氢系统用阀门。 2 工作原理 波纹管 阀门 以波 纹 管 作 为 阀 杆 密 封 元 件 ( 图 1 ) 。波纹管一端焊接固定 在阀 盖和 阀 座上， 另一端 焊接在阀杆上， 阀 杆上下运动带动波纹管 压 缩或拉 伸， 波纹管起阀 杆 密封 和弹 性 元件 的作用。 关闭 阀 阀杆向下移动， 阀 瓣随之向下移动 压 紧 密封 门时， 面， 阀门 关闭。 开启 阀门 时， 提升 阀 杆， 阀 瓣离开 密 阀门打开完成开启动 作。 波纹管 的 轴向行 程 封面 ， 通过阀杆移动的机械限位控制
［2 ， 3 ］ ， 使成型相对困难 所以， 选 用 单层 U 形波纹 的 波 纹管。参照波纹管 相 关 标准 和 设计要求， 波纹管 内
径取 Φ6mm， 外径取 Φ10mm。 ( 2 ) 波数 波纹管波 数 根据 阀门 启闭行 程 W 确 定。 通 常 波纹管的单波结构位移 约 为波 距 的 40% ， 单 波 最大 许用位移 约 为 结构 位 移 的 75% 。 使用位 移为 最大 许用位移的 50% ～ 70% ， 单 波 使用位 移为 ( 0. 15 ～
波纹管的壁厚 s 通常根据阀门的压力 等 级 按 照 相关标准和资料预先选 定， 再 根据 公 式 验 算 波纹管 的耐压力。高压波纹管 一 般 采 用 多层结构， 以降低 波纹管的刚度 和 应力。 波纹管 耐压力 验 算 时， 应考 虑波纹管波形在压力作用下开始发生塑性变形时的
图4 波纹管结构
2012 年第 1 期
稿
约
《阀门》 杂志 1972 年创刊， 国 内外 公 开发行。 国 内 刊号 为: CN21 － 1131 / TH， 国 际 刊号 为: ISSN 1002 － 5855 ， : 8 － 80 ， : BM1685 ， 。 国内邮 发 代号 为 国 外 邮 发 代号 为 双月刊 本 刊 是 我国 阀门 行 业唯 一一 份 公 开发行 的技术期刊， 面向石油、 化工、 电站、 矿山、 煤气及热力管网、 给排水管网、 冶金等与阀门有关的行业。 为使期刊与国际接轨， 使科技论文格式标准化和规范化， 特定投稿须知如下: 1. 来稿在内容上应有较高的 学 术水 平 和 技术创新 性。 要密 切联 系 生 产实际， 具有较高的 推广 应用 价 。 ， ， ， ， ， 值 在表述上应做到观点明确 论据充分 结构合理 层 次 清楚 语言 通 顺 文字简炼。 开 篇 应 说明论文 所 述 内容在国内外的发展现状和应用前景， 重点突出核心技术问 题， 明 确 作 者 的 创新 点和 技术突 破 点， 给出 实 现 机理、 方案及相关图表， 并给出试验结果和应用前景， 结束时应对论文有明确的结论。 2. 本刊写作次序是: 文字题目， 作者姓名， 作者单位， 详细通讯 地 址， 邮 编， 文 章摘 要， 关 键词， 英 文 题目、 作者姓名、 作者单位、 通讯地址、 文章摘要和关键词， 正文， 参考文献， 作者简介。 3. 文题应简明、 具体、 确切， 概括文章 的要 旨， 中 文 题名 一 般 不 超 过 20 个 汉 字， 题名 中应 避免 使用 非 公 知公用的缩略语、 字符、 代号以及结构式和公式。 4. 文章均应有作者署名， 并在 文 章 结 尾 给出 作 者 简 介， 其内容 包括姓名 ( 出 生 年 － ) ， 性 别 ( 民族 ) ， 籍 " 隔开， 贯， 职称， 学位及研究方向。多位作者的署名之间应用逗号" ， 不同工作 单 位的作 者， 应在 姓名 右 上 角 加注不同的阿拉伯数字序号， 并在其工作单位名称之前加与作者姓名序号相同的数字， 以便于建立作者与其 工作单位之间的关系。多位作者应给出第一作者简介， 多位作者的排序应在投稿时确定， 不得在编排中再作 更改。 5. 摘要应具有独立性， 不应出现图表、 冗长的数学公式和非公知公 用的 符 号 及 缩 略 语， 准确 反映 论文 的 研究内容。中文摘要篇幅为 100 ～ 300 字。英文摘要和关 键词 应 与 中 文 摘 要 和关 键词 相 对应。 每 篇文 章 可 选 3 ～ 8 个关键词。 6. 文中计量单位应采用法定计量单位， 一律用符号表示。 7. 给出必要的参考文献 3 ～ 10 个， 并在文内用上角标标出。 8. 来稿请给出详细通信地址、 邮编、 电话号码及 E － mail， 以便联系。
［4 ］ 0. 2 ) t， 因此波纹管波数 n 为
( a) N 型( 内配合)
( b) W 型( 外配合)
n= 式中
W ( 0. 15 ～ 0. 2 ) t
图3
பைடு நூலகம்波纹管的端部结构
( 1)
W— — —阀门启闭行程， mm N— — —波纹管波数 t— — —波距， mm 根据计算和实际使用条件， 波纹管取 6 个波。 ( 3 ) 壁厚确定
最大耐压力 P n ( 临 界 失 稳 压力 ) 和 产 生 总 体失 稳 时 的压力 P S ( 总体失稳压力) 。根据实际条件， 选取 波 纹管壁厚 s = 0. 12mm。 ( 4 ) 使用寿命确定 为提 高 波纹管 的使用寿命， 应 根据 使用要求 确 定波纹管的工作位 移和 结构， 使 波纹管 始终 工作在 良好的状态。 由于 波纹管 的 行 程不能 超 过 工作位 移， 波纹管的轴向行 程通 过 阀 杆移动 的 机械限 位 控 制， 可采取一定的结构设计措施， 避免驱动装置螺纹 副转动使波纹管扭转而产生的扭曲变形。压力冲击 对波纹管使用寿命会造成影响。在快速关闭阀门过 程中产生的压力 峰值 会 使 波纹管 产 生 较 大 变 形， 从 而降低波纹管 的使用寿命。 由于 许 多 情况 难 以 预 ［3 ， 5 ］ 。如 计， 对波纹管 的耐压 强 度设计要 留 有 余地 果波纹管使用和安装 不 正 确， 工作 时 产 生 的 各 种 附 ［5 ］ ， 加应力 同样会降低波纹管的使用寿命 。 ( 5 ) 端部结构 通 常 波纹管端 部 与 阀 杆或 法兰 采 用 焊接 连 接， 因此在选用波纹管端 部 结构 时， 要同 时 考虑 焊接和 波纹管成形的工艺性。常用的两种阀门用波纹管端 部基本结构形式为 N 形和 W 形 ( 图 3 ) 。 根据波纹 管与阀杆和阀体的 焊接 结构， 小型 波纹管 阀门的 波 纹管端部结构采用内 配 合 形式， 波纹管 的具 体结构 参数和结构形式如图 4 所示。
图2
波纹管阀杆密封
5
波纹管设计 ( 1 ) 波形及直径
应用于阀门的波纹管波形 主要有 U 形和 S 形。 在承受较高工作压力 和 较 大 位 移 的 条件下， 采用多 层 U 形波纹管。 在工作压力高， 工作位 移 较小， 有 特殊要求的场合， 采 用 S 形波纹管。 由于小型 波纹 管阀门公称压力为 3MPa， 因此需要选择具有较高机 。 械强度的波纹管材料 考虑波纹管材料强度太高会
关键词 阀门; 波纹管; 结构; 设计 文献标识码: A 中图分类号: TH134
Structure design of minitype corrugated tube valve
WU Zongping ， SU Linyang ， XU Yong ， YANG Haitao
( Institute of System Engineering ， China Academy of Engineering Physics， M ianyang 621900 ， China)
( a) 阀瓣( 左) 与阀座( 右) ( b) 内密封组合结构
图5
刀形平面密封结构
阀门的内、 外密封结构， 达到了阀门要求的密封精度 和长期使用后的密封可靠性。
参 考 文 献
〔1 〕 巫宗萍， 羊海涛． 阀门用波纹管的力 学 特 性 分析 方 法 研究进展 〔J〕 ． 机械， 2007 ， 34 ( 6 ) : 1 － 4． 〔2 〕 荆留纪， 〔J 〕 ． 一 重技术， 2003 ， 姜晓东． 波纹管机械密封的应用 ( 4 ) : 76 － 77． 〔3 〕 徐开先． 波纹管 类 组 件 的 制 造 及其应用 〔M 〕 ． 北京: 机械 工 业 1997． 出版社， 〔4 〕 李增祥． 阀门用金属波纹管的参数 和 结构 设计 〔J 〕 ． 阀门， 2000 ( 2 ) : 22 － 26． 〔5 〕 陈红扣． 阀门用金属波纹管力学特性研究 〔J 〕 ． 石油化 工设 备， 2008 ， 37 ( 6 ) : 20 － 23． ( 收稿日期: 2011. 06. 13 )
2012 年第 1 期 5855 ( 2012 ) 01 0001 03 文章编号: 1002 -
阀
门
— 1 —
小型波纹管阀门结构的设计
巫宗萍， 宿林杨， 徐 勇， 羊海涛 ( 中国工程物理研究院总体工程研究所， 四川 绵阳 621900 )