毕业设计(论文)开题报告

理工学院毕业设计开题报告

题目：基于UG的炉顶放散阀三维设计

与分析仿真(DN250～DN300)

学生姓名：李小祥学号：09L*******

专业：机械设计制造及其自动化

指导教师：方忆湘（教授）

2013年04月08日

1文献综述

1.1 引言

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。阀门根据材质还分为铸铁阀门，铸钢阀门，不锈钢阀门，铬钼钢阀门，铬钼钒钢阀门，双相钢阀门，塑料阀门，非标订制等阀门材质。

阀门也是国民经济各部门不可缺少的流体控制设备之一, 使用量大、涉及面广、品种复杂, 其质量的好坏、技术水平的高低都直接关系到各个使用部门的安全生产、经济效益和长久发展。随着国民经济的发展, 对阀门的结构设计、材料选用和生产加工工艺等提出了更高的要求。

1.2 阀门行业的现状

改革开放以来, 随着各个行业的快速发展, 阀门行业也得到了快速发展, 生产厂家迅速增加, 生产水平有了较大提高, 阀门产量大幅度增加, 阀门市场的成套率、成套水平和成套能力都有了较大的提高。仅浙江省从改革开放初期的十几家, 发展到目前的两千多家阀门企业, 销售收入达300多亿元。特别是在浙江的杭州、宁波、台州、温州, 江苏的常州、苏州、盐城, 上海, 西南地区的成都, 西北的兰州, 安徽等地, 借助地区优势和国内外大型企业的投资, 逐步形成了完整的阀门制造生产产业链。生产产业链的形成有利于阀门行业进行生产、质量、成本等控制, 使我国阀门行业朝着专业化、规模化、精品化的健康方向发展。

从总体上看, 我国阀门技术有了很大的进步, 目前已能设计、生产、检测十几大类、3000多个型号、40000多个规格的阀门产品。十一五期间, 我国阀门行业研制了24通旋转阀、固体物料气力输送用阀( 旋转加料器、输送换向阀、滑板阀)、新一代高性能单双向密封的三偏心复合圈金属密封蝶阀、高温蝶阀、软硬密封高真空电磁阀和手动耐压阀、GK型管线球阀、镶嵌耐磨陶瓷密封圈的闸阀、球阀、调节阀。此外还开发生产了高温高压Y型波纹管截止阀、低温波纹管氯气阀、亚临界和超临界高温高压截止阀、生物抗菌隔膜阀等。一些企业生产的产品还填补了国内空白, 获得了国家专利。例如杭州华惠阀门有限公司研发的超临界机组配套使用的一种新型高温高压减温减压装置(阀)及一种高性能全量型安全阀等在2008年分别获得国家专利; 浙江高中压阀门有限公司研制成功我国首台大型风洞排气节流调压阀; 国内冶金阀门龙头企业秦冶重工获得第八项阀门专利的节能节水长寿型热风阀; 这些产品的研发标志着我国阀门技术整体水平有了很大的提高。然而国内阀门技术总体水平与世界发达国家相比还有一定的差距。大部分国内企业只能生产技术含量低、附加值少的低端产品, 新产品开发也只是在原有

产品上作些改进或者直接拷贝国外同类产品。企业缺乏具有自主知识产权的核心技术, 缺乏具有国际竞争力的高端产品。60万千瓦以上火电机组配套的高温高压阀门、核电阀门、石化行业配套的特殊阀门、高参数高性能安全阀等产品主要依赖进口。阀门企业的研发动力不强, 对新产品研发不够重视, 阀门研发主要还是依赖于各研究机构。

1.3 阀门的种类

阀门的种类繁多，有用于冶金、电力、煤炭除尘通风系统的电动、液动、气动、手动、电液动、自动通风、调节蝶阀; 用于煤气、热空气管网上的各种传动盲板阀、插板阀、多偏心软密封、硬密封蝶阀; 用于冶金高炉上的炉顶放散阀、煤气放散阀、均压阀,放风阀、废气阀、冷风阀、气体切断阀等;用于除尘系统的各种传动盲板阀、斜板(直板)尘气蝶阀、卸灰球阀、叶轮给料机、加湿卸灰机等; 用于炼钢转炉煤气回收系统的气动三通切换阀、水封逆止阀、旁通阀等; 用于给排水系统的水蝶阀、闸阀、截止阀、球阀、镶铜阀门等; 用于石化、电力、市政的各种高中压阀门。

1.4 阀门型号的编制

表一

阀门型号通常应表示出阀门类型、驱动方式、连接形式、结构特点、密封面材料、阀体材料和公称压力等要素。阀门型号的标准化对阀门的设计、选用、销售提供了方便。当今阀门的类型和材料越来越多，阀门的型号编制也愈来愈复杂。中国虽有阀门型号编制的统一标准，但愈来愈不能适应阀门工业发展的需要。目前，中国阀门制造厂一般采用JB/T 308-2004《阀门型号编制方法》；凡不能采用标准编号的新型阀门，各制造厂可按自己的需要编制型号。

《阀门型号编制方法》标准适用于工业管道用闸阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、柱塞阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀等。它包括阀门的型号编制和阀门的命名。

1.5 炉顶放散阀

(1) 有配重炉顶放散阀

炉顶放散阀为炼铁高炉粗煤气系统设备，安装在高炉煤气上升管顶端，用以高炉休风检修时放散掉高炉内的煤气，起安全作用。长久以来，国内炉顶放散阀一直采用重锤杠杆式结构，靠重锤重力实现关闭，由钢丝绳、卷扬机来克服重锤重力实现开启。后来出现了由液压缸启闭形式，但重锤杠杆式结构一直没发生变化。如图1 所示为传统重锤杠杆式结构炉顶放散阀，主要有拉环、拉杆、杠杆、阀盖、阀座、下壳和重锤组成。重锤的质量占整台阀门重量二分之一以上，十分笨重。这种阀门安装在几十米甚至上百米高的高炉炉顶端，显得非常笨重，也存在安全隐患。国外开发出了无配重炉顶放散阀，价格昂贵。开发适合中国国情的无配重炉顶放散阀刻不容缓。

(2) 无配重炉顶放散阀

采用四连杆机构中的的曲柄摇杆机构，通过杆系优化，使阀盖关闭时机构处于死点位置，阀盖打开时远离阀门通径位置，阀盖密封面免受荒煤气流的冲刷。

如图2所示，该无配重炉顶放散阀包括阀体、阀盖和驱动装置。阀体由阀座、中壳和下壳组成。阀盖的启闭装置由大转臂及其大支座、小转臂及其小支座和大、小转臂之间的连接板等组成，阀盖与大转臂铰链连接，大转臂及其大支座在其支点铰链连接，小转臂及其小支座在其支点铰链连接，大转臂和小转臂均与连接板铰链连接，大支座和小支座置于机体上。当连接板与大、小转臂之间连接的二销轴孔处于竖直位置时，启闭装置处于自锁状态，阀盖关闭。当液压驱动装置拉动小转臂时，连接板与大、小转臂之间连接的二销轴孔偏离死点位置，小转臂绕其支点摆动并带动连接板，从而拉动大转臂绕其支点摆动，阀盖打开，并远离阀门通径，阀盖密封面免受荒煤气流的冲刷。