一种自由浮球先导活塞式疏水阀的开发研究

摘要

疏水阀作为工业生产蒸汽系统中的使用设备，对于保证工艺过程的安全、节能、高效的运行起着十分重要的作用。在蒸汽输送管线、蒸汽使用设备、蒸汽伴热管线等工艺过程中所产生的凝结水，都必须尽快排除。而疏水阀的作用就是自动排除蒸汽管道和设备中不断产生的冷凝水、空气及其它不可冷凝性气体，同时又阻止蒸汽逸出，它是保证各种蒸汽设备装置有效运行的一种节能产品。疏水阀性能的优劣，对于系统的正常运行，设备热效率的提高，能源的充分利用等，都有重要的作用。
　　本文是根据上述工艺的需求，针对大型用汽设备排水量需求大的问题，主要研究一种超大排水量的自由浮球先导活塞式疏水阀，探索以自由浮球作为启动元件，以活塞系统作为主要开启部件，通过自由浮球的启闭来控制活塞系统的运动，从而控制阀门的启闭。活塞系统的开启通道极大，从而达到超大排水量的目的。
　　饱和凝结水流经孔板后，压力降低，伴随着也会产生二次蒸汽。本文通过试验的方法，研究饱和凝结水流经孔板后在活塞腔体内压力变化的情况，寻找孔板前端压力、温度对活塞腔体内压力变化的影响及关系。对试验数据的分析，建立了活塞腔体内压力变化关系的数据模型。
　　本文在活塞腔体内压力变化关系数据模型的基础上给出了活塞式疏水阀的设计方法，并根据实际市场需求设计了一种新型自由浮球活塞式疏水阀。分析了疏水阀在开启和关闭过程中各部件的受力特性，论述了活塞系统的动作特性。在次基础上，给出了该结构疏水阀的全套设计图纸。通过与自由浮球式疏水阀的比较，该类型疏水阀具有超大排量的优点。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 蒸汽疏水阀

1．1．1 蒸汽疏水阀的定义

1．1．2 蒸汽疏水阀的用途

1．1．3 蒸汽疏水阀的分类

1．1．4 蒸汽疏水阀的特点

1．2 蒸汽疏水阀的现状及应用

1．3 蒸汽疏水阀目前存在的主要问题

1．4 本章小结

第2章 先导活塞式蒸汽琉水阀的开发

2．1 活塞系统的结构原理

2．2 自由浮球先导活塞式蒸汽疏水阀的工作原理

2．3 自由浮球先导活塞式蒸汽疏水阀的结构设计

2．3．1 过滤网的设计

2．3．2 自由浮球系统的设计

2．3．3 活塞系统的设计

2．4 自由浮球先导活塞式蒸汽疏水阀活塞系统的受力分析

2．4．1 阀门开启时活塞系统的受力分析

2．4．2 阀门关闭时活塞系统的受力分析

2．5 本章小结

第3章 先导活塞式蒸汽疏水阀活塞系统的设计及分析

3．1 活塞系统的设计

3．1．1 采集参数的确定

3．1．2 试验模型的建立

3．2 试验数据

3．2．1 试验平台

3．2．2 试验操作过程

3．2．3 试验数据

3．3 活塞系统的数学模型及分析

3．3．1 等温压力曲线图表

3．3．2 数学模型

3．4 本章小结

第4章 自由浮球先导活塞式蒸汽疏水阀的设计计算示例

4．1 疏水阀设计参数

4．1．1 材料的选择

4．1．2 壳体制造方法

4．1．3 连接形式

4．1．4 结构长度

4．2 壳体的设计

4．2．1 阀体的设计

4．2．2 阀盖的设计

4．2．3 滤网盖的设计

4．2．4 堵盖的设计

4．3 启动元件的设计

4．3．1 浮球壁厚及重量计算

4．3．2 阀座偏角α的确定

4．3．3 阀座排水孔直径d的计算

4．4 过滤网的设计

4．5 活塞系统的设计

4．5．1 活塞主阀座孔的计算

4．5．2 活塞直径计算

4．6 自由浮球先导活塞式蒸汽疏水阀装配图

4．7 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

附录B 攻读学位期间所申请的专利