铸钢楔式闸阀的优化设计

1 概述

阀门的质量与成本密切相关。根据不同标准设计的Z41H16 DN100铸钢(熔模铸造，以下同)楔式闸阀，其质量重的可达52kg，质量轻的仅为25kg(理论质量，以下同)，销售价格相差2～4倍。从实际工况需求和市场价格定位出发，选择和确定适合的产品标准，严格按产品标准规定设计，削减多余功能，提高性价比，是阀门优化设计的目的和要求。

2 结构分析

阀门的结构是决定阀门质量的重要因素之一。

2.1 GB标准闸阀

图1是按标准GB/T 12234-1989和相关零件标准设计的明杆楔式闸阀，其理论质量为51.8kg。图中阀盖和支架为分体式，阀杆螺母自下往上安装。填料压盖为整体式，壳体壁厚10.3mm，中法兰厚22mm，连接螺柱8×M18。二端连接法兰外径为φ220mm。如将阀体中腔设计成由椭圆逐渐过渡到圆筒形腔与中法兰相接(图2)，在阀体通道与颈部接合处按阀座外形走向环状仿形均匀设定阀体壁厚，闸板改用弹性闸板，填料压盖由填料压板和不锈钢填料压套组成，填料函深度缩短为6圈未经压缩的填料高度，中法兰连接螺栓改为8×M14，中法兰外径相应缩小φ12mm，阀盖与支架设计为连体式，阀杆螺母为上装式，其他所有的技术要求均按照GB／T 12234-2007的规定，则其质量为45.4kg。