1、概述

截止阀具有结构简单、制造维修方便、启闭行程短速度快、密封面间摩擦小、使用寿命长、启闭力矩小等特点， 而气动截止阀更使其具备了实现自动 化、便于远程控制的特点。

2、介质流向

GB/T12235《石油、石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀》标准中未对其流向作出规定，所以在设计时存在流向的选择问题。

本文拟通过一具体的案例，对该问题进行探讨。

3、阀瓣受力分析

3.1阀门基本参数

阀门公称口径 65mm（设计给定）

阀门公称压力 6.4MPa （设计给定）

使用温度：30℃ （设计给定）

使用介质：氮气 （设计给定）

阀体材料：WCB （设计给定）

阀门密封面材质：钴基硬质合金 （设计给定）

阀门密封宽度：2mm （设计给定）

阀门密封面面积：415m ㎡ （设计给定）

密封面必须比压：30.8MPa（表 3-13）

密封面许用比压：250MPa（表 3-14）

阀杆直径：28mm （设计给定）

填料总高度：60mm （设计给定）

填料宽度：6mm （设计给定）

气缸直径：280mm （设计给定）

气源计算压力：0.6MPa （设计给定）

填料系数：1.43 （表 3-15）

3.2阀瓣的受力情况见图 1

图 1 阀瓣的受力情况

3.3受力计算

FC：故障关

FO：故障开

Fs：弹簧力，设计给定，24000N

Fg：气缸推力0.785╳280╳280╳0.6=36926N

Qt：填料摩擦力 1.43╳28╳6╳6.4=1538N

Fd：最大下行介质推力0.785╳65╳65╳6.4=21226N

推力范围为：0~21226N

Fo：最大上行介质推力0.785╳65╳65╳6.4=21226N

推力范围为：0~21226N

 F：合力

从受力计算结果得知，不论是在 FO 或     FC 情况下，高进低出结构既满足大于必须比压但不大于许用比压的要求。

4、分析

选用低进高出流向，在阀门关闭时，阀门中法兰垫片和填料不受压，这是有利的方面。

选用高进低出流向，阀门在关闭过程中， 由于有介质的力量作用于阀瓣的上方，有助于阀门快速平稳地关闭，并且改善了阀杆受力情况，阀杆稳定性大大提高。

5、结语

对于中大口径和压力的单作用气动截止阀，如果采用低进高出型式，介质对阀瓣的向上推力很大，为保证密封，必须加大气缸直径和弹簧的作用力，同时，由于气缸是直行程，无丝杆螺母传动的自锁效应。所以， 从经济性和密封可靠性的角度来说，选用高进低出是较理想的。同时，阀体上应有永久性流向标记，并在使用说明书上提醒使用单位此阀门不适用于需要双向密封的场合，必须按流向安装。

参考文献：

GB/T12235-2007《石油、石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀》

实用阀门设计手册（第 2 版）