機(jī)械研究與應(yīng)用·2012年第2期(總第118期)設(shè)計(jì)與制造天然氣排液閥的設(shè)計(jì)方瑞紅!,羅展宏!,賈德強(qiáng)2(1.甘肅紅峰機(jī)械有限責(zé)任公司,甘肅平?jīng)?44000;2,甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院,甘肅蘭州730030)摘要:針對(duì)石化行業(yè)特殊工況用節(jié)能產(chǎn)品天然氣排液閥的要求,重點(diǎn)介紹了該閾的結(jié)構(gòu)和工作原理,通過分析臨界開啟狀態(tài)下力平衡方程和閥座孔直徑、主閥芯理論開啟高度計(jì)算得到的蛄果,得出天然氣排液閥關(guān)鍵零件閥座孔、控制架內(nèi)腔尺寸,滿足主要技術(shù)參數(shù),神量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。關(guān)鍵調(diào):天然氣排液閥;結(jié)構(gòu);閥座孔直徑;主閥芯理論開啟高度中圖分類號(hào):TH34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文拿編號(hào):1007-4414(2012)02-0127-02Design research of natural gas liquid trapFang Rui-hong, Luo Zhan-hong, Jia De-qiang(l. Cansu Hongfeng machinery Co., Ltd, Pingliang Gansu 744000, China2. Gansu academy of mechanical science, Lanzhou Cansu 730030 ChinaAbstract: Based on the application of energy-saving product under special condition of petroleum industry, the constructionperating principle of natural gas liquid trap are mainly introduced in this paper. Through the analysis of the foree equilib-rium equations in critical opening state and the calculation of the diameter of the valve seat hole and theoretical the valve lift ofmain core, the valve seat hole and the dimensions of chamber of holder we got can satisfy the main technical parameters andthe discharge capacity can meet the designing requirement of the calculation.Key words: natural gas liquid trap; structure; valve seat holder diameter; main valve theoretical lift1概述體、平衡雙閥座、均壓管、增力杠桿、浮球組件、桿架、排液閥在石油化工、冶金、紡織等行業(yè)中要求自導(dǎo)向機(jī)構(gòu)過濾網(wǎng)隔離板等組成,如圖1所示。排液動(dòng)分離任何比重差大于0.3的除蒸汽凝結(jié)水之外的閥的浮球通過增力杠桿在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)限位下拉動(dòng)平衡氣液兩相介質(zhì)并有利于液相介質(zhì)的回收利用,在天雙閥座,增力杠桿的右端用銷軸與桿架鉸鏈連接,桿然氣與沉積液、石油液化氣與游離水、其它氣體與液架的上端用螺紋連接在浮球組件上。通過浮球組件體等方面得到廣泛的應(yīng)用。排液閥要求及時(shí)排除液上的螺母可調(diào)節(jié)浮球在上殼體內(nèi)的高低位置,使平衡相介質(zhì),無氣相介質(zhì)泄漏的自力式控制類閥門可達(dá)到雙閥座水封液面更高,確保氣相介質(zhì)零泄漏目的。但如果排液閥失效、性能不好或使用不當(dāng),將造成閃蒸罐持續(xù)髙液位,液體會(huì)進(jìn)入火炬,火炬會(huì)像噴泉一樣噴出大量的液體,污染環(huán)境浪費(fèi)資源。目1.下亮體2平雙閥3控制4增力杠桿前常用的排液閥有杠桿浮球式排液閥和雙導(dǎo)向排液5.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6上亮體閥等7浮球組件8過濾網(wǎng)筆者主要討論一種關(guān)閥壓力平衡穩(wěn)定性和可靠.均壓管10.軒架性好體積小排量大高水位、零泄漏的杠桿浮球式平衡雙閥座排液閥的工作原理和主要參數(shù)的計(jì)算天然氣排液閥1天然氣排液閥結(jié)構(gòu)示意圖2.1性能及結(jié)構(gòu)(1)性能天然氣排液閥吸收了杠桿浮球式排2.2工作原理液閥和雙導(dǎo)向排液閥的優(yōu)點(diǎn),使結(jié)構(gòu)更加完善性能()關(guān)閉狀態(tài)開始運(yùn)行時(shí),浮球組件、平衡雙更加優(yōu)良。具有排量大、體積小、工作壓力調(diào)整范圍閥座和增力杠桿等零件的重力繞其杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)轉(zhuǎn)大且氣相介質(zhì)零泄漏等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng),由于浮球組件沒有受到液相介質(zhì)的浮力,浮球組(2)結(jié)構(gòu)天然氣排液閥主要由上殼體、下殼件下沉,關(guān)閉平衡雙閥座切斷液相介質(zhì)排出通道管收稿日期:2012-03-11作者簡(jiǎn)介:方瑞紅(1968-),女,甘肅平?jīng)鋈?工程師,主要從事惻開發(fā)及設(shè)計(jì)研究工作。設(shè)計(jì)與制造2012年第2期(總第118期)·機(jī)械研究與應(yīng)用道內(nèi)的空氣或不凝結(jié)氣體及氣相介質(zhì)可通過均壓管到的凈浮力為流入總管,閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。Q=Fr-G=(2)轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)液相介質(zhì)在閥內(nèi)開始聚集T(D-d)y隨著大量液相和氣相介質(zhì)通過過濾網(wǎng)、隔離板迅速流M(D'Y'-2Dy+ 2Dir)(3)入閥內(nèi)下殼體,在殼體內(nèi)兩相介質(zhì)自動(dòng)分離,氣相介質(zhì)通過均壓管流入總管,當(dāng)液面上升到一定高度時(shí),介質(zhì)作用在閥座上的壓力Q1為:浮球組件所受浮力大于浮球和增力杠桿等重力時(shí)上ltD升,通過增力杠桿在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)限位下打開平衡雙閥座液相介質(zhì)通過閥座排出閥門處于排量排水狀態(tài)。式中:p為凝結(jié)水壓力,MPao(3)轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)殼體里的積液排出后,浮球因此,當(dāng)閥座處于臨界開啟狀態(tài)時(shí),對(duì)閥進(jìn)行受組件失去浮力下降,這時(shí)增力杠桿通過桿架、導(dǎo)向機(jī)力分析(見圖2),力平衡方程。Qn=Q1m(5)構(gòu)帶動(dòng)閥芯關(guān)閉閥座孔,閥門轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)Qn>Q1m時(shí)閥門開啟。2.3分析若考慮計(jì)算杠桿重量,則上式為:10使用平衡雙閥座杠桿浮球排液閥,可通過增加排4 pm+G,k(6)水孔的流通面積而獲得大的排水量,同時(shí)由于在關(guān)閉由式(6)解得閥座孔直徑d為:狀態(tài)上、下兩閥座所受壓力的方向相反,互相抵消,減少了開啟力。浮球始終處于高液位狀態(tài),平衡雙閥座/4(Oon-G1)處一直保持較多水封,保證了氣相介質(zhì)零泄漏。3.2閥芯理論開啟高度計(jì)算3設(shè)計(jì)計(jì)算通過計(jì)算閥芯理3.1閥座孔直徑d的計(jì)算論開啟高度,可以確排液閥處于臨界開啟狀態(tài)的示意圖如圖2所定控制架內(nèi)腔的大示。1為浮球2為平衡雙閥座;O為杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn);小,使閥芯在控制架Q為浮球的靜浮力kg;G1為杠桿重量,kg;n為浮球內(nèi)的開度合理,達(dá)到中心至轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)O的距離cm;k為杠桿重心至轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)需要的排量,如圖3閥芯理論開啟高度支點(diǎn)O的距離,cm;Q1為介質(zhì)作用在閥座上的壓力,圖3所示。圖中Hnkg;m為閥座至轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)O的距離,cm;D為浮球直為閥芯錐面的垂直開啟高度mm;H2為閥芯理論開徑啟高度,mm;D為閥座的流通直徑,mm;c為閥芯錐面角度,(°)。從圖3中可以得到HHz(mm)(8)式中:H2為閥芯錐面的垂直開啟高度圖2排液閥處于臨界開啟狀態(tài)TDTDr)-4丌AH(mm)假定,當(dāng)浮球有一半侵入水中后浮球組件開始上aTCos升,這時(shí)作用在球上的浮力為,如圖2示所示。式中:a為閥芯錐面角度,(°;Dr為閥座的流通直F(1)徑,mm;Ar為主閥流通面積,mm2式中:F為浮球的浮力kg;D為浮球的外徑,cm;yA2=685.7q叫1(9)為凝結(jié)水密度其中;為流量系數(shù)數(shù)值,如表1所示。浮球的質(zhì)量為:表1流量系效G=&(D-D)y水蒸汽式中:G為浮球質(zhì)量,kg;D1為浮球內(nèi)徑,m;y為浮0.6球材料的密度kg/cm3。考慮到浮球的質(zhì)量G,則受下轉(zhuǎn)第132頁(yè))128設(shè)計(jì)與制造2012年第2期(總第18期)·機(jī)械研究與應(yīng)用6結(jié)語(yǔ)版社,1996通過對(duì)復(fù)雜地層地震勘探鉆孔施工中遇到的諸[4]張永勤劉郟陳修星復(fù)雜地層鉆進(jìn)技術(shù)的研究與應(yīng)用J多問題進(jìn)行分析,研制出適合我國(guó)山地、丘陵、戈壁探礦工程,2001(增刊):159-165[5]馮德強(qiáng).鉆機(jī)設(shè)計(jì)M]武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1993灘、森林及沙漠地區(qū)鉆探用的一系列地震勘探鉆機(jī);[6]張祖培.勘樑孔空氣鉆機(jī)[M].地質(zhì)出版杜,1988鉆機(jī)具有體積小,重量輕,自動(dòng)化程度高等特點(diǎn),結(jié)合[7趙年佟杰新盧秀春.現(xiàn)代設(shè)計(jì)力法[M].北京:機(jī)械工業(yè)出其配套的機(jī)具和合理工藝方法,在施工中大大的提高版社,199%6了鉆進(jìn)效率解決了在地震勘探中的諸多技術(shù)難題,8]張陽(yáng)春國(guó)內(nèi)外石油鉆采設(shè)備技術(shù)水平分析[M]北京:地質(zhì)出節(jié)約了成本滿足了復(fù)雜地區(qū)鉆探的需求,為進(jìn)一步[9]李雙喜地質(zhì)技術(shù)裝備叢書(第二卷:掘機(jī)械設(shè)備)[M.北改進(jìn)和完善地震勘探鉆機(jī)的性能奠定了基礎(chǔ)。京:地質(zhì)出版社,199510]姜繼海,宋錦春,高常識(shí)液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:高等教參考文獻(xiàn)育出版社,2001[1]劉廣志中國(guó)鉆探科學(xué)技術(shù)史[M]北京地質(zhì)出版社,1998[1】]黃錫愷鄭文緯.機(jī)被原理[M]北京:人民教育出版社,199[2]何樵登應(yīng)用地球物理教程[M]北京:地質(zhì)出版社,198512]劉維信機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì)[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994[3]楊寶俊勘探地震學(xué)資料解釋的基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京:地質(zhì)出上接第128頁(yè))P為進(jìn)口壓力MPa;qm為介質(zhì)流量。把式(9)(10)代人式(8)中得到閥芯理論開啟蒸汽質(zhì)量流量高度。9.=X10"DN w/4u(kg/s)4結(jié)論水和空氣質(zhì)量流量:天然氣排液閥,氣相介質(zhì)和液相介質(zhì)分離可靠,qn=T×10°DNg/4(kg/s)沒有空氣或不凝結(jié)氣體氣鎖,無氣相介質(zhì)泄漏,能按式中:DN為公稱通經(jīng),mm;為蒸汽的比體積,m3液相介質(zhì)負(fù)荷成比例地連續(xù)排放,耐久性好、背壓率kg")ip為介質(zhì)的密度kg/m321。a為介質(zhì)的流動(dòng)速高可達(dá)90%。由于此類閥是全自動(dòng)連續(xù)排放,有液度,m/s,如表2所示。體自動(dòng)排放、無液體自動(dòng)關(guān)閉,沉積液排放率100%動(dòng)作可靠性高,運(yùn)行中無氣相介質(zhì)泄漏。滿足大容表2介質(zhì)的流動(dòng)速度量、高參數(shù)的工業(yè)工況需求,節(jié)能效果顯著。介質(zhì)壓力流動(dòng)速度介質(zhì)壓力流動(dòng)速度/MPa/MPa w(m/參考文獻(xiàn):液體3低壓蒸汽≤1.620-40低壓氣體≤0.82~10中壓蒸汽25-6.4401]楊源泉閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.中壓氣體>0.810-20高壓蒸汽≥1060-80[2]陸培文實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007信息·重型商用車燃料消耗量限值7月1日起實(shí)施關(guān)于實(shí)重型商用車輛燃料消耗量管理的通知》(以下簡(jiǎn)稱《通知》)規(guī)定,自2012年2月1日起,在《車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》(以下簡(jiǎn)稱《公告》)管理中,對(duì)重型商用車輛產(chǎn)品(不包括專用作業(yè)類、全輪驅(qū)動(dòng)類產(chǎn)品)實(shí)施然料消耗量管理。此前不久,《重型商用車輛然料消耗量限值(第一階段)》已經(jīng)正式發(fā)布,并將于今年7月1日正式實(shí)施。這意味著,工信部、交通運(yùn)輸部對(duì)重型商用車燃耗的雙重管理時(shí)代正式到來。盡管通知)將備受關(guān)注和爭(zhēng)議的重型車燃耗雙重管理處理得很人性化,但是擺在企業(yè)面前的一個(gè)無可爭(zhēng)議的事實(shí)是,工信部、交通運(yùn)輸部的雙重管理將給企業(yè)帶來沉重負(fù)擔(dān)?！け究嫛?/p>