铸铁闸阀的设计

　1.6MPaDN300～DN1000英标铸铁闸阀的设计

　　阐述了1.6MPaDN300～DN1000英标铸铁闸阀的结构特点、设计计算、设计验证——型式试验。

　　英标铸铁闸阀设计设计验证

　　1 概述

　　BS5163、BS51501.6MPaDN300～DNl000英标铸铁闸阀，在英国、新加坡、马来西亚和中东一些国家的供水管道和工业管道上被广泛使用，其结构特点见：开式齿轮传动闸阀见图1；闭式齿轮传动闸阀见图2。

　　本文着重阐述了1.6MPaDN300～1000英标铸铁闸阀的阀体壁厚、阀盖壁厚、闸板壁厚、阀杆直径的设计计算和设计验证——型式试验。

　　2 设计

　　2.1阀体壁厚的设计计算

　　BS5163、BS5150标推中并未给出壳体zui小壁厚的数据，设计时，必须对阀体壁厚进行设计计算。

　　设计时，将阀体中腔的截面形状设计为近似椭圆形，见图3，其壁厚S′B1的设计计算，是用椭圆形壁厚的计算公式导出的计算公式：式中K——近似椭圆形截面阀体壁厚系数，其中DN300～DN500，K取1.13，DN600～DNl000，K取1.07；

　　P——介质压力，设计时，P取1.6MPa；

　　a——近似椭圆形截面的长轴（mm）；

　　——铸铁（HT250）许用拉应力，取35.28MPa；

　　C——腐蚀余量，C取5（mm）。

　　DN300～DN1000阀体zui小壁厚的设计计算结果见表1。

　　设计中发现，阀体壁厚的设计，除了考虑阀体强度之外，还应考虑阀体的刚度，即应将阀体体腔的变形（指在1.6MPa介质压力的作用下）控制在0.001DN范围之内，否则，阀体会因受力变形而无法达到密封。

　　解决阀体刚度的方法见图1，在阀体的外部、内腔设计加强筋，且阀体外部的加强筋与阀体的端法兰相连接，来达到增加阀体的刚性，必要时可设计成不等壁厚，即增加阀体近似椭圆形截面中腔部分的壁厚。

　　2.2 阀盖壁厚的设计

　　设计时，阀盖壁厚S′B2通常不再进行设计计算，直接取阀体壁厚的0.95作为阀盖的壁厚。DN300～DN1000阀盖zui小壁厚数据见表2；阀盖加强筋的设计见图1。

　　2.3 闸板壁厚的设计计算

　　BS5163、BS5150标准中，同样未给出闸板zui小壁厚的数据，设计时，必须对闸板壁厚S′B3进行设计计算，其计算公式如下：式中d——通径（mm）；

　　P——介质压力，设计时，P取1.6MPa；

　　——铸铁（HT250）许用弯曲应力，取56.84MPa；

　　C——腐蚀余量，C取3（mm）。

　　DN300～DN1000闸板zui小壁厚的设计计算结果见表3。

　　2.4阀杆直径的设计计算

　　BS5163、BS5150标准中，同样未给出阀杆zui小直