简述 截止阀是现代工业中不可或缺的 流体控制产品，在管线中起到截断和节 流的作用。截止阀属于通用阀类别，使 用量很大，且应用广泛，因其制造加工 工艺不是很复杂，目前生产和制造截止 阀厂家较多，但是同时也导致市面上截 止阀质量参差不齐，价格竞争激烈，于 是如何优化设计和制造截止阀，在保证 产品安全、可靠的基础上能更加的经济 环保，成为了目前截止阀生产企业的重 要任务。 阀体是截止阀上最复杂的零部件， 约占截止阀整机重量的60%以上，铸造 阀体的结构设计关乎对后续的铸造工 艺、加工工艺、以及整机使用性能的影 响，还对阀门整机的经济性起了至关重 要的作用。下面根据以往的工作经验， 和大家分享下截止阀阀体的设计细节。 截止阀阀体的设计 ■ 确定截止阀的阀体体型 根据现行常用标准API 623-2013 《钢制截止阀-法兰和对接焊的终端、 螺栓连接阀盖》、BS1873-1975《石 油、石化及相关工业用法兰端和对焊 端钢制截止阀和截止止回阀》、GB/T 12235-2007《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 截止阀典型结构图中阀体都为腰鼓型。 ∽型截止阀阀体已经很少见， 若无特殊要求，新设计截止阀应使用腰 鼓型阀体。 ■ 确定铸造公差等级 不同的铸造厂家可以达到的铸造工艺水平不同，进而控制铸造尺寸偏差的能力也不同，在做阀体开模设计时候我们必须要了解铸造厂家的现有工艺水平。这样做，第一、可以有效的控制非加工面尺寸公差，避免某些部位的装配干涉问题。第二、可以控制阀体的壁厚，进而控制阀体的重量（使用三维软 件建模理论最小壁厚和最大壁厚），可作为铸件接收准则，具有很好的经济性。第三、可使我们设计图纸给定的铸 造公差等级比较切合实际。确定铸造厂的工艺水平可根据其以往的铸造产品，结合GB/T 6414《铸件尺寸公差、几何公差与机械加工余量》中规定的铸件未注公差等级和机械加工余量等级确定。 ■ 确定截止阀的过流面积 截止阀有5个需要注意的过流面积，按照流向顺序分别为端部通道面积、腰鼓喉部面积、阀座开口面积、阀门开启时阀瓣和阀座之间的过流面积、 后部腰鼓喉部过流面积，以下分别对这 几个过流面积进行叙述。 1、阀门端部通道面积 国标和美标截止阀的阀门端部尺寸分别根据GB/T 12224《刚制阀门 一 般要求》和ASME B16.34《法兰、螺纹和焊接连接的阀门》的附录“阀门公 称尺寸和阀体端部基本内径关系表”确定。 2、阀门腰鼓喉部过流面积 ①可根据图2使用CAD作图法求出 近似面积； ②可使用三维软件建模求出面 积。 截止阀腰鼓喉部过流面积应不小 于阀座开口面积，保证流体具有好的流 动性。由图2可知其过流面积的大小主 要取决于图2中的R（C）值、D值、E 值和阀门结构长度之间的关系，原则上应以RC半径值尽量扩大以不影响端法 兰背面装配螺母空间为限度，满足过流 面积的同时，尽量减小D值，以免过多 的增加阀门的外形尺寸和重量。 3、截止阀的阀座最小开口面积 在API 623-2013的5.3.5.1章节和 GB/T 12235-2007中4.4.6章节有明确的规定，在BS1873-1975中规定了截止阀 各流道处的面积尽可能接近阀体通道面积。在实际的设计中多以 API 623为参考，同时要考虑Cv值是否满足使用要 求。GB/T 12235中的数据在实际设计中会使阀门过于庞大。 4、阀门开启时阀瓣和阀座之间的 过流面积 此处过流面积由阀门的最大开启行程确定，阀瓣提升后和阀座之间的圆 柱外圆面积应该大于等于阀门端部通道的面积。行程通常为圆柱截面高度约为 阀门通道直径的1/4，加上阀瓣底部到阀座上台肩的距离L（见图3）。 5、后部腰鼓喉部过流面积 和第2条计算方式相同，不再叙述。 ■ 确定法兰铸造过渡斜度 铸造阀体的端法兰和中法兰颈部 应设置铸造过渡段（见图4），用以确 保铸造的质量。过渡段的尺寸可按表1 （ZQ4254-2006《铸造过渡斜度》摘）执行或者根据铸造工艺给定，根据GB/ T 150的规定带有过渡斜边的法兰h还应司现有的设备和焊接工艺采取更有利的 方式。 ■ 导向筋对加工工艺的影响 因阀门的安装方式的变化，可能 会影响阀门的密封性，在设计阀门时通 常需要设计阀瓣导向机构，假如以阀体 添加导向筋进行阀瓣导向，那么导向筋 的设置应注意避开阀座加工部位。如下图7，与阀座配合的加工面应与导向筋 有一定的距离，以免与刀具加工时产生 干涉。这个距离一般需要≥20mm。 ■ 法兰背面加工工艺 法兰的背面通常需要加工平整，确保螺母和支撑面能够平稳的接触，保证螺母紧固的稳定性。如图8法兰背面因空间的限制，会阻碍刀具的进入，从而不能对法兰背面进行加工。那么当空 间不足时候可用法兰孔背面锪平的加工方式，当空间足够时宜采用法兰背面车削加工方式。 结语本文通过作者对以往铸造截止阀阀体开模设计的经验，结合当前的市场 状况以及一些必要的设计规范和设计依据。阐述了截止阀铸造阀体设计中必须 遵守的原则，以及一些可以优化的设计细节。确保遵循相关设计标准以及安全 使用的前提下，尽可能的保证阀门的经济性。