进口低温截止阀设计应用-德国莱克LIK品牌

发布时间：2023-5-1

国家对制冷装置的节能性提出了新的要求，制冷行业采用的制冷阀门产品在满足系统使用要求的同时，还必须能够提高制冷装置的节能性。本文主要对截止阀的发展现状与技术难点进行了分析，对低温碳钢截止阀的设计过程进行了探讨，并对低温碳钢截止阀的应用前景进行了展望。

关键词：进口低温截止阀；设计；应用

制冷行业被列为高耗能行业，制冷装置的节能已经成为我国节能减排工作中的重要一环，作为制冷系统中设置最多的一类阀门，低温碳钢截止阀在制冷行业中应用得也最为广泛，加强这方面的设计，将会取得较好的社会效益和经济效益。
1.截止阀的发展现状及技术难点
目前，市场上的阀门产品种类繁多，型号多样，国内阀门行业能够自主生产的阀门产品就有12个大类，3000多个型号，很多关键性的阀门技术都已被突破，其在研制和应用过程中都取得了良好的效果，但由于国内阀门行业起步较晚，与发达国家相比还存有一定的差距，阀门的设计、生产和应用能力还明显低于国外先进水平，同时，我国制冷设备企业的科研投入还比较低，采用的检测手段仍相对落后，这也在一定程度上影响到了国内制冷技术的发展。除了少部分企业具备一定的研发能力外，其他阀门企业的研发和技术服务能力还比较封闭，对一些技术的分析手段还并未完全掌握，只能根据订单来对截止阀进行设计和技术处理。此外，国内的阀门企业与相关科研院校的合作程度也比较低，致使国内阀门产品总体技术水平偏低[1]。
1.2制冷用截止阀的技术难点
作为制冷系统中设置最多的一类阀门，制冷用截止阀的技术难点可以概括为以下三点：第一，如何采用国际先进的三维实体建模设计理念，借助计算机进行辅助设计，运用自上而下的设计方法对结构进行模拟优化，以此来提升流通能力，使其具备节能特性，从而降低制冷系统的运行成本；第二，如何选用新材料，运用新工艺，进一步提高截止阀阀体耐腐蚀和耐冲击性能，以此来优化阀体的结构，确保截止阀结构更加先进，阀体强度更高，耐压能力更强，流阻系数更小，节能降耗和内腔清洁度更高；第三，如何选用密封材料，采用密封方式，进一步提高截止阀门的密封性能[2]。
2.低温碳钢截止阀的设计过程
2.1设计步骤
低温阀门在设计过程中，必须进行冷态试验，对阀门温度场进行模拟和热力分析，以此来确保阀门产品的质量。低温碳钢截止阀的设计过程主要分为四个步骤：首先，确定产品组成结构，阀体为直流式Y形结构，铸造阀体坯形，将阀门和系统管道进行焊式连接，阀瓣和阀杆为滚珠连接结构，工程塑料采用软倒密封的上密封结构；其次，确定各零部件材料，阀杆为不锈钢，阀盖为铸钢，阀体毛胚材料为低温碳钢，密封填料采用含石墨的复合聚四氟乙烯；再次，确定各零部件的产品图纸，采用国际先进的三维实体建模设计理念，借助计算机进行辅助设计，运用自上而下的设计方法对结构进行模拟优化，制造装配出样品，借助ANSYS有限元分析软件对填料函与阀门温度场进行模拟和热力分析，明确阀门的具体尺寸；最后，制定阀门产品加工工艺以及所需的工艺工装，由工艺人员编写工艺文件，由模型工制作相关模型，由工装设计人员进行设计，完成对工艺装备的试制。
2.2设计特点
进口低温碳钢截止阀设计具有三大特点：其一，截止阀借助计算机进行辅助设计，组成零件的确定全部是参数化模型，从设计初期就增强了各尺寸的相互关联性，实现了对系统结构的优化；其二，阀体结构采用的是阀杆与管道中心线夹角45o的直流式Y形焊接阀体，阀体材料采用氩氧脱碳精炼的低温碳钢，截止阀结构先进，阀体强度高，大大提高了截止阀阀体耐腐蚀和耐冲击性能；其三，软倒密封的密封结构，密封填料为含有石墨的复合聚四氟乙烯，大大提高了阀门的密封性能。作为新设计开发的国内新一代制冷装置用截止阀，低温碳钢截止阀主要应用于食品、水利、化工、制药等行业冷冻、冷藏系统，对制冷系统中的冷却介质进行切断和接通，转动阀门手轮，带动阀杆升降阀瓣，使其开启或关闭，在应用中充分体现了其节能特性[3]。
3.进口低温碳钢截止阀的应用前景
以LCB100阀门为例，其原材料成本为280/只，制造成本为500/只，市场售价为900/只，产品附加值比较高，这充分表明低温碳钢截止阀具有非常可观的经济价值。工程实践应用也表明，该产品结构合理，与进口同类产品相比，其采购价格便宜50%以上，同时在安装时，可以直接将无缝管件和阀体接口进行焊接，省去了焊法兰、紧螺栓等工作环节，又在一定程度上降低了安装费用和工人工资，在具体应用中，阀门能够满足在氨制冷、低温（-46℃）状态下的使用要求，最新设计的阀体结构要比传统的低进高出型式流阻小，可以减少每日6h的冷库房拉温时间，大大降低了单日单台机组的耗电量。由此可见，该产品在满足系统使用要求的同时，还能够提高制冷装置的节能性。在“十二五”规划中，节能减排是主要发展方向，在环保节能方面的投资势必会不断增加，环保制冷产业也势必会得到进一步的发展，制冷设备将会更多应用新型低温碳钢截止阀，这也势必会给研发企业带来可观的回报[4]。
4.结论
制冷设备的发展已被纳入国家《节能减排发展规划》中，要求截止阀必须具备良好的节能性，伴随着制冷行业技术水平的不断提高，阀门产品势必将朝着高参数、高技术含量、长寿命的方向发展，低温碳钢截止阀的设计技术也会更加先进，在具体应用中的耐低温性能也会进一步提高，这势必会取得更好的经济效益和社会效益。

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