大口径金属硬密封球阀泄漏分析及解决方案

为提高大口径金属硬密封球阀的密封性,以金属密封副为研究对象,建立了有限元模型以进行泄漏分析并提出解决方案。根据对原始设计的计算结果系统地阐述了密封副产生宏观泄漏的原因,并针对性地以阀芯弹性模量、阀芯半径、阀座静压加载面积及阀座有无沟槽结构为优化变量,利用ANSYS网格坐标提取功能处理得到密封面开口截面形状,并结合CFD模拟和理论计算方法估算其泄漏流量,最终得到各参数对宏观泄漏的影响趋势及解决方案。分析结果表明,有限元接触分析可为球阀硬密封问题提供针对性解决方向,为大口径金属硬密封球阀设计提供了新方法。     

3种无摩擦球阀结构介绍与比较

球阀具有流体阻力小、启闭速度快和操作简单等特点,使用广泛。但是球阀在旋转运动过程中,球体与密封面有较大的摩擦,易形成内漏,对工业生产造成较大的损失。为解决这一难题,无摩擦球阀应运而生。主要介绍3种结构的无摩擦球阀:轨道式、可伸缩密封面和楔形阀芯无摩擦球阀。     

截止阀密封面宽度对泄漏量影响的试验研究

通过试验,得出了金属硬密封截止阀随口径的增大,最小泄漏点密封面宽度增工总结出各种口径阀门泄漏量和密封面宽度关系的的似公式。     

三偏心蝶阀密封接触问题的有限元分析

对三偏心金属蝶阀密封面接触问题进行了非线性有限元分析,阐明了其理论依据。数值模拟过程中,充分考虑了轴向偏心、径向偏心、角偏心的设计参数对密封面密封比压的影响,以DN 300口径、PN 5 MPa工作压力的三偏心金属蝶阀为例,得到其密封时的应力分布,对满足一定压力下“双向零泄漏”三偏心蝶阀的结构优化有指导意义。     

密封面宽度对大潜深船舶尾轴机械密封性能的影响

以水下航行器尾轴机械密封为研究对象,应用有限元方法对不同潜深下、不同密封面宽度的机械密封的性能进行分析对比,探究在大潜深、低转速特殊工况下机械密封面宽度对密封性能的影响。结果表明,当密封面宽度一定时,随着潜深的增加,密封面的最高温度、最大接触压力和轴向应力均随着潜深的增加呈线性上升;当潜深深度一定时,密封面宽度越大,动静环的最高温度越高,最大接触压力和最大轴向应力增加也越快;在相同的工况条件下,泄漏量随着密封面宽度的减小而减少。由此可见,在大潜深、低转速特殊工况下,选择较小的密封宽度有利于降低最高温度,降低最大的轴向应力和接触压力,减少泄漏量。     

基于CFD的大口径球阀流场的数值计算与分析

首先介绍了计算流体力学和数值模拟的相关理论,然后采用基于CFD三维流场分析的Fluent软件,结合实际工况,对不同开度下高压大口径球阀内部流场进行数值仿真与可视化研究,并得出了如下结论:球阀开度为20°时,球阀内部己形成了漩涡流动,回流区域控制了阀内和阀芯后的整个流场,但阀内部有较小的涡流产生;球阀开度大于80°时,整个流动区域漩涡流动近乎全部消失;在相同压差下,随着阀芯开度的增大,涡流尺寸都有明显降低的趋势;在球阀内部的流场中,由于过流面积的骤然减小,流体以很高的速度在球阀上部流过,尤其在直角处会产生很大的压降,从而产生较大的局部冲击力,对其接触的表面具有腐蚀作用。     

电磁先导球阀阀芯受力可视化分析及流道优化设计

采用CFD的方法,在FLUENT软件平台上,对先导球阀内流场的流态进行了数值模拟;分析了阀芯轴向受力的变化;通过改变先导阀顶杆的直径,用以改变流道;并分析了阀内湍流动能的变化,可为阀的流道设计提供了参考。     

波涌阀密封性能的优化设计

波涌阀以水力为其驱动力,主要用于水利、节水灌溉,由于本身结构的特点和安装环境的限制,出现了灌溉水在阀腔间和轴向泄漏量较大的现象。根据所建立的泄漏量公式,应用Matlab优化工具箱,以泄漏量最小为目标函数,以密封面两端压力差、密封面间摩擦力、密封面流量和O型圈胶料的硬度为边界约束条件,建立优化数学模型,进行优化设计,并对优化结果进行分析。     

无泄漏平面型换向阀及设计

无泄漏平面型换向阀及设计于亚非目前使用的换向阀多为滑阀型、转阀型、锥阀型。滑阀型和转阀型换向阀阀芯所受不平衡液压力很小，所需操纵力也较小，但阀芯和阀孔间须有保证相对运动的间隙，泄漏往往较大。锥阀型换向阀阀口泄漏为零，但阀芯所受轴向液压力不平衡，而需较...     

卸荷阀门泄漏问题故障分析与处理

针对某型号箭体用卸荷阀门在靶场出现的泄漏问题,简述了卸荷阀门的工作原理,通过分析确定卸荷阀门泄漏的原因是阀芯卡滞后偏斜回位,使密封面产生异常压痕,造成阀门泄漏。通过增加冗余的方法解决了此问题的再次发生。     

V型球阀阀芯的设计优化

为了解决V型球阀在相对较小开度下等百分比特性较差的问题,首次提出了一套对V型球阀阀芯的设计优化流程。该流程采用数值模拟、样本均值评估及面积平均等效法来计算DN50V型球阀阀芯等百比特性系数RQ,并用实验来验证流程的合理性,进一步推广到其他型号的球阀中。结果表明,原始DN50V型球阀阀芯在开度28.6%到7.1%区域不符合等百比特性,经优化设计后球阀阀芯的等百比特性系数RQ得到了有效改善,提升水平接近一倍多,并且通过试验测量所得等百比特性系数超出优化设计结果;进一步在DN80V型球阀阀芯中进行推广,可知这种优化设计方法具有普遍适用性;V型球阀阀芯设计优化方法效率高、数值可靠,能够提升阀芯流量控制水平,提高阀芯设计能力。     

超超临界机组高、低旁减压阀泄漏处理措施浅析

由于超超临界机组高、低旁减压阀本身结构的原因,蒸汽会对阀芯和阀座密封面形成直接冲刷,加上如果启动时预热、疏水不充分,或者机组检修后介质中含有杂质等原因,会对阀芯、阀座密封面形成损伤;阀门损伤产生的泄漏会持续扩大并影响机组经济性,同时也影响阀后管道的安全,甚至造成事故。对高、低旁减压阀阀芯和阀座进行改造,使阀芯阀座不直接冲刷,大大减少了内漏情况的发生,增加了机组的安全性和经济性。     

超低温球阀结构设计及计算

该文针对超低温(-196℃)高压(6.4 MPa)工况下的球阀进行结构设计计算。主体材料选择06Cr19Ni10,口径确定为DN=150 mm,对阀体壁厚、阀座密封面计算比压、阀杆强度等进行详细计算校核;以及对球阀整体结构设计,利用PRO-E软件进行三维建模。     

玻璃纤维增强塑料浮动球阀密封性能分析

采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制作的球阀,具有强度高、密度小、耐酸碱腐蚀等优点,已逐步取代金属球阀应用在氯碱化工管道中。以DN50 GFRP浮动球阀为研究对象,分析常压下旋塞预紧力、密封件摩擦因数和密封面宽度对其密封性能的影响,并探究阀球推荐工作压力和GFRP浮动球阀整体设计参数对密封性能影响的主次顺序。结果表明：GFRP浮动球阀最高工作压力不应超过3 MPa,在常压环境下,需施加550 N以上的旋塞预紧力才能保证球阀正常密封;增大密封面摩擦因数可提高其密封性能,当密封面摩擦因数达到0.2时,密封面上最低密封比压最接近临界密封比压,材料利用率最高;随密封面宽度增加,最大密封比压呈先减小后增大的趋势,综合考虑球阀的使用寿命和材料利用率,该阀座的最佳密封面宽度为8.65 mm;密封面宽度对GFRP浮动球阀密封性能影响最大,其次为旋塞预紧力,密封件摩擦因数的影响最小。     

给水泵再循环最小流量阀国产化改造

介绍了给水泵再循环最小流量阀,并对其故障原因进行分析。分别从多层套筒布孔位置、密封结构、小阀芯密封面尺寸、大阀芯密封面结构等方面,对给水泵再循环最小流量阀进行优化改造,实际使用效果良好。     

高温高压球阀主密封结构自补偿设计研究

为解决球阀在高温高压等苛刻运行工况中遇到的主密封结构密封面受到的摩擦磨损,导致的阀门泄露、密封性能降低等问题,从球阀的密封原理出发,针对现有密封结构优缺点进行了研究。将计算机辅助设计以及有限元分析技术应用到球阀的结构设计过程中,根据密封性能对密封比压的要求,分析了密封面宽度与密封比压的关系,提出了利用流体介质自身压力提供阀座轴向推力迫使阀座补偿摩擦损失的方法,从而达到了自补偿密封效果,并利用建模软件Solid Works设计了自补偿主密封结构三维模型,利用自带网格划分插件进行了有限元仿真分析。研究结果表明:在产生摩擦磨损时,该设计能够通过自我补偿功能增加主密封结构的密封面宽度,从而降低了密封面上的密封比压,使得阀门密封性能得到提高。     

浅谈一体式可拆卸阀芯的新型呼吸阀方案设计

呼吸阀是一种能够保证压力储罐一直处于正常工作状态的压力保护设备，它被广泛应地用于石化产业中。由于呼吸阀的检测、维护频繁，尤其涉及大尺寸呼吸阀时需要吊装、运移再进行检测和维护，极大地增加了人力和物力成本。因此，本文提出了一种一体式可拆卸阀芯的呼吸阀设计方案。将传统呼吸阀的正、负压阀盘整合为可快速拆装的一体式阀芯，该呼吸阀在进行检测时，只需取出一体式阀芯部分进行检测，提高了检测效率；此外，扩大了阀盘支架的轴向尺寸和通气口，阀体阻火口处设计为变径形式，保证了呼吸阀的通气量；最后，在阀盘与阀盘支架密封面处增设了斜口设计，能有效防止冬季阀盘冻结。该方案设计为呼吸阀快捷、全面的检测提供了一定的参考。     

造纸厂蒸煮锅锅盖阀的设计与仿真分析

造纸厂蒸煮锅锅盖阀采用普通球阀,如果阀座的2个密封面不能同时良好接触,就会导致泄漏大、寿命短等缺陷。为此研制出一种新型的单阀座球阀,当阀口切断时,由于阀出口侧介质压力直接作用在球面上,使得密封效果随着出口压力的增加而提高。本文重点介绍了锅盖阀单阀座结构创新性设计及内流道CFD数值模拟,结果表明,这种新型结构的锅盖阀在实际应用中有非常好的的效果。     

球面车削专用装置

生产球阀过程中要车削球形阀芯(图1),若工件精度或表面租糙度达不到要求,则装配后产品会发生泄漏。为此,我们设计了蜗轮副传动的专用装置。转动部分的底盘9固定在车床大拖板11上(图2),其轴线与车床主轴轴     

风机用集成式机液伺服阀芯配合间隙的流场分析

针对机液伺服阀芯卡紧与泄漏量大的问题,对风机用机液伺服阀芯处的配合间隙流场进行了分析。在阀芯为倒锥的情况下,分别研究了以角速度1 500 r/min高速旋转伺服阀的阀芯与阀套间的偏心量、阀芯的锥度等参数,对阀芯处的配合间隙流场的影响;采用仿真软件分析了不同阀芯偏心量与锥度阀芯配合间隙流场的变化情况,通过利用高速旋转集成式机液伺服液压缸动态性能仿真,对比分析了机液伺服阀芯配合间隙流场的特性,得出了集成式机液伺服阀芯偏心量与锥度的允许范围。研究结果表明:为了保证伺服阀的动态性能,确保系统具有良好的稳定性,机液伺服阀芯的偏心量不得超过0.01 mm,机液伺服阀芯倒锥的半径差不得大于0.015 mm;该结果可为机液伺服液压缸的结构优化分析奠定基础。