一种可在线检漏的双半球硬密封球阀结构设计

强制密封球阀是油气输送管道、站场计量检定等领域的核心设备之一。针对进口ORBIT轨道式强制密封球阀只能实现单向密封、背压楔紧力不足等结构设计缺陷,设计了一种可在线检漏的双半球硬密封球阀。采用分体式球体结构设计理念实现了双阀座双向强制密封。经过严格计算优化的阀杆楔形锥体镂空结构,能够对称撑开球瓣,双向受力平衡,使阀门的机械楔紧力与背压密封效果大大提升。该球阀拓展了轨道式球阀的设计思路,提升了产品性能及使用寿命,促进了轨道式强制密封球阀国产化高质量顺利完成。     

强制密封球阀阀杆导向结构的优化设计

介绍了强制密封球阀的性能和使用工况,分析了2种强制密封球阀阀杆导向结构存在的缺陷,提出了阀杆导向结构优化设计及采用黄铜套减磨降低开关力矩的方法,解决了阀杆易产生应力集中、易磨损、易断裂和难加工等问题。     

高温双向金属密封球阀

介绍了一种高温双向金属密封球阀的结构特点和工作原理,分析了球阀双向金属密封副的性能。     

强制密封球阀流场模拟与分析

论述了强制密封球阀的结构特点和工作原理,分析了阀门在全开启和刚开启时的流场数值模拟状态,修改了阀座结构,提高了阀门密封的可靠性。     

固定球阀密封结构概述

按照固定球球阀机械密封加压力密封的原理,设计了三种形式的固定球球阀阀座密封结构,分别分析了三种结构形式的优缺点。     

摆旋式双向密封球阀的设计研究

在分析现有球阀结构特征、存在的缺点及使用效果的基础上，提出了一种新型结构的球阀－－摆旋式双向密封球阀，介绍了该阀的结构特点、工作原理及主要技术参数的设计计算。该阀的优点突出，是一种较有应用前景的新型球阀。     

弹簧蓄能密封球阀应用的分析

针对管线球阀的泄漏问题,介绍了弹簧蓄能密封球阀的设计思路,详细阐述了其主要结构特性、工作原理与设计原理。和传统密封结构的球阀相比,弹簧蓄能密封球阀在制造上无特殊要求,在实际应用中效果很好。     

磁性液体在电动球阀动密封中的应用

介绍了一种非接触式密封-磁性液体密封技术的密封原理及在电动球阀中的结构设计与工作过程。     

长输管线用固定球球阀密封及密封失效探讨

分析了油气长输管线常用固定球球阀的密封结构和原理,针对球阀的实际工况分析了球阀密封失效的原因,总结了球阀密封失效的应对措施。     

高温硬密封球阀密封结构研究

介绍了高温硬密封球阀的密封特点,分析了各种硬密封球阀的阀座结构形式及密封原理,提出了硬密封结构的改进方法。     

Study on the design of ball valve based on elastic ring valve seat structure and fluid characteristics and fatigue strength

Aimed at the technical problems such as the influence of granular medium on spring pre-tightening force sealing, a new ball valve based on elastic ring valve seat structure is studied. The spring plate type valve seat structure is designed to cooperate with the ball core for sealing, and the blade spring coil is used to cooperate with the ball core for sealing in the spring plate type valve seat structure. Wherein the supporting back ring supports the blade leaf spring on the outer side to enhance and protect the role of the blade spring coil. The design without the spring cavity avoids the problem of sealing failure caused by medium entering into the spring cavity and affecting the compression spring, and avoids the situation that the valve seat can be sealed with the ball core by pre-tightening the compression spring, thus avoiding the problem of sealing failure caused by the valve seat sticking on the valve body. The mechanical and flow characteristics are studied and analyzed by the ball valve characteristic test system. The stem torque, unbalance torque, flow characteristics and flow coefficient variation at different nominal diameters are analyzed. The seal allowable squeeze stress and seal surface pressure are analyzed, and the seal is stable and reliable with the seal pressure meeting the seal design criteria. The fluid dynamics simulation analyzes the velocity, pressure and flow traces of the fluid flowing through the ball valve under three opening degrees: fully closed, half open and fully open, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet under different nominal diameters and the flow resistance coefficient curves. Static strength analysis was done for the ball core and spring plate seat structure to obtain the stress, displacement, strain and safety factor. The fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure was analyzed, and the total number of lives (cycles) and load factors were obtained, and the results show that the fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure is safe and the fatigue strength meets the requirements. Ball valve pressure test, low pressure sealing test and high pressure sealing test, valve body strength and ball valve sealing performance all meet the requirements.     

新型船用钛合金球阀的设计与研制

针对船用球阀存在耐海水腐蚀性能差和使用寿命低等相关问题,设计和研制了一种新型船用钛合金球阀,该阀的密封性能好,耐海水腐蚀性能优良,使用寿命长。本文介绍了这种球阀的结构设计、阀座密封结构设计及材料选用。     

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。     

PTA用钛合金硬密封球阀密封结构设计与分析

以典型项目钛合金硬密封球阀为例,介绍了PTA用钛合金硬密封球阀的技术现状、设计标准等。对密封结构进行设计,并计算所需密封力。结合理论计算进行有限元分析,对钛合金硬密封球阀的阀座密封结构和密封比压进行设计与分析研究。     

深海球阀阀座密封性能分析与优化

由于深海工况复杂,深海阀门密封结构在工作状态中遇到不稳定工况时,难以运用传统的凭借经验以及基于经典力学理论的常规设计方法进行研究。从深海工况出发,设计出具有双向密封结构的阀杆和螺栓固定式阀座的深海球阀;应用有限元数值模拟软件,通过选取阀座密封面上三条特征路径代替整个密封表面,研究其在海水外压以及介质内压综合作用复杂工况下的变形规律,分析其密封性能,得出其变形与密封比压的关系。结果表明:不同路径处阀座的变形量与密封比压的关系不同,阀座两端的变形量与密封比压无关,阀座中间部分的变形量与密封比压变化相反;减小阀座径向厚度可增大密封比压,并使密封面上的密封比压分布更加均匀,并且当厚度较小时,密封比压增大速度更快。基于研究结果对阀座的尺寸进行优化,减小了阀座的径向厚度,使阀座的密封比压分布更加均匀且符合阀门的密封评价标准。     

井下V形金属密封环密封性能研究

提出一种适用于井下复杂环境的V形金属密封环,利用压力密封装置模拟40 MPa压差工作环境,研究V形金属密封环在井下流量控制阀中的密封性能。将V形环的力学模型分解为圆筒过盈配合与悬臂梁力学模型进行理论分析,得出密封接触面的应力计算公式,并利用ABAQUS进行仿真验证。建立V形环两种密封面(曲面与平面)的轴对称模型,分析密封环在40 MPa压差下,不同过盈量与倾角对密封性能的影响,并对比2种结构的性能。结果表明,在满足密封性能的前提下,平面密封结构的过盈量取值范围更广,并且在相同结构参数时的接触应力大于曲面密封。确定平面密封结构过盈量与倾角的取值范围,为井下流量控制阀中V形金属密封环的设计提供了参考,应力计算公式也为密封环的设计提供了一个初步的接触面应力。     

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。     

撑拢式硬密封球阀的结构设计

介绍了侧装式双轨道撑拢式硬密封球阀结构，分析了球阀密封结构和启闭结构的特点和工作原理。     

双向平动球阀

介绍了一种球瓣对称设置，通过四连杆机构实现球瓣伸缩及旋转运动的球阀密封新结构。该阀密封比压可调，密封可靠，使用寿命长。此结构已获得发明专利(专利号：Z03226495．X)。