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。     

箭体充气阀密封性能量化分析

借鉴垫片密封及阀座密封比压原理,从力学角度建立了阀门漏率计算公式。以有限元方法建立了阀门漏率计算模型,实现了阀门漏率的初步量化分析和计算。通过分析充气阀阀座结构尺寸对阀门密封性能的影响,证明在保证阀门非金属密封面无损坏的前提下,阀座密封面半径越小越有利于阀门密封。     

深水测试防喷阀主密封副接触特性研究

为探讨深水测试防喷阀的阀座结构和密封副材料对密封性能的影响,考虑O形密封圈和流体静压对密封力的影响,建立深水测试防喷阀密封力学模型,分析在测试作业中的密封力学特性。建立密封结构的有限元模型,分析密封槽位置、密封面宽度、材料弹性模量、摩擦因数对密封比压和密封面上Mises应力的影响规律,并通过理论公式验证分析模型的正确性。研究表明:随着密封槽离密封面距离的减小,密封面中径附近的密封比压和Mises应力均增大,随着密封面宽度的增加密封比压和Mises应力均减小;阀座材料的弹性模量对密封比压和Mises应力的影响很小;随着摩擦因数的增大密封比压减小而Mises应力增大,当摩擦因数超过0.8后对密封比压和Mises应力的影响很小。研究表明,密封槽位置、密封面宽度和摩擦因数能够局部调节密封比压分布和密封面上的Mises应力分布。     

金属陶瓷硬密封双偏心半球阀密封性能分析

针对石油、化工等行业中阀门极易发生密封失效的问题,采用金属陶瓷作为密封件,设计了一种耐磨损、耐腐蚀的硬密封双偏心半球阀,指出软密封球阀的密封比压计算公式不适用于金属陶瓷硬密封的情况,利用赫兹弹性接触理论分析了半球阀密封副密封比压分布规律,建立了半球阀密封性能评价模型,并采用有限元方法计算了半球阀密封副密封比压。通过对比密封比压分布规律的理论分析结果和有限元结果,验证了有限元分析结果的正确性。并得到阀芯、阀座之间最大密封比压为9.55MPa,满足密封性能评价模型,说明设计的金属陶瓷硬密封双偏心半球阀密封性能良好,不会发生介质泄漏。     

球阀密封面密封比压计算公式探讨

分析了球阀密封面密封比压的计算方法,列举了典型阀门尺寸计算数据对比,提出了非金属材料阀座密封比压的计算公式。     

一种新型无摩擦球阀的设计

球阀是一种新型阀门,不仅结构简单,密封性能良好,而且在一定的公称通径范围内体积较小、质量轻、材料耗用少、操作简便,是近几年发展速度最快的阀门品种之一。但随着球阀的开关次数增加,球体与阀座表面会有不同程度的磨损,进而会使球阀的密封性能下降。介绍球阀的一种新型密封结构,该结构不仅可以实现球阀在启闭过程中球体无摩擦转动,还可以有效避免球体与阀座表面的磨损,而且能减小阀杆与执行元件所承载的扭矩,同时降低了对阀杆强度的要求。     

箭体阀门密封性能量化分析方法

参照垫片密封及阀座密封比压原理,从力学角度建立阀门漏率计算公式,并以有限元方法建立阀门漏率计算模型,从而实现了阀门漏率的初步量化分析和计算。以充气阀为例分析阀座结构尺寸对阀门密封性能的影响,结果表明在保证阀门非金属面没有破坏的前提下,阀座半径越小越有利于阀门密封。     

基于有限元法的超超临界机组球阀密封设计及研究

作用于超超临界机组球阀密封结构接触面沿介质流动方向上的合力大小是影响其密封性的关键因素,为使达到规定的密封效果,阀球与阀座密封需进行配对研磨。该文介绍了球阀失效机理,根据超超临界机组球阀实际工况建立密封模型,采用理论计算与有限元分析验证相结合的方法对阀座密封比压进行研究,分别得出球阀进口端阀座密封比压计算公式和阀座上密封比压的分布规律,为解决球阀阀座与阀球接触的密封问题提供必要的理论基础。     

双向密封偏心半球球阀浮动阀座的设计与分析

介绍了一种双向密封偏心半球球阀的浮动阀座结构,可实现双向密封,且有自动补偿功能,保证阀门的密封性,并论述了偏心半球球阀的性能。     

油气管道球阀结构设计改进及性能试验研究北大核心CSCD

为了提高管道球阀内部密封可靠性,设计了一种采用具有组合密封特性的多重阀座结构,并开展了密封性能和寿命试验分析,考察了阀门压力试验、功能试验和现场工业性应用试验等过程。结果表明,0.6 MPa低压气密封和1.1倍公称压力高压气密封性能试验结果均符合标准规定的无可见泄漏要求;改进设计后的管道球阀具有独有的多级阻断介质密封、压力缓冲和全封闭注脂的特性和优势,提高了阀门的密封可靠性,根据多重阀座的特性,综合性能达到或优于2台传统球阀串联的叠加效果。研究结果为管道球阀尤其是关键位置阀门提供了更优的选择,降低了油气管道球阀内漏的风险,对保障管道系统安全运行具有重要的意义。     

油气管道球阀结构设计改进及性能试验研究

为了提高管道球阀内部密封可靠性，设计了一种采用具有组合密封特性的多重阀座结构，并开展了密封性能和寿命试验分析，考察了阀门压力试验、功能试验和现场工业性应用试验等过程。结果表明，0.6 MPa低压气密封和1.1倍公称压力高压气密封性能试验结果均符合标准规定的无可见泄漏要求；改进设计后的管道球阀具有独有的多级阻断介质密封、压力缓冲和全封闭注脂的特性和优势，提高了阀门的密封可靠性，根据多重阀座的特性，综合性能达到或优于2台传统球阀串联的叠加效果。研究结果为管道球阀尤其是关键位置阀门提供了更优的选择，降低了油气管道球阀内漏的风险，对保障管道系统安全运行具有重要的意义。     

超低温球阀密封要素的分析

介绍了超低温阀门密封副质量、密封比压、流体物理性质及密封副结构和尺寸的确定及其对阀门性能的影响,基于低温阀门的设计准则及阀门密封性能的基本理论,分析了超低温球阀密封各个要素的相互关系。     

抗硫球阀密封结构选材研究

近年来,随着我国天然气工业的迅猛发展,涌现了一大批亟待开发的高含H2S气田.开展高含硫气田开发中的抗硫球阀密封结构的研究,解决目前抗硫球阀应用中,经常出现密封面腐蚀、泄露等问题,对确保高含硫气田开发地面系统的安全和平稳供气具有重要意义.以阀座密封面为研究对象,运用Pro/E对阀门密封件建模,并无缝连接到ANSYS中进行接触分析,分析不同阀座结构及材料的密封性能.研究结果显示:在材料屈服极限内,普通夹层阀座具有最大的连续接触压力,设计比压误差最小,为最优选型.     

虚拟现实技术在阀门设计中的应用

通过阀门仿真试验,介绍了在工业设计中运用虚拟现实技术,以及所设计产品进行仿真试验的详细过程。通过改变阀门参数,探讨了阀体开孔应力集中的问题。通过密封面比压计算,提取了有效密封比压,得到密封面宽度和密封比压的关系曲线。应用该技术可对阀门的强度和密封性进行定量评价。     

楔式闸阀密封面宽度对密封性能的影响分析

针对闸阀密封面局部密封比压大于材料许用比压的现象,对阀座密封面宽度进行优化设计以保证闸阀的密封性。优化前阀座密封面宽度为5 mm,在[4,6. 5]宽度范围内,对以0. 5 mm为步长的6组模型进行数值模拟仿真,并对结果进行数值拟合,获得临界密封面宽度值,最后进行仿真试验验证。结果表明:6组模型密封比压值成线性关系,通过线性拟合得出材料许用比压150 MPa对应的临界密封面宽度为5. 6 mm,数值试验验证此时密封比压为151. 69 MPa,相对误差为1. 13%。     

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。     

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。     

固定球阀主密封副结构尺寸对密封性能的影响

选择NPS10 Class600硬密封固定球阀为研究对象,分析球体尺寸、阀座尺寸、摩擦系数等因素对密封性能的影响。将阀座密封结构尺寸分为四纵四横及角度共9个结构参量,建立有限元模型,分析工作条件下球阀密封副的变形及密封,并对阀座结构进行优化。结果表明:球体与阀座密封面的摩擦系数对最大密封间隙和变形量影响大;阀座高度方向的尺寸可显著提高阀座刚度以及密封副密封性。尺寸优化后密封效果提升显著。     

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。     

基于ANSYS的大口径金属硬密封球阀泄漏分析

为研究大口径金属硬密封球阀的密封面性能，建立了球阀的主密封结构有限元模型，分析其在常温高压、高温高压下的应力变化及间隙变化。以阀芯弹性模量、阀芯半径、密封面轴向投影为优化变量，最终得到各参数对泄漏的影响。结果表明：在一定范围内，增大阀芯半径以及减小密封面轴向宽度，能减少泄漏，为大口径球阀的设计提供了参考。