液氢用低温三偏心蝶阀的反向密封性能分析北大核心CSCD

针对液氢用低温三偏心蝶阀较难现实反向密封的问题,对三偏心蝶阀在实现反向密封过程中出现的泄漏问题进行分析,探讨了三偏心蝶阀密封的影响因素,研究了三偏心蝶阀反向密封时蝶板的变形。结果表明:在流体反向流动时,解决蝶阀密封副的密封比压,是解决液氢用低温蝶阀反向密封的关键;三偏心蝶阀密封副的密封比压与其过盈配合设计相关;三偏心蝶阀密封圈的密封面边线是形成接触密封的关键位置,将过渡区的面密封改为线密封,有利于降低三偏心蝶阀在关闭时密封圈对阀座的磨损程度,为确保蝶阀形成有效的反向密封,蝶阀关闭时须在密封面上形成连续的密封比压;通过对蝶板和阀座结构采取加大密封部件的刚度和提高密封副的结合程度等优化设计措施,可实现三偏心蝶阀的反向承压密封的功能。选取Class150 NPS42三偏心蝶阀,使用氦气测试其在液氮(-196℃)环境下的反向密封性能,通过试验验证,低温蝶阀在设计压差内的泄漏量不能超过4 L/min,满足并优于标准允许的泄漏值,研究结果可为液氢用低温三偏心蝶阀的设计提供参考依据。     

液氢用低温三偏心蝶阀的反向密封性能分析

针对液氢用低温三偏心蝶阀较难现实反向密封的问题,对三偏心蝶阀在实现反向密封过程中出现的泄漏问题进行分析,探讨了三偏心蝶阀密封的影响因素,研究了三偏心蝶阀反向密封时蝶板的变形。结果表明：在流体反向流动时,解决蝶阀密封副的密封比压,是解决液氢用低温蝶阀反向密封的关键;三偏心蝶阀密封副的密封比压与其过盈配合设计相关;三偏心蝶阀密封圈的密封面边线是形成接触密封的关键位置,将过渡区的面密封改为线密封,有利于降低三偏心蝶阀在关闭时密封圈对阀座的磨损程度,为确保蝶阀形成有效的反向密封,蝶阀关闭时须在密封面上形成连续的密封比压;通过对蝶板和阀座结构采取加大密封部件的刚度和提高密封副的结合程度等优化设计措施,可实现三偏心蝶阀的反向承压密封的功能。选取Class150 NPS42三偏心蝶阀,使用氦气测试其在液氮（-196℃）环境下的反向密封性能,通过试验验证,低温蝶阀在设计压差内的泄漏量不能超过4 L/min,满足并优于标准允许的泄漏值,研究结果可为液氢用低温三偏心蝶阀的设计提供参考依据。     

一种新型金属硬密封蝶阀的设计

针对金属硬密封蝶阀的双向密封问题,基于液压元件设计中的油缸活塞原理,设计了一种在动水作用下带移动密封不锈钢圈的新型金属硬密封蝶阀。对基本结构进行了分析,确定了采用双偏心结构的设计;对正向承压比压、反向承压比压、金属密封圈的移动距离进行了计算,有效地解决了双偏心金属硬密封蝶阀的反向承压问题;对密封副材料选择进行了分析,有效地保证了密封效果和比压要求。     

双偏心金属硬密封蝶阀蝶板修型方法研究

在研究双偏心金属硬密封蝶阀密封副结构特点的基础上,采用变半径方法给出了蝶板修型的数值计算方法,并结合实例给出蝶板加工余量曲线,使得双偏心硬密封蝶阀密封副存在完整密封线,降低了蝶板与密封圈磨损,延长了蝶阀寿命。     

双偏心蝶阀金属硬密封副设计

从双偏心蝶阀金属硬密封副的干涉分析和自锁条件等出发,探讨该类密封副锥角和宽度的设计,为此类蝶阀设计和计算提供理论参考。     

三偏心蝶阀密封结构及其几何参数的分析与选定

分析了三偏心蝶阀密封副发生干涉及密封副密封比压相对均匀的情况。运用Solid-works软件得出了不同参数选取时关闭阀门产生的干涉量。通过对干涉量曲线的分析探讨三偏心蝶阀密封副相关参数选取的规律。     

双偏心金属密封蝶阀设计

介绍了双偏心金属密封蝶阀蝶板轴心位置的确定和回转区间的计算方法。分析了金属密封副弹性密封件的安装形式，受力状态及其变形过程。提出了从结构原理入手，提高产品质量，降低制造成本的设计观点。     

深冷工况三偏心蝶阀的结构形式分析

常规三偏心蝶阀结构形式在常温或高温工况下,阀门结构形式可以满足密封泄漏要求,保证正常开启应用。但是,在深冷工况下易发生蝶阀由于低温情况阀杆卡滞、下部端盖积液结冰抱死,导致转动不畅,且泄漏等级无法满足工况要求。因此,基于三偏心蝶阀传统结构形式加以研发设计改进完善,通过阀座密封材质选择、上部阀杆密封弹簧蓄能圈及下部阀杆防积液转动副结构改进,在深冷工况下确保蝶阀转动自如,且各项性能指标符合标准规范要求。     

烟道蝶阀的设计与应用

对烟道蝶阀和金属密封蝶阀的产品标准及其结构特性进行了对比和分析。根据阀门使用的工况条件给出了密封结构的设计方法。并对阀门的安装和使用提出了注意问题和应对措施。     

三偏心双向金属密封蝶阀的改进

分析了影响三偏心双向金属密封蝶阀反向密封的主要因素,介绍了其结构的优化改进,阐述了改进后三偏心双向金属密封蝶阀的工作原理。     

三偏心蝶阀的结构优化及流场分析

针对传统三偏心蝶阀的缺点,提出一种桁架过流式三偏心蝶阀结构,利用SolidWorks建立其三维模型并抽取不同开度下的流体域模型,然后根据设定的工况条件在Fluent中进行流场模拟计算。结果表明:优化后的阀板在不同开度下,过流面处承受的压力变小,承压面所能承受的压力变大;同等开度下,优化后的阀板表面的速度降低,阀板表面所受冲刷程度减轻;大开度下,优化后的阀板周围流动稳定性更好,改进后蝶阀的流量系数变大,流通能力变强。对改进前后的蝶阀结构进行阻力特性试验,对比分析得出:大开度下流阻系数明显减小,且改进后结构的流阻系数在同等开度下都有所减小,再次证明改进后结构的性能优势。     

给水泵最小流量阀改造前后数值模拟

利用FLUENT对2种阀内件进行流场数值模拟,分析典型工况下阀内压力、速度分布,对比改造前后电泵能耗情况。通过模拟发现环形流道阀罩比HUSH形阀罩内压力径向分布均匀,抗汽蚀能力更强,结合实际运行数据体现出该结构阀体严密性较HUSH形阀罩好,更不容易泄漏。     

某型伺服引气阀蝶阀压力损失分析

蝶阀作为伺服引气阀的主阀，其压力损失特性对于伺服引气阀的工作效率、流量控制精度以及下游涡轮起动机性能至关重要。建立了蝶阀压力损失计算的数学模型；通过计算流体力学数值计算方法获取了蝶阀流场总压分布情况，得到了不同工作环境和开启角度时的蝶板压力损失情况。结果表明，供气压力的升高增大了蝶阀压力损失，但不改变蝶阀和涡轮起动机上的压降分配比例；而蝶阀压力损失不受供气温度的影响。对海平面下不同开启角度的蝶阀压力损失进行了试验测试，验证了数学模型及数值计算结果的正确性。     

Application of diamond to enhance choke valve life in erosive duties

As part of a LINK surface engineering project, a consortium of universities, hard materials suppliers, valve manufacturers and end users have investigated the incorporation of CVD diamond into choke valves to enhance valve life in erosive duties. Diamond was applied to regions of the valve trim and tested under full scale conditions in a high pressure valve loop test facility and compared with standard uncoated tungsten carbide trims. The valve trims were tested with a 60 bar pressure drop and a flow rate of 7.5 l s⁻¹ using water-sand slurry containing 1% (w/w) solids with a mean diameter of 194 μm. The results show that valve seats and plugs with a partial coverage of CVD diamond exhibit 50-60% greater resistance to damage caused by sand particle impingement. Moreover, it is felt that further improvements are attainable with subtle improvement of the design of the trim and coating processes to allow complete coating of critical components with complex design.     

三偏心蝶阀

分析了三偏心蝶阀在结构上所做的改进及其优点,并对三偏心蝶阀压力角的计算作了较为详细的阐述,叙述了在实践生产中为降低成本而采用的双偏心调整机构的原理。     

超高压截止阀阀杆轴向密封力的分析

阐述了超高压截止阀在不同密封型式下轴向力的计算及其确定并加以论证,分析了超高压截止阀的密封机理和密封面加工精度对截止阀轴向力的影响以及密封副材料的选用。     

Investigation of the mechanical behavior of a flexible solid metal seal for a cryogenic butterfly valve

Seat tightness at the fully shut position should be a consideration in the development of a butterfly valve for use in a liquefied natural gas (LNG) vessel. A flexible solid metal seal offers sufficient tightness of the butterfly valve and meets the specifications for cryogenic temperature. In the present study, characteristics for a cryogenic butterfly valve, such as the flow coefficient and the pressure loss coefficient, were estimated by numerical fluid analysis carried out to simulate 3-D flow and to study performance as it was affected by the opening angles of the valve disc. A design criterion to ensure the seat tightness of the butterfly valve at the fully shut position was proposed, in which the contact pressure between the metal seal and the valve disc would be compared with the fluid pressure. Numerical structural analysis showed that the contact pressure can be calculated by simulation of the frictional contact behavior on the surface of the metal seal and the valve disc. As a result, an adequate flexibility of the metal seal and the valve disc was required in order to accomplish a contact pressure that would be high enough to satisfy the seat tightness requirement. Under cryogenic temperature, thermal shrinkage caused the metal seal to adhere closely to the valve disc periphery at both sides and raised the contact pressure to a relatively high value, though there was no contact across a small area at the center position, which is susceptible to leakage. An additional displacement of the metal seal and the valve disc appeared at an operating fluid pressure of 6.9 bar and produced sufficient contact pressure at the no-contact area. This was verified by experimental leakage tests performed at room and cryogenic temperatures.     

全液压蓄能快关蝶阀的设计

介绍了快关蝶阀的性能和结构特点。分析了全液压蓄能驱动装置及其电液联动系统的工作原理。论述了阀门主要零部件的设计过程和方法。     

阀门密封副密封设计理论及计算方法的分析与研究

介绍了阀门密封副绝对密封和相对密封概念,分析了影响阀门密封性能的相关因素,给出了阀门密封副密封设计理论与计算方法。     

三偏心蝶阀反向承压密封问题的有限元研究

应用ansys软件对通径DN300、工作压力PN3.5MPa的三偏心金属蝶阀反向承压密封面接触问题进行了非线性有限元分析,得到反向承压密封时有无预压紧了的条件下蝶阀的应力应变图,通过有限元计算结果分析得到了三偏心金属蝶阀必须通过对阀轴理论装配位置偏移给蝶板预加合适的压紧力,才能够实现反向承压密封。研究对"双向零泄漏"三偏心蝶阀的结构设计有指导意义。