超低温上装式浮动球阀密封结构的研究

分析了几种液化天然气接收站用超低温上装式浮动球阀密封结构特点,介绍了超低温与常温浮动球阀的区别。     

上装式球阀阀座结构的改进

介绍了上装式球阀的性能,论述了为减少泄漏对密封副结构的改进。     

铸石球阀阀杆密封结构的改进

分析了铸石球阀阀杆密封泄漏的原因，介绍了对其密封结构及密封圈形状和材料的改进方法。     

阀杆旋转角度启闭的撑拢式阀门密封结构

介绍了一种适用于球阀、蝶阀和旋塞阀的阀杆旋转角度启闭的撑拢式阀门密封结构。此种结构已获得发明专利(专利号：00111674．6)。     

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。     

轨道球阀阀杆失效分析及结构改进

探讨了轨道球阀分段式阀杆断裂原因,分析了失效阀杆的光谱、金相以及硬度检测结果,提出了适合阀门实际工况的解决方案。     

高渗透介质微泄漏阀门中腔密封研究

阐述了随着核电技术的发展,对核电阀门要求越来越高的现状,比如高温气冷堆等四代核电堆型一回路冷却剂(氦气)的特殊性,对核电阀门的密封性能提出了更高的要求。介绍了研究高温气冷堆核级氦气截止阀低泄漏率中腔密封结构的意义,并通过研究分析确定了低泄漏率中腔密封结构的研制难点和对应的解决措施,并对一台DN100截止阀样件开展中腔密封结构的详细设计,完成了满足低泄漏率要求中腔密封结构的开发,同时为了确保其密封性能能够满足要求,对样件中腔密封结构中的金属C型圈所承受载荷进行有限元分析,验证了其所承受的线载荷能够使其起到良好的密封效果,并对样件进行一系列的氦检漏试验,证明了该中腔密封结构具有良好的密封性能。通过本课题的研究,掌握了核级氦气截止阀满足低泄漏率要求的中腔密封结构关键技术,解决了氦气等高渗透性介质工况阀门中腔密封结构密封性能保证的难题,可以为高温气冷堆核级氦气截止阀等具有低漏率要求阀门的中腔密封结构的设计提供借鉴。     

非API套管接头主密封结构气密性能试验分析

非API套管接头主要通过金属对金属的径向过盈主密封结构,保证气井开采时的井筒内气密性。依据7 in．套管接头尺寸选用锥面对锥面径向主密封结构型式加工试件,通过密封面过盈配合尺寸控制密封预紧力,测试不同密封预紧力下的气体泄漏率;分别采用车削、磨削和研磨工艺加工接触面,对比分析不同表面粗糙度对气密性能影响程度;取径向密封接触宽度范围2．5～25 mm,测试相同密封预紧力和气体压力下,不同接触宽度对应的气体泄漏率。试验测试结果表明,较高的初始接触压力是形成金属对金属密封的必要条件,当接触压力接近2倍材料屈服强度后,随气体压力升高泄漏率曲线近似保持水平,径向金属密封产生稳定气密性能;密封面的表面粗糙度不同,其进入稳定密封状态的快慢程度不同,表面光洁度越高、进入速度越快气密性能越好;径向接触宽度在2．5～10 mm范围内,气体泄漏率随接触宽度增加而显著降低,10 mm以后接触宽度对气密性能影响不大。     

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。     

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.     

液化天然气用上装式固定球球阀的研究

分析了液化天然气接收站用上装式球阀的结构特性,介绍了波纹管密封上装式固定球球阀的结构性能及装配过程和安装要求。     

接触式密封结构泄漏模型研究现状及发展

密封结构失效导致的泄漏故障已成为影响产品使用可靠性和安全性的关键因素之一,因此开展密封失效研究已成为当前的热点和难点。针对接触式密封结构泄漏研究所包含的表面接触问题与密封界面渗流问题两部分内容,介绍了Hertz接触模型、统计学接触模型以及分形接触模型,并对3种经典的接触模型的优缺点进行了评述;梳理了基于分形理论、多孔介质理论以及逾渗理论等3种常见的密封泄漏模型的研究现状。总结了基于人工神经网络、数值仿真计算和格子玻尔兹曼等3种未来可能在密封结构泄漏研究领域出现的研究热点方法,为密封连接系统的设计和密封界面的机械加工提供了理论依据和指导。     

楔紧式金属密封蝶阀的设计

主要论述了楔紧式金属密封蝶阀的结构和工作原理。重点介绍了楔紧式金属密封蝶阀的设计计算，并对高温条件下的设计提出了要求和方法。     

球阀与阀组结构参数变化规律的分析研究

基于FLUENT软件的动网格技术,将湍流模型与多相流技术相结合,通过计算与分析球阀阀组的结构参数对转子泵出口球阀的运动特性及球阀内部流场特性的影响规律,给出了阀球运动参数的变化曲线和球阀内部流场的分布云图。阀座半锥角小于45°时,阀球速度、升程变化较大,阀隙最大流速较小且变化较快,大于45°时,阀球速度、升程、阀隙最大流速变化较接近。阀球上下表面压差随阀座半锥角的增大而增大,且阀座半锥角大于45°时,阀球上下表面压差随介质气液比的增大明显减小。阀座入口直径增大,阀球速度、升程及阀隙最大流速变小。阀球速度随时间函数呈现先增大后减小趋势;但当介质气液比增加到0.8、0.9时,阀球速度则呈现先减小后增大趋势;随介质气液比的增大,阀球速度、升程变化梯度和阀隙开度减小,阀隙最大流速增大。气液比小于0.5时,流量系数缓慢变化,超过0.5时,流量系数发生突变,甚至于在超过0.65以后,流量系数急剧变化超过1.0。     

不同材料配对机械密封的端面摩擦特性试验研究

以硬质合金YG8为动环,分别配对20%石墨填充聚四氟乙烯、碳石墨和SiC环组成3组密封副进行摩擦特性试验,获得32#液压油中3组密封副的工况参数与摩擦因数关系的包络线。试验表明:SiC-YG8组对的磨损量最小,摩擦因数最大;碳石墨-YG8组对的磨损量最大,摩擦因数最小;20%石墨填充四氟-YG8组对具有较小的磨损量和摩擦因数。机械密封端面摩擦特性取决于动静环配对材料和摩擦磨损条件,包括端面载荷、滑动速度及润滑介质性质等因素,利用工况参数与摩擦因数关系的包络线可以判断某一润滑介质条件下机械密封的端面摩擦特性。     

外压式与内压式软填料密封的理论和试验研究

分析了两种密封结构的侧向压力分布及摩擦功耗，给出了反映其侧向压力变化趋势的压力变化因子和摩擦功比；并以碳素纤维编织填料为试验样品，对其在动态条件下的摩擦功耗和密封性能进行了对比性的试验研究。试验结果表明，内压式软填料密封与外压式软填料密封相比，摩擦功耗小，泄漏量小，工作状态稳定。     

金属O形环密封结构的泄漏模型研究

基于分形理论的金属垫片泄漏模型,改进了密封面的接触模型,综合考虑了密封面微凸体的完全弹性、第一弹塑性、第二弹塑性和微凸体大小分布的域扩展因子;分析金属O形环密封接触宽度与设计压缩率的关系,推导出金属O形环密封结构的泄漏模型,并进行验证分析。结果表明:压缩率在一定范围内,接触宽度随压缩率的增加而逐渐增加;但当压缩率超过一定值后,O形环发生塌陷,导致接触宽度迅速减小;各压缩率下计算得到的泄漏率与试验结果在同一量级,说明建立的泄漏模型适用于金属O形环密封结构泄漏率的预测。     

基于泄漏率的法兰密封结构垫片参数试验研究

对于压力容器的法兰密封结构而言,预紧比压y和垫片系数m是其设计时依据的两个重要垫片参数,现行压力容器设计规范ASME VIII卷中给出的y和m取值是经验值,且未能与泄漏率关联。对现有基于泄漏率的垫片参数标准试验方法进行分析,指出了其存在的不足之处,开展了石墨缠绕垫片在不同介质压力、不同加卸载循环下的密封性能试验,提出了一种更加贴合工程实际的垫片参数y和m的试验方法。通过对不同垫片初始表面应力下泄漏率与垫片系数m之间关系的拟合,得到满足不同紧密度等级所要求的y和m值,并对y和m取值进行优化使其更加方便工程应用。新的垫片参数试验方法考虑了y和m之间的关联关系,可更加准确全面地反应垫片特性,为开展基于泄漏率的法兰密封结构设计,降低石化装置泄漏率提供支持。     

盾构机主驱动密封结构优化研究

盾构机主驱动密封系统是盾构机的关键系统之一,主驱动密封圈性能直接影响盾构机的性能。对影响盾构机主驱动密封性能的唇形密封圈主要结构参数建立正交试验方案,利用有限元分析软件ABAQUS建立盾构机主驱动密封圈工作过程中开启压力差及接触宽度的计算方法,并按照正交试验方案对开启压力差及接触宽度进行仿真计算,然后对计算结果进行方差分析。分析结果表明：唇形密封圈的唇高度和唇厚度对开启压力差有显著影响,唇曲度和唇高度对接触宽度有显著影响。根据密封要求与分析结果,选取唇曲度为17 mm,唇高度为22.35 mm,压缩量为7.1 mm,唇厚度为5 mm的密封圈结构为最适结构,结构优化后开启压力差降低33%,接触宽度降低23%。