阀门阀杆密封填料受力分析与研究

分析了阀门阀杆密封填料及碟簧加载的受力情况,提出了填料密封圈数与碟簧片数的计算方法。     

新型高温密封的核心方法-预紧碟簧

描述了预紧碟簧的结构特点和预紧力补偿的原理,着重说明了预紧碟簧如何有效地解决高温设备及管道中的泄漏问题,并结合实例进一步说明了预紧碟簧代表了一种先进的浮动预紧和新型的高温密封技术。     

部分回转阀门填料密封试验装置的设计

针对阀门填料选型计算缺乏依据、填料装配依靠工人经验的问题,通过对填料密封理论进行研究,分析了填料预紧力、填料高度、介质温度对阀杆填料密封性能的影响,设计了一种部分回转阀门填料密封试验装置,能模拟不同介质、不同温度以及阀杆部分回转等真实工况,可准确加载不同的填料预紧力,精确测量阀杆的摩擦力矩,进行填料逸散性检测,并评估阀杆填料密封性能。利用该装置针对柔性石墨填料进行了初步试验研究,实现了径向比压系数R的间接测量,得出轴向预紧力适宜区间为12～20 MPa,验证了装置具有较强的先进性。     

自动补偿扭矩传递机构的设计

介绍了四代核电站用阀门的严苛工况(设计温度为超高温(≥427℃),需快速启闭(≤5 s)),总结归纳了该工况下阀门扭矩传递机构的设计难点,并给出了具体的解决方案,分析确定碟簧预紧量,预紧碟簧保证正常扭矩的传递;选定碟簧的总压缩量,补偿高温膨胀量和吸收惯性冲击载荷;在阀杆螺母两端设置了上下两组的碟簧,通过碟簧、碟簧套、推力球轴承、止推垫的组合结构限制阀杆螺母的轴向位移,深沟球轴承保障阀杆螺母的径向支撑。最后在高温试验回路上,完成循环寿命试验,验证该阀门结构能满足运行工况。其他类似工况的机械的扭矩传递机构也可采用其解决方案。     

螺栓弹性模量对双锥密封影响的有限元数值分析及研究

本文运用有限元分析方法,对双锥密封系统的预紧工况及操作工况锥面密封比压进行模拟计算,并与国标(GB150)双锥密封设计要求进行比较。研究了双锥环预紧以及操作工况下锥面的密封比压分布以及双锥环内圆柱面径向位移变形,发现螺栓材料弹性模量对操作工况下双锥密封锥面密封比压有较大影响,螺栓材料的弹性模量越大,其预紧工况锥面比压不变,操作工况下锥面密封比压变大,其密封效果越好。     

超低温阀门比压补偿式密封结构的研制

介绍了超低温阀门密封部位泄漏与其密封材料低温性能和密封比压补偿结构的关系,分析了阀门密封失效机理、材料选用、密封结构特点和密封比压计算过程,总结了阀门样机低温性能试验验证结果。针对超低温下因阀门密封比压下降造成的密封失效问题,提出一种比压补偿结构,使阀门在超低温下自动补偿由于温差带来的密封比压下降,强化密封性能。     

加氢反应塔非标准双锥密封结构有限元分析

建立某加氢反应器平盖筒体非标准双锥环结构的有限元模型,分析预紧和正常操作工况下密封面的应力分布,并探讨其密封情况;研究径向间隙与垫片密封比压以及垫片应力的关系。结果表明,该非标准双锥环在预紧工况下能够实现初始的密封,在操作工况下能够保持良好的密封效果。垫片密封比压和垫片应力随着径向间隙的增大而增大,该非标准双锥密封按GB150 2011中给出的径向间隙取值范围可以实现良好的密封。     

自紧密封结构阀门中腔密封结构分析及改进

介绍了自紧密封结构阀门中腔密封结构及密封原理,分析了自紧密封结构阀门中腔密封圈的各种失效模式及其原因,提出了设计合理的配合间隙、调整螺柱长度、改善配合面光洁度及控制密封圈压缩预紧力等改进方法。     

核电用弹簧式平行双闸板闸阀低压工况适用性分析

阐述了弹簧式平行双闸板闸阀(即V型闸阀)的结构特点及密封原理,并以DN150低压V型闸阀为例,选取5个压力点,分别从理论计算和软件分析角度得出不同压力时密封面上的总作用力,从而计算出密封面的实际比压,再与必须比压进行比较,对不同压力时阀门的密封面比压情况进行分析,再根据分析结果阐述弹簧式平行双闸板闸阀针对低压工况的适用性,为阀门结构选型提供参考依据。     

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。     

采用垫片安全系数的高压法兰螺栓密封设计

为了防治高压大直径法兰螺栓密封的设计失效,从影响法兰密封效果的因素中提出垫片特性及垫片受力非均匀性2个参数;以垫片系数和垫片预紧比压为基础,分析特性比和特性系数这2个反映垫片组合特性的新概念;提出以垫片安全系数表征垫片的结构形式和材料性能在不同计算压力下的安全储备。绘制了典型的安全系数曲线,安全系数随着计算压力的增大而降低,且曲线下降中存在单个拐点;垫片适用压力大于拐点压力,小于垫片安全系数等于1时的计算压力。应用各种垫片在不同安全系数下相应的计算压力适用值进行密封设计,能够确保密封结构设计的有效性。     

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。     

深海阀门阀杆填料密封结构的研究与设计

通过对常规阀门几种不同阀杆填料密封结构的分析,然后针对深海的特殊工况,设计出了满足内外受压的深海工况的多重密封的阀杆填料密封结构,为水下阀门的密封提供可靠保障。     

高压容器双锥环密封径向间隙的研究

针对高压容器双锥密封结构实际应用中泄漏事故,根据高压容器双锥密封结构密封机制,提出螺栓力、双锥环径向间隙及垫片应力在升压过程中皆存在一个拐点,此时的最小密封比压是导致双锥密封泄漏的主要因素。通过分析操作工况主螺栓载荷和主螺栓预紧力,推导出双锥密封结构操作工况回弹量和密封比压公式,求出双锥环与端盖支撑面刚产生尚未产生径向间隙的拐点压力和此时的最小密封比压;以最小密封比压为目标函数,并考虑双锥环屈服和失稳两项约束,求得高压容器双锥环密封最佳径向间隙范围,并建议GB150对径向间隙取值的修改。结果表明,双锥环密封泄漏与软垫选择、双锥环几何尺寸、双锥环初始径向间隙等有关,其中对密封性起关键作用是双锥环几何尺寸。     

自紧式八角垫密封结构研究与探讨

对一种自紧式八角垫密封结构进行研究,并与双锥密封、八角垫密封结构进行比较。推导了预紧状态、操作状态下螺栓载荷的计算公式和环形垫弯曲应力计算公式,进行了有限元数值模拟验证。通过分析可知,与双锥垫片相比,自紧式八角垫的受力状况在预紧状态下有较大不同。提出了对设备升压阶段进行密封比压的核算建议,以满足各阶段密封比压不小于mp的要求,求解出从八角垫即将脱离支撑面时对应的压力升压至设计压力的过程中,密封比压的计算公式。由于自紧式八角垫密封为新的密封结构,国内尚无使用经验,本文给出了自紧式八角垫密封结构设计的建议。     

衬胶隔膜阀密封失效分析及改进措施

我厂铅烟气制酸工程中使用了30多只Dg300的衬胶球形隔膜阀,在开车过程中发现该种阀门关不死,关闭时产生内漏和外漏,严重影响系统的正常开车。经我们查找原因,发现主要是由于原阀门的隔膜片的密封线结构计设不合理,内外密封线上的密封比压不同,使隔膜片的内外密封线变形不同,使之产生内漏和外漏。原阀隔膜片密封线结构如图1所示,外封线是在阀门装配时由螺栓加预紧力,使密封线     

三偏心蝶阀密封比压分析与研究

通过有限元软件ANSYS Workbench模拟分析了三偏心金属密封蝶阀的密封原理,计算得出阀门主要密封面的密封比压值及分布情况。给出了改进阀门密封性能的优化设计方法。     

基于ANSYS的剖分式机械密封变形分析

运用ANSYS有限元软件对剖分式机械密封动环、静环3D模型进行数值模拟,研究不同螺钉预紧力、介质压力和弹簧比压下剖分式机械密封的分型面对整体机械密封的影响及分型面的连接紧密性。结果表明:连接螺钉应力分布符合螺钉实际受力情况,验证了利用有限元法模拟仿真的正确性;不同工况下,承载螺钉预紧力的剖分式机械密封动、静环端面变形均呈轴对称、连续性分布,且适当的螺钉预紧力能有效减小端面变形,降低分型面对密封环整体性的影响;螺钉预紧力是影响分型面变形的主要因素,且随着螺钉预紧力增大,可有效降低分型面的变形量,提高分型面连接的紧密性。     

基于ANSYS的剖分式机械密封数值分析

运用ANSYS有限元软件对剖分式机械密封动环、静环3D模型进行数值模拟,研究不同螺钉预紧力、介质压力和弹簧比压下剖分式机械密封的分型面对整体机械密封的影响及分型面的连接紧密性。结果表明：连接螺钉应力分布符合螺钉实际受力情况,验证了利用有限元法模拟仿真的正确性;不同工况下,承载螺钉预紧力的剖分式机械密封动、静环端面变形均呈轴对称、连续性分布,且适当的螺钉预紧力能有效减小端面变形,降低分型面对密封环整体性的影响;螺钉预紧力是影响分型面变形的主要因素,且随着螺钉预紧力增大,可有效降低分型面的变形量,提高分型面连接的紧密性.     

高频启闭金属密封球阀密封结构改进

分析了汽油吸附脱硫装置用高频启闭金属密封球阀的工况条件和技术要求,提出了阀门结构和喷涂材料的改进方案。