弹性座封闸阀结构优化研究

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发布时间:2017年9月27日

  弹性座封闸阀,在电力、石油、化工等行业中,大量使用着高温弹性座封闸阀。但由于其系统工况恶劣,经常造成弹性座封闸阀在短时间内产生内漏,弹性座封闸阀一旦内漏,由于冲刷作用,弹性座封闸阀将很快失效,给用户带来巨大的能源浪费和经济损失。针对上述问题,本文做了一系列研究,具体研究内容如下:弹性座封闸阀启闭装置的设计。现有弹性座封闸阀装置,由于内部采用了凸轮机构,驱动力不平稳,波动起伏较大。为解决此问题,本文设计了基于差速行星齿轮弹性座封闸阀机构,并对两种方案进行分析,最终选用了行星齿轮弹性座封闸阀机构.

 

 

  高温高压阀体优化设计。利用三维软件 Pro/E 对阀体进行参数化建模,并导入 ANSYS Workbench 软件,进行高温高压阀体热力学特性的分析,得到高温高压阀体稳定工作时,阀体内部的温度场,热应变场及热应力场分布规律。基于上述热力学特性分析,在 ANSYSWorkbench 的 Design Explorer 模块下,分析了各关键参数对应力的影响程度,找出各个参数的最佳尺寸,并将最大等效应力控制在安全的范围之内和使阀体的重量最轻,以便节省材料,降低成本。

  阀芯和阀座碰撞分析。分别分析了阀芯和阀座弹性-刚性的碰撞和弹性体之间碰撞,并分析了不同撞击速度下,阀座和阀芯的最大应力,和发生倾斜碰撞时,最大应力的变化。

  实验验证。分别对凸轮弹性座封闸阀机构和行星齿轮弹性座封闸阀机构进行了扭矩的动态分析,实验结果表明凸轮弹性座封闸阀机构在球阀关闭时存在扭矩骤变现象和行星齿轮传递的平稳性。

  仿真及实验证明,本文提出的弹性座封闸阀设计方案较好的解决了目前存在的一些问题,为弹性座封闸阀的设计及优化提供了参考。