全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀设计与分析

针对传统三偏心蝶阀承受一定压差或全压差的反向压力等问题,研究设计了一种全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀。该蝶阀为长寿命节能型,其采用三偏心原理设计,解决了传统偏心蝶阀在开启10°、关闭瞬间密封面仍处于滑动接触摩擦的缺陷,实现了蝶阀在开启瞬间密封面即分离、关闭接触即密封的效果。首先,对所设计蝶阀的不平衡力矩和允许压差进行了理论分析,并通过流体流动仿真分析了蝶阀开度不同时阀腔内流体的压力、速度和流动迹线,得到了蝶阀出入口的最大压力和最大速度随阀门开度的变化曲线。然后,通过热应力仿真分析得到了蝶阀的热力温度和合力热流量云图,并分析了蝶阀的热应力、热应变、安全系数的分布情况以及其最大热应力随流体温度的变化曲线,验证了蝶阀的热应力满足要求。最后,开展了蝶阀阀体耐压试验和正反向高压密封试验。试验结果表明,蝶阀阀体无可见渗漏和变形,且实测泄漏量均为零,说明该蝶阀的耐压强度和密封性能均满足使用要求。研究结果为三偏心蝶阀接触和摩擦的减少、开启力矩的降低以及使用寿命的延长提供了依据,所提出的全金属硬密封结构为三偏心蝶阀的双向零泄漏密封研究提供了新思路。

三偏心蝶阀硬密封结构的响应面优化

金属硬密封三偏心蝶阀在关闭状态下的密封比压决定着该阀的密封性能和工作寿命,优化金属硬密封部件的结构参数十分重要。以DN600三偏心蝶阀为研究对象,利用有限元分析法,分析密封面上密封比压分布规律。提出利用密封配合面周向间隙指标判断蝶阀的密封性能,利用Box-Behnken响应面优化方法对密封构件的结构进行优化,分析复合阀板座大、小径端切割厚度、复合阀板座直径及其交互作用对密封面最大密封比压的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响蝶阀密封的前提下,优化复合阀板座参数后,密封面最大密封比压从202.96 MPa下降到128.44 MPa。对优化后蝶阀进行封闭打压密封实验,验证了其密封性能的可靠性。

大口径蝶阀流固耦合特性及共振特性的研究

针对DN1500三偏心金属硬密封蝶阀在多物理场耦合下阀板和阀杆的应力变形及振动的复杂情况,采用ANSYS数值模拟技术与传统经验公式相结合的方法分析其在不同开度下的流固耦合特性与共振特性。研究结果表明,阀门位于不同开度时,阀内的流动状况不一样,开度越小,流动状况越紊乱,随着开度的增大,流动状况相对稳定。当阀门位于30%开度和50%开度时,阀板和阀杆容易发生共振;当阀门位于75%开度时,阀板和阀杆的应力变形最大。研究结果对于大口径三偏心金属硬密封蝶阀的运行及安全起到了重要作用,同时也对后续结构的优化,避免发生共振具有一定的指导意义。

DN200三偏心硬密封调节蝶阀的流场和阻力特性分析

应用ANSYS软件对DN200三偏心硬密封调节蝶阀流阻系数进行了有限元分析,获得了90°(90°代表全开),80°,70°,60°,50°,40°,30°,20°开度下的流场和流阻系数的计算结果。对DN200三偏心硬密封调节蝶阀流阻系数进行了测试试验,获得了90°(90°代表全开),80°,70°,60°,50°,40°,30°,20°开度下的流阻系数。DN200三偏心硬密封调节蝶阀流场数值分析结果和流阻试验结果均表明:三偏心硬密封调节蝶阀可以在开度为0°到40°之间进行有效的流量调节;但开度在40°到90°之间时,调节效率较低;并且在开度为0°到40°之间时虽然进行有效的流量调节,但在此区间流动稳定性较差。因此三偏心硬密封调节蝶阀可以有效实现流量调节,但调节控制难度较高。

偏心金属硬密封球阀及其在炼油装置中的应用

偏心金属硬密封球阀的开关形式和闸阀一样 ,是靠扭矩来实现的 ,扭矩越大 ,阀座的密封性能就越好 ;同时它开关时仅需将球体旋转 90° ,关闭时间短 ,操作灵活 ,因此具有流通能力大、可调范围广、安全可靠、启闭速度快等优点。偏心金属硬密封球阀已在一些新装置建设和老装置改造中取代了一部分闸阀而得到应用。

三偏心蝶阀密封结构启闭性能分析

介绍了三偏心蝶阀密封面启闭指示角的计算模型 ,阐述了启闭指示角对三偏心蝶阀密封面启闭性能的作用 ,并以此为设计准则 。

钛合金硬密封三偏心蝶阀的研制

介绍了钛合金的应用,就钛合金硬密封三偏心蝶阀的结构特点、选材原则、材料匹配及制造中所采用的新设备、新工艺等进行了阐述。

一种双向压金属硬密封蝶阀

分析了偏心蝶阀在介质正向流动和反向流动的密封受力、阀杆的弯曲变形以及阀杆的弯曲变形对蝶阀密封的影响。提出了一种双向压金属硬密封蝶阀,讨论了这种蝶阀的结构、工作原理、密封的可靠性及特点。

超低温双偏心蝶阀的研究

通过双偏心蝶板设计、超低温工况下新型硬密封结构设计,以及主要零件材料选择的研究,研制了DN300-PN10超低温双偏心蝶阀。搭建了超低温蝶阀试验台架,验证了研制的超低温蝶阀在常温或超低温工况下具有良好的密封性能,达到了ANSI/FCI 70-2中Ⅵ级以及JB/T 7749中低温蝶阀密封性能的要求。

三偏心蝶阀热棘轮效应的数值模拟

为了探讨热棘轮效应对三偏心金属硬密封蝶阀密封副热变形及密封性能的影响,先排除了蝶阀发生塑性垮塌失效、密封结构在数次常温与高温交变循环载荷作用下发生疲劳失效的可能性,然后通过ANSYS Workbench有限元分析软件对三偏心蝶阀进行常温与高温交变循环载荷下的热棘轮效应研究,基于Chaboche非线性随动强化模型对三偏心蝶阀进行10次温度循环加载分析。结果表明:高温工况下阀座内环面与阀体外壁面的最大温差约为60℃,温度降低到常温后阀座的最大塑性应变随循环次数的增加出现渐增性塑性累积;10次温度循环后阀座的最大塑性应变为0.02116,阀座在温度循环载荷的作用下发生热棘轮效应;在第5次温度交变循环之后,阀座与密封圈的最大径向变形分别为0.2844 mm和0.2753 mm;阀座的最大径向变形大于密封圈的最大径向变形,阀座的残余变形导致密封面出现间隙,证明三偏心蝶阀出现密封失效现象是由于阀座发生热棘轮效应导致的。对阀体外壁面进行良好保温后,经有限元计算阀座未发生棘轮效应,可见对阀体进行良好保温是避免因阀座发生棘轮效应而出现密封失效的有效手段。该研究结果揭示了蝶阀在数次常温与高温交变循环载荷作用下出现密封失效的原因,并提出相应的防范措施。这对相同工况下的其他类型阀门和压力管道等设备避免发生热棘轮效应具有十分重要的指导意义。

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。

三偏心金属密封蝶阀的结构特征及安全性分析

三偏心蝶阀由于其适用温度压力范围广、切断性能好以及使用寿命长等突出优点,常用来替代传统的闸阀、截止阀和球阀,在以往很多其他阀门难以取得良好使用效果和难以保证安全性的场合,已有很多成功的应用实例。

发动机用高温蝶阀的设计与制造

阐述了用于大型高功率发动机中高温蝶阀的运行工况、长时化要求、功率可控制等技术特性。分析了高温蝶阀的结构设计、强度计算和关键零件的制造工艺。

三偏心蝶阀密封压力影响因素分析

基于现有三偏心蝶阀多层次密封圈的不足以及全金属密封圈密封性能差、研究少的现状,运用有限元分析软件,模拟分析了不同状态下密封圈的密封压力分布情况,得到了三偏心蝶阀密封性能与密封压力影响因素的关系,并给出了相关设计建议。分析结果表明,三偏心蝶阀密封压力分布不均匀,阀轴附近存在低密封压力过渡区。合理设计密封圈,可改善密封压力分布情况和增大过渡区密封压力值,提高三偏心蝶阀密封性能。

泵站改造中水泵控制阀门的选择与应用

金堆城矿区水源地麻家砭水库泵站扩容升级改造,由原来7台155kW小型离心泵改造为4台355kW卧式双吸离心泵并联运行。改造后水泵出水管路安装多功能水泵控制阀,进出水管路安装蝶阀。在保证水泵机组正常运转情况下,减少了泵站阀门故障及泄露、系统的停泵水锤冲击等,提升了泵站运行的安全可靠性。

零泄漏的三偏心金属密封蝶阀

三偏心蝶阀由于其突出的优点,如适用的温度压力范围广、切断性能好及使用寿命长等,常用来替代传 统的闸阀和截止阀、球阀,在过去很多其他阀门难于取得良好效果的场合,已有很多成功的应用经验。

三偏心金属密封蝶阀自补偿阀座密封机理研究

针对三偏心金属密封蝶阀的密封面容易磨损泄漏问题,提出一种利用弹簧等蓄能零件进行自补偿的密封结构,通过严苛程序的试验验证,试验结果良好,证明了密封结构的有效性和可靠性。

三偏心金属硬密封蝶阀密封面的加工方法

文章论述了三偏心金属硬密封蝶阀的结构特点,介绍了DN1200蝶阀密封面的加工方法及工装设计。

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。

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。