【摘要】：球閥由于流體阻力小、操作便捷、啟閉快速、密封性好和可靠性高等特點,在石化、煤化等條件惡劣的化工業(yè)領域中被廣泛使用。閥門在石油、煤氣等傳輸通道中起著重要作用,流體傳輸過程中的運動、停止或者是方向都由球閥的啟閉來決定,所以球閥的密封性、使用安全性及穩(wěn)定性都決定著整個傳輸裝置的正常運行。由于石化、煤化等行業(yè)化工原料具有腐蝕性、大顆粒等,其對閥門耐高壓、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦等性能提出了更高的要求,傳統(tǒng)的軟密封副較難達到需求,所以含有用金屬制作閥座的高壓金屬硬密封固定球球閥更能適應石化、煤化工行業(yè)。金屬硬密封球閥通過使用彈簧預緊力和流體壓載來讓閥座和球體緊密接觸從而達到球閥的密封。研究密封比壓、以及密封副兩接觸面的接觸問題從而探討球閥的密封性是非常有意義的,同時這也是本文的主要工作。本文使用密封原理以及非線性接觸算法結合計算機應用軟件對球閥的密封性進行分析及優(yōu)化做了如下工作:1)探討了密封原理、非線性接觸算法,結合理論與實際環(huán)境推算出密封副上的密封比壓、許用比壓及必需比壓等計算公式。2)以Class1500 NPS14型金屬硬密封固定球球閥為研究對象。使用Solidworks建立了球閥各零部件的三維造型以及裝配圖。使用ANSYS Workbench對球閥模型進行了必要簡化并對其進行有限元分析。3)密封性有限元分析表明球閥的球體和閥座某部位存在形變,其可能會導致一定的泄漏量,對此探討了閥球的彈性接觸模量、球體半徑、閥座相關尺寸等對泄漏的影響。4)本文對球閥的結構進行了優(yōu)化改進,提出兩種方案:一種是增加閥座長度L1、另一種是在閥座上開槽。有限元分析表明兩種方法皆可提升球閥的密封性。
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH134

【參考文獻】

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本文編號：2551705