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择要:本文先容了闸阀阀座受外压感化的观点,并利用应力阐发设想方式对闸阀阀座停止了应力强度校核。

关头词闸阀阀座外压应力阐发

1 弁言

闸阀是一种经常利用的截断阀,用来接通或截断管路中的介质,但不适于调理介质的流量。它的启闭件(阀瓣)在垂直于阀内通道中间线的立体作起落活动,像闸门一样截断介质,故称作闸阀。闸阀按其阀瓣布局情势能够分为楔式弹性闸板、楔式刚性单闸板、楔式刚性双闸板、平行刚性单闸板、平行双闸板等。

上面以楔式刚性双闸板为例,具体的先容一下闸阀阀座受力环境。

2 闸阀阀座受力阐发

两侧密封式闸阀是经由过程加强阀瓣对阀座的推力而完成的,打仗压力应大于入口流体的压力。这类闸阀的错误谬误是,若是在冷态下闭合,厥后进入热态,阀瓣就会呈现收缩,因而构成闭合地位卡紧,当再次开启阀门时就会碰到坚苦,这类环境便是俗称的“下炕”。杰出状况的闸阀都是完成单侧密封。平行式闸阀也只能与出口地位的阀座完成单侧密封。规范的楔式阀瓣闸阀环境也一样,压力使入口侧阀瓣变形,流体流过入口侧阀瓣直至阀腔到达压力均衡。由此引出出口处阀座受介质外压感化而产生的强度题目。

完成单侧密封的阐阀图(图 1)
图 1 完成单侧密封的阐阀

如图 1 所示,介质进入阀体中腔后,感化于出口侧(左边)的阀瓣,在左边阀座与阀瓣密封面处构成一个密封比压,禁止介质的畅通。同时介质感化于阀体与左边阀座之间的空隙,使左边阀座外侧遭到介质压力的感化。在对左边阀座停止强度计较时,便是应答阀座受外压的状况停止阐发,而利用法则设想的设想方式已不能处理如斯庞杂的题目。在本文中接纳阐发设想的设想方式停止楔式双闸板阀座的强度校核。

经由过程对阀座的受力阐发可知,阀座与阀体焊接处为牢固束缚,阀座外腔遭到介质压力的感化,阀座密封面处遭到阀瓣的密封比压的感化,具体的受力环境如图 2 所示。

闸阀阀座受力阐发图(图 2)
图 2 阀座受力阐发

把实体模子转入 ANSYS 中停止阐发,挑选砖型六面体单位 Solid45,输出材料的弹性模量和柏松比(如《表 1》所示),接纳自在网格别离模子,默许求解器求解,得出阀座的应力云图和应变云图。

《表 1》 材料为 12Cr1MoV
弹性模量(MPa) 2.140e+006
柏松比 0.286
品质密度(Kg/mm2 7.86e-012
屈就拉伸强度(MPa) 255
极限拉伸强度(MPa) 470

由应力阐发云图可知,阀座的最大应力呈现在阀座内腔与阀座和阀体焊连续接处,阀座外形在该地位变更较为猛烈且存在尖角,应属于峰值应力,在该处拔取应力评定线,按 JB4732-95 的应力分类准绳(如《表 2》所示)对应力评定线上的应力停止分类,得出评定线上的薄膜应力和曲折应力,别离与限定值停止比拟,便可得出阀座的设想是不是公道。

《表 2》 各种应力强度的限定
种别 标记 计较值 限定值
一次薄膜应力 MEMBRANE Pm Sm
一次薄膜+曲折应力 MEM+BEND Pm+Pb 1.5Sm

3 论断

经由过程应力阐发设想方式能够对闸阀阀座停止应力强度校核,同时能够得出阀座设想是不是公道。


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