管线平板闸阀的浮动阀座-闸板密封结构分析与优化

发布时间：2020-05-07 08:20

【摘要】：管线平板闸阀广泛应用于各类气、油等输送管线且需求量巨大。“浮动阀座-闸板”密封结构是该管线平板闸阀的主要密封结构。目前,该密封结构设计都以经验设计为基础,导致其泄漏率不断增加以及其服役次数逐渐缩短的现象日益凸显,威胁人们的生命及财产安全。因此,对该密封结构进行研究具有重要的学术价值和工程意义。本文针对上述问题,利用理论分析和有限元分析软件相结合的方法对“浮动阀座-闸板”密封结构进行研究,得到主要结构参数对该密封结构密封性能的影响规律,进而优化设计该密封结构。本文主要工作如下:(1)管线平板闸阀“浮动阀座-闸板”密封结构有限元分析。从型号为NSP6—Class300管线平板闸阀的密封机理入手,在此基础上利用专业有限元分析软件ANSYS Workbench对该密封结构进行变形、应力和接触分析,得到该密封结构失效的具体原因。(2)探究浮动阀座结构参数对“浮动阀座-闸板”密封结构密封性能的影响规律。通过理论计算与有限元分析相结合的方法,对该浮动阀座的弹簧孔数量、密封面中径、密封面宽度以及其厚度4个结构参数对该型号管线平板闸阀密封性能的影响规律进行研究,为该密封结构的优化设计提供依据,同时可为优化设计其他型号的同类阀门提供技术借鉴。(3)浮动阀座的结构优化设计。在分析“浮动阀座-闸板”密封结构失效原因的基础上,结合4个结构参数对该密封结构的影响规律,对浮动阀座结构进行优化和改进:浮动阀座弹簧孔数量改为8个,密封面中径改为165mm,密封面宽度改为6mm,浮动阀座厚度改为35.5mm。经过改进,该密封结构的密封面摩擦力矩和等效应力明显降低,其密封结构的密封性能得到显著提高。
【图文】：

工程硕士学位论文第1章 绪论课题研究背景与意义课题研究背景着全球现代工业的快速发展，，世界阀门市场主要集中于经济和工业较家和地区，我国阀门的需求量已经处于世界第一位[1]。如图 1.1 所示，十大单体阀门消费国中，中国排名第一位。因此，对于各类型阀门的续增加。

图 1.1 2012 年世界十大单体阀门消费国随着全球阀门市场需求量的不断扩大，管线平板闸阀以其独特的优势在求量也在不断增大。从“九五”(蓝色)到“十二五”(红色)期间，我国各售量对比图，如图 1.2 所示。从图 1.2 中可以看出，平板闸阀的销售量稳居第一[2]。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH134

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本文编号：2652692