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關鍵詞閘閥閥座外壓應力分析

1 引言

閘閥是一種常用的截斷閥,用來接通或截斷管路中的介質,但不適于調節介質的流量。它的啟閉件(閥瓣)在垂直于閥內通道中心線的平面作升降運動,像閘門一樣截斷介質,故稱作閘閥。閘閥按其閥瓣結構形式可以分為楔式彈性閘板、楔式剛性單閘板、楔式剛性雙閘板、平行剛性單閘板、平行雙閘板等。

xiamianyixieshigangxingshuangzhabanweili,jutidejieshaoyixiazhafafazuoshouliqingkuang。

2 閘閥閥座受力分析

雙側密封式閘閥是通過增強閥瓣對閥座的推力而實現的,接觸壓力應大于進口流體的壓力。這種閘閥的缺點是,如果在冷態下閉合,后來進入熱態,閥瓣就會出現膨脹,于是形成閉合位置卡緊,當再次開啟閥門時就會遇到困難,這種情況就是俗稱的“下炕”。良好狀態的閘閥都是實現單側密封。平行式閘閥也只能與出口位置的閥座實現單側密封。標準的楔式閥瓣閘閥情況也一樣,壓力使進口側閥瓣變形,流體流過進口側閥瓣直至閥腔達到壓力平衡。由此引出出口處閥座受介質外壓作用而產生的強度問題。

實現單側密封的闡閥圖(圖 1)
圖 1 實現單側密封的闡閥

rutu 1 suoshi,jiezhijinrufatizhongqianghou,zuoyongyuchukouce(zuoce)defaban,zaizuocefazuoyufabanmifengmianchuxingchengyigemifengbiya,zuzhijiezhideliutong。tongshijiezhizuoyongyufatiyuzuocefazuozhijiandejianxi,shizuocefazuowaiceshoudaojiezhiyalidezuoyong。zaiduizuocefazuojinxingqiangdujisuanshi,jiushiyingduifazuoshouwaiyadezhuangtaijinxingfenxi,ershiyongguizeshejideshejifangfayijingbunengjiejuerucifuzadewenti。zaibenwenzhongcaiyongfenxishejideshejifangfajinxingxieshishuangzhabanfazuodeqiangduxiaohe。

tongguoduifazuodeshoulifenxikezhi,fazuoyufatihanjiechuweigudingyueshu,fazuowaiqiangshoudaojiezhiyalidezuoyong,fazuomifengmianchushoudaofabandemifengbiyadezuoyong,xiangxideshouliqingkuangrutu 2 suoshi。

閘閥閥座受力分析圖(圖 2)
圖 2 閥座受力分析

bashitimoxingzhuanru ansys zhongjinxingfenxi,xuanzezhuanxingliumiantidanyuan solid45,shurucailiaodedanxingmolianghebosongbi(ru《biao 1》suoshi),caiyongziyouwanggehuafenmoxing,morenqiujieqiqiujie,dechufazuodeyingliyuntuheyingbianyuntu。

《表 1》 材料為 12Cr1MoV
彈性模量(MPa) 2.140e+006
柏松比 0.286
質量密度(Kg/mm2 7.86e-012
屈服拉伸強度(MPa) 255
極限拉伸強度(MPa) 470

youyinglifenxiyuntukezhi,fazuodezuidayinglichuxianzaifazuoneiqiangyufazuohefatihanjielianjiechu,fazuoxingzhuangzaigaiweizhibianhuajiaoweijulieqiecunzaijianjiao,yingshuyufengzhiyingli,zaigaichuxuanquyinglipingdingxian,an jb4732-95 deyinglifenleiyuanze(ru《biao 2》suoshi)duiyinglipingdingxianshangdeyinglijinxingfenlei,dechupingdingxianshangdebomoyinglihewanquyingli,fenbieyuxiandingzhijinxingbijiao,jikedechufazuodeshejishifouheli。

《表 2》 各類應力強度的限制
類別 符號 計算值 限制值
一次薄膜應力 MEMBRANE Pm Sm
一次薄膜+彎曲應力 MEM+BEND Pm+Pb 1.5Sm

3 結論

tongguoyinglifenxishejifangfakeyiduizhafafazuojinxingyingliqiangduxiaohe,tongshikeyidechufazuoshejishifouheli。


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