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                上海滬工〗閥門廠(集團)有限公司

                English
                滬工閥門

                上海滬工閥◣門廠(集團)有限公司

                摘要:本文介紹了閘閥閥座受外壓作用的概念,並使用應力分析設計方法對閘閥閥座進行了ㄨ應力強度校核。

                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,但不適於調節介質的流量。它〇的啟閉件(閥瓣)在垂直於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。

                下面以楔式剛性♀雙閘板為例,具體的介紹一下閘閥閥座受力情況。

                2 閘閥閥座受ξ 力分析々

                雙側密封式閘閥是通過增強閥瓣對閥座的♀推力而實現的,接觸壓力應大於進口流體的壓力。這種閘●閥的缺點是,如果在冷態下閉∮合,後來進入熱態,閥瓣︼就會出現膨脹,於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

                如圖 1 所示,介質進入閥體中腔後,作用於出口側(左側)的閥瓣,在左∏側閥座與閥瓣密封面處形成一個密封比壓,阻止介質的流通。同時介質作用於閥體與左▽側閥座之間的間隙,使左側閥座外側受到介質壓↘力的作用。在對左側閥座進行強度計算時,就是應對閥座受外壓的狀態進行分析,而使用規則設計的設計方〓法已經不能解決如此復雜的問題。在本文中采用分析設計的設計方法進行楔式雙▲閘板閥座的強度校核。

                通過對閥座的◣受力分析可知,閥座與閥體焊接處為固定約束,閥座外腔受到介質壓力的作用,閥座密封面處受到閥瓣的密封比壓的作用,詳細的受力情況如圖 2 所示。

                閘閥閥座受力分析圖(圖 2)
                圖 2 閥座受力分析

                把∞實體模型轉入 ANSYS 中進行分析,選擇磚型六面體單元 Solid45,輸入材料的彈性模量☆和柏松比(如《表 1》所示),采用自由網格劃分模型,默認求解器求解,得出閥座的應力雲◆圖和應變雲圖。

                《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

                由應力⌒分析雲圖可知,閥座的最大應力出現在閥座內腔與閥座和閥〓體焊接連接處,閥座形狀在該位置變化較為劇烈√且存在尖角,應屬於峰值應力,在該處選取應力評定線,按 JB4732-95 的應力分類原則(如《表 2》所示)對應力評定線上的應力進行分★類,得出評定線上的薄膜應力和彎曲應力,分別與限定值進行比較,即可得出閥座的ξ設計是否合理。

                《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

                通過應力分析設計☉方法可以對閘閥閥座進行應力強度校核,同時可以得出閥座設計是否合理。


                本文地址:/6iejrd/tech/zf/364.html


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