旋塞閥閥體的變形分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、旋塞閥是一種在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等國民生產(chǎn)和生活中使用較早的閥門，隨著我國工業(yè)的大力發(fā)展，油田開采、煤氣、天然氣、液化石油氣的輸送和儲(chǔ)存生產(chǎn)規(guī)模也不斷地發(fā)展壯大，迫切需要對(duì)旋塞閥密封提出更高的要求。但是，在生產(chǎn)設(shè)備和油氣管線中，尤其是高壓大口徑旋塞閥，在設(shè)計(jì)和制造過程中，由于強(qiáng)度和剛度不能保證，工程中使用的旋塞閥不易密封，常常會(huì)出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，甚至?xí)l(fā)生燃燒、爆炸、中毒、燙傷等惡性事故。例如:石油氣一旦泄漏，很容易引起火災(zāi);氨氣的逸

2、散，是造成廠房爆炸的根源。
　　 旋塞閥的用途與普通閥門的用途基本上沒有大的區(qū)別，主要用來切斷設(shè)備和管路的流通。旋塞閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，閥體出口端密封面受到介質(zhì)壓力的作用，加上閥體開孔對(duì)其結(jié)構(gòu)造成的結(jié)構(gòu)不連續(xù)以及對(duì)其強(qiáng)度削弱的影響，使得出口端密封面發(fā)生較大變形容易引起旋塞閥的密封泄漏。
　　 本文以工程中常用的三通結(jié)構(gòu)旋塞閥為例，根據(jù)旋塞閥的密封原理，對(duì)旋塞閥閥體進(jìn)行變形和密封失效分析，通過簡化旋塞閥閥體分析模型，推導(dǎo)了旋

3、塞閥閥體應(yīng)力計(jì)算公式，結(jié)合物理方程及幾何方程，導(dǎo)出了閥體密封面變形計(jì)算公式，依據(jù)密封失效判據(jù)，判斷閥體的強(qiáng)度和密封是否失效。同時(shí)，根據(jù)開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，對(duì)密封失效的閥體進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，并推導(dǎo)了帶有加強(qiáng)件的旋塞閥閥體應(yīng)力和密封面變形計(jì)算公式。利用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，采用C語言編程獲得了最佳設(shè)計(jì)方案。為了驗(yàn)證理論分析和計(jì)算的合理性，本文采用ANSYS-Workbench有限元分析軟件作為建模和分析平臺(tái)，對(duì)公稱通徑DN200的三通結(jié)構(gòu)旋塞閥應(yīng)力分析及密封