| 题名 | 管线平板闸阀阀杆动密封结构分析 |
| 作者 | 何帅旗 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 安宗文 ; 夏胜建 |
| 关键词 | 阀杆动密封结构 接触压力 有限元分析 密封寿命 参数优化 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 管线平板闸阀作为应用普遍的截断类阀门,主要用来接通或切断管道中的介质,即全开或者全闭应用。基于其拥有密封牢靠、开关力矩小以及容易操作等长处,被广泛应用于石油、天然气等介质输送管道中的启闭装置。但是包含平板闸阀在内的阀门,存在的普遍问题是泄漏,阀门的泄漏主要存在于阀杆动密封结构的外漏。因此,本文以Class-600(600磅)管线平板闸阀的阀杆动密封结构为研究对象,从密封面接触压力力学建模,密封结构寿命预测,密封结构参数优化方面开展了系统研究。本文主要研究内容及结论包括:(1)阀杆动密封结构密封面接触压力力学建模。运用弹性力学的相关理论,建立了考虑阀杆动密封结构中填料初始装填的接触面间隙量、结构尺寸、摩擦系数、填料性质等因素的内、外密封面接触压力分布模型;针对一个具体的阀杆动密封结构,针对内、外密封面均有间隙,内密封面有间隙而外密封面无间隙,外密封面有间隙而内密封面有间隙,内外密封面均无间隙这四种理论工况进行算例分析;利用ANSYSWORKBENCH软件对阀杆动密封结构的密封填料轴向受压过程进行有限元分析,并与理论力学模型得到的内、外密封面接触压力进行了对比,验证了所建模型的正确性和合理性,此外得到了四种工况下,同一高度位置的内圈密封面接触压力总小于外圈密封面接触压力的规律。(2)阀杆动密封结构密封寿命预测。以内圈密封面最大接触压力等于介质压力为失效判定准则,运用ABAQUS软件模拟了阀杆动密封结构往复运动过程中密封面最大接触压力的衰减趋势;以密封介质压力为600磅(11MPa)为例,先得到了在压盖轴向压缩量为7mm时,密封结构能达到的往复次数上限为36次,从而得到密封寿命预测值为108天,并且得到了密封寿命(往复次数)与预紧力的关系曲线,拟合得到了二者的函数解析式,经验证二者拟合较好。(3)阀杆动密封结构参数优化。由于研究的阀门的密封介质压力为11MPa,设计1.1倍的安全系数,即等效于密封介质压力约为12MPa。因此,以接触面最大接触压力等于12MPa时的运行时间为标准,运用ISIGHT软件对阀杆动密封结构进行了优化设计,得到了运行时间较长的参数组合。在同等运行条件下,优化后的结构比原有结构密封寿命提高了18%。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 77 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94845]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何帅旗. 管线平板闸阀阀杆动密封结构分析[D]. 2019. |
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