閘閥閥座受外壓時要注意的事項

 

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。它的啟閉件（閥瓣）在垂直於閥內通道中心線的平麵作升降運動，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。

 

下麵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 閥座受力分析

 

雙(shuang)側(ce)密(mi)封(feng)式(shi)閘(zha)閥(fa)是(shi)通(tong)過(guo)增(zeng)強(qiang)閥(fa)瓣(ban)對(dui)閥(fa)座(zuo)的(de)推(tui)力(li)而(er)實(shi)現(xian)的(de)，接(jie)觸(chu)壓(ya)力(li)應(ying)大(da)於(yu)進(jin)口(kou)流(liu)體(ti)的(de)壓(ya)力(li)。這(zhe)種(zhong)閘(zha)閥(fa)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)，如(ru)果(guo)在(zai)冷(leng)態(tai)下(xia)閉(bi)合(he)，後(hou)來(lai)進(jin)入(ru)熱(re)態(tai)，閥(fa)瓣(ban)就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)膨(peng)脹(zhang)

，於(yu)是(shi)形(xing)成(cheng)閉(bi)合(he)位(wei)置(zhi)卡(ka)緊(jin)，當(dang)再(zai)次(ci)開(kai)啟(qi)閥(fa)門(men)時(shi)就(jiu)會(hui)遇(yu)到(dao)困(kun)難(nan)，這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)就(jiu)是(shi)俗(su)稱(cheng)的(de)“下炕”。lianghaozhuangtaidezhafadoushishixiandancemifeng。pingxingshizhafayezhinengyuchukouweizhidefazuoshixiandancemifeng。biaozhundexieshifabanzhafaqingkuangyeyiyang，yalishijinkoucefabanbianxing
，liutiliuguojinkoucefabanzhizhifaqiangdadaoyalipingheng。youciyinchuchukouchufazuoshoujiezhiwaiyazuoyongerchanshengdeqiangduwenti。

 

如圖 1 所示，介質進入閥體中腔後，作用於出口側（左側）的(de)閥(fa)瓣(ban)，在(zai)左(zuo)側(ce)閥(fa)座(zuo)與(yu)閥(fa)瓣(ban)密(mi)封(feng)麵(mian)處(chu)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)密(mi)封(feng)比(bi)壓(ya)，阻(zu)止(zhi)介(jie)質(zhi)的(de)流(liu)通(tong)。同(tong)時(shi)介(jie)質(zhi)作(zuo)用(yong)於(yu)閥(fa)體(ti)與(yu)左(zuo)側(ce)閥(fa)座(zuo)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隙(xi)，使(shi)左(zuo)側(ce)閥(fa)座(zuo)外(wai)側(ce)受(shou)到(dao)介(jie)質(zhi)壓(ya)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)。在(zai)對(dui)左(zuo)側(ce)閥(fa)座(zuo)進(jin)行(xing)強(qiang)度(du)計(ji)算(suan)時(shi)，就(jiu)是(shi)應(ying)對(dui)閥(fa)座(zuo)受(shou)外(wai)壓(ya)的(de)狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)
，而(er)使(shi)用(yong)規(gui)則(ze)設(she)計(ji)的(de)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)已(yi)經(jing)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue)如(ru)此(ci)複(fu)雜(za)的(de)問(wen)題(ti)。在(zai)本(ben)文(wen)中(zhong)采(cai)用(yong)分(fen)析(xi)設(she)計(ji)的(de)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)楔(xie)式(shi)雙(shuang)閘(zha)板(ban)閥(fa)座(zuo)的(de)強(qiang)度(du)校(xiao)核(he)。

 

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，閥座密封麵處受到閥瓣的密封比壓的作用.

 

把實體模型轉入 ANSYS 中進行分析，選擇磚型六麵體單元 Solid45
，輸入材料的彈性模量和柏鬆比（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
柏鬆比	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 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，即可得出閥座的設計是否合理。

《表 2》 各類應力強度的限製

類別	符號	計算值	限製值
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。

 

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