進口二片式內(nèi)螺紋球閥
產(chǎn)品名稱： | 進口二片式內(nèi)螺紋球閥 |
產(chǎn)品品牌： | 美國力沃 |
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： | usavalve |
： | 孫長福 |
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簡介
由閥體與閥蓋組成，稱為二片式，一片式是一體構(gòu)成，二片式內(nèi)螺紋球閥在改進了一片式閥門流量少，容易漏，增加了壓蓋，防止漏。
二片內(nèi)螺紋式球閥產(chǎn)品介紹
內(nèi)螺紋二片式球閥及對焊連接球閥分為整體式(一片式)、兩段式及三段式。閥體鑄造采用中國臺灣引進的*工藝，二片式內(nèi)螺紋球閥結(jié)構(gòu)合理、造型美觀。閥座采用彈性密封結(jié)構(gòu)，密封可靠，啟閉輕松。 閥桿采用有倒密封的下裝式結(jié)構(gòu)，閥腔異常升壓時，閥桿不會被沖出。二片式、三片式球閥連接形式另有對焊(BW)承插焊(SW),并均可帶標準ISO支架平臺和鎖定裝置?？稍O(shè)置90°開關(guān)定位機構(gòu)，二片式內(nèi)螺紋球閥根據(jù)需要加鎖以防止誤操作，驅(qū)動方式:手動、電動、氣動.
二片內(nèi)螺紋式球閥應(yīng)用范圍
二片式內(nèi)螺紋球閥及對焊球閥適用于PN1.0～4.0MPa，工作溫度-29～180℃(密封圈為增強聚四氟乙烯)或-29～300℃(密封圈為對位聚苯)的各種管路上，用于截斷或接通管路中的介質(zhì)。選用不同的材質(zhì),二片式內(nèi)螺紋球閥可分別適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸等多種介質(zhì)。
二片內(nèi)螺紋式球閥結(jié)構(gòu)特點
1．二片內(nèi)螺紋式球閥流體阻力小，其阻力系數(shù)與同長度的管段相等。
2．結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。
3．緊密可靠，目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好，在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用。
4．操作方便，開閉迅速，從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠距離的控制。
5．維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡單，密封圈一般都是活動的，拆卸更換都比較方便。
6．在全開或全閉時，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時，不會引起閥門密封面的侵蝕。
7．二片內(nèi)螺紋式球閥適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應(yīng)用。二片內(nèi)螺紋式球閥標準規(guī)范：
二片內(nèi)螺紋式球閥主要零件材料
序號 | 零件名稱 | 材質(zhì) | |
1 | 密封圈 | 聚四氟乙烯PTFE | 碳鋼 |
2 | 球體 | 不銹鋼SS316 | 碳鋼WCB |
3 | 密封墊 | 聚四氟乙烯PTFE | 聚四氟乙烯PTFE |
4 | 閥蓋 | 不銹鋼CF8M | 不銹鋼SS316 |
5 | 閥體 | 不銹鋼CF8M | 不銹鋼CF8M |
6 | 閥桿 | 不銹鋼SS316 | 不銹鋼SS316 |
7 | 止推墊圈 | 聚四氟乙烯PTFE | 聚四氟乙烯PTFE |
8 | 填料 | 聚四氟乙烯PTFE | 聚四氟乙烯PTFE |
9 | 填料壓蓋螺母 | 不銹鋼SS304 | 不銹鋼SS304 |
10 | 墊圈 | 不銹鋼SS304 | 不銹鋼SS304 |
11 | 閥桿螺母 | 不銹鋼SS304 | 不銹鋼SS304 |
12 | 手柄套 | 不銹鋼SS304 | 塑料PLASTIC |
13 | 手柄 | 塑料 | 不銹鋼SS304 |
進水球閥密封效果的有限元方法分析
1 模型描述
根據(jù)常用的高水頭球閥的結(jié)構(gòu)形式，建立其三維實體模型，模型包括球閥閥體、活門、上下連接管及其連接螺栓、檢修密封環(huán)和工作密封環(huán)。在有限元前處理軟件hypermesh中進行有限元網(wǎng)格的劃分，在該有限元模型中共包括節(jié)點723055個，單元911557個，有限元模型的各個部件均采用六面體單元進行劃分，只有球閥活門遠離樞軸位置采用四面體單元。各部件之間按照工作關(guān)系建立接觸行為。密封環(huán)周圍由于有密封，密封環(huán)和連接環(huán)及閥體之間采用無摩擦接觸進行仿真。按照不同工況施加載荷和約束，模型中考慮到連接螺栓的預(yù)緊力，計算時考慮到球閥zui大水壓和升壓水頭工況下密封環(huán)正常投入、活門全開時的zui大水頭升壓水頭、檢修密封投入時球閥受到zui大水壓。
球閥整體分析計算屬于大型裝配結(jié)構(gòu)的有限元仿真，存在以下幾個問題：（1）由于部件尺度差別大，有限元仿真模型的網(wǎng)格質(zhì)量要求比較高，同時，網(wǎng)格和節(jié)點的數(shù)量多，計算時將耗費時間，計算成本較高；（2）模型中接觸行為較多，而且，有幾個單獨部件屬于懸空狀態(tài)，因此，模型的收斂性很差，需要多次進行模型調(diào)整才可以保證計算順利；（3）對于計算出來的結(jié)果，必須進行準確性的判斷，同時，也要調(diào)整模型，使得網(wǎng)格和有限元模型的差別引起計算結(jié)果產(chǎn)生偏差的量zui小。（4）計算結(jié)果的評價標準的判別。
2 有限元計算結(jié)果
在正常的工作密封投入，機組受到zui大水頭工況作用時，球閥的內(nèi)部相對應(yīng)位置將受到水壓力作用；密封環(huán)受到密封壓力的作用，激活密封環(huán)與密封座之間的接觸行為。在下連接管位置施加軸向約束，球閥閥體地腳位置施加數(shù)值方向的約束，機組的截面施加對稱約束，進行有限元計算。
2.1 球閥計算結(jié)果
經(jīng)過計算，球閥zui大變形是活門由于水壓造成的，zui大的軸向變形量為1.86mm。
圖1 有限元模型
圖2 球閥的整體變形
2.2 密封環(huán)計算結(jié)果
經(jīng)過計算，在正常的工作密封投入，機組受到zui大水頭工況作用時，密封環(huán)的zui大綜合應(yīng)力為139MPa。主要是由于密封座與密封環(huán)接觸產(chǎn)生的接觸擠壓應(yīng)力。
圖3 密封環(huán)綜合應(yīng)力分布
圖4 密封環(huán)的接觸壓力分布
經(jīng)過計算，密封環(huán)受到的密封接觸壓力為176.8MPa，也就是說明，在密封環(huán)與密封座相接觸的位置，存在一個接觸區(qū)域，該區(qū)域的zui大接觸壓力為176.8MPa，密封環(huán)的剛度設(shè)計可以滿足球閥在關(guān)閉時，能夠具有良好的封水性能。
沿著路徑，考察密封環(huán)的接觸狀態(tài)。密封面接觸壓力為106MPa到172MPa之間；在水壓力的作用下，密封環(huán)的密封面的軸向相對變形在1.08mm到0.65mm之間。如果密封座的變形超過這些值，那么說明密封效果會產(chǎn)生失效的可能。
圖5 密封環(huán)的路徑選擇
圖6 密封環(huán)半圈的接觸壓力分布
圖7 接觸面截面路徑選擇
圖8 沿著截面路徑的解除壓力分布
經(jīng)過計算，取出密封環(huán)的密封面橫截面，考察接觸壓力沿著密封面法向的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)有接觸壓力的范圍為35mm~57mm，也就是接觸面的寬度有22mm以上。
2.3 活門計算結(jié)果
經(jīng)過計算，計算結(jié)果顯示，在封水工況時，球閥活門的zui大軸向變形為1.86mm。
圖9 活門變形顯示
圖10 活門樞軸綜合應(yīng)力分布
經(jīng)過計算，樞軸根部的zui大綜合應(yīng)力為272.0MPa。應(yīng)力水平很高，在球閥的設(shè)計時，還要進行優(yōu)化計算，來降低其關(guān)鍵部位的強度水平。
去除掉樞軸，活門本體的zui大綜合應(yīng)力為91.0MPa。相對材料來說，應(yīng)力水平較低，活門本身滿足強度要求。
3 結(jié)束語
通過對實例球閥的計算研究，找到了一個新的球閥計算方法，該方法基于大型非線性有限元軟件的仿真計算，利用豐富的接觸選項和圖11去掉樞軸位置的活門綜合應(yīng)力分布非線性計算特點，成功的一次性進行球閥整體模型的求解。成功的得到了常規(guī)關(guān)心的閥體、活門及樞軸、連接管、連接螺栓等部件的強度和變形分析結(jié)果，而且得到了球閥密封效果的決定性因素：密封環(huán)和密封座的變形以及相互之間的接觸應(yīng)力分布情況、有效的接觸面積，為以后的高水頭球閥設(shè)計和優(yōu)化打下很好的研究基礎(chǔ)。
