旋塞阀密封可靠性研究

1、旋塞阀密封面比压计算数学模型设计2、阀门是大型成套设备中的重要主城部分，主要用于工艺管道介质（物料，水，蒸气，空气和油品等）的切断，节流，调压和改变流向等。阀门质量的优劣直接影响这些装置的正常工作，安全运转和环境污染，并起着至关重要的作用。随着我国加入WTO，国际贸易门坎的降低以及发达国家产业结构的调整，我国阀门行业有了突破性的发展，阀门行业有了更广阔的发展空间，而我们也面临着巨大的挑战。经过了多年的发展，我国阀门企业数量居世界第一，成为了阀门生产大国，然而目前我国阀门企业生产的阀门质量不高，低压阀门已经达到国际市场能接受的水平外，高压阀门仍然要依靠进口,我国企业生产的各种阀门普遍存在着外漏、内漏、外观质量不高、寿命短、操作不灵活以及阀门电动装置和气动装置不可靠等缺点，在密封性能方面不能满足要求，应力分析及流体力学计算方面也不完善，阀门仍然有很大的发展空间。阀门作为流体控制的关键部件，在石油、化工、冶金、电力、环、，核方面用途广泛。所以对其密封性能要求极高。基于以上原因，我将对旋塞阀密封性能进行系统的研究，研究其密封性能的影响条件，改善其密封性能，提高阀门密封的可靠性能，这将对资源的有效利用与减少环境污染有重要的意义，有助于我国发展高端阀门行业，同时提升我国阀门在世界的竞争力，对我们阀门发展有重大意义。3、旋塞阀是从早期简单的“考克”发展而来，旋塞阀是关闭件或柱塞形的旋转阀，通过旋转90度使阀塞上的通道口与阀体上的通道口相同或分开，实现开启或关闭的一种阀门。旋塞阀的阀塞的形状可成圆柱形或圆锥形。在圆柱形阀塞中，通道一般成矩形；而在锥形阀塞中，通道成梯形。这些形状使旋塞阀的结构变得轻巧，但同时也产生了一定的损失。旋塞阀最适于作为切断和接通介质以及分流适用，但是依据适用的性质和密封面的耐冲蚀性，有时也可用于节流。工作原理：用带通孔的塞体作为启闭件的阀门。塞体随阀杆转动，以实现启闭动作。小型无填料的旋塞阀又称为“考克”。旋塞阀的塞体多为圆锥体（也有圆柱体），与阀体的圆锥孔面配合组成密封副。旋塞阀是使用最早的一种阀门，结构简单、开关迅速、流体阻力小。普通旋塞阀靠精加工的金属塞体与阀体间的直接接触来密封，所以密封性较差，启闭力大，容易磨损，通常只能用于低（不高于1兆帕）和小口径（小于100毫米）的场合。(1)按结构形式分类：圆柱形旋塞阀、圆锥形旋塞阀(2)按密封面材质分类：(1)非金属密封材料旋塞阀。密封面材料采用聚四氟乙烯、橡胶、尼龙、对位聚苯、柔性石墨等软质材料的旋塞阀。(2)金属密封材料旋塞阀。密封副材料由金属对金属制成的旋塞阀。(3)油膜密封旋塞阀。密封副之间靠压人的密封脂来实现密封的旋塞阀。(3)．按工作压力分类(1)真空旋塞阀。工作压力低于标准大气压的旋塞阀。(2)低压旋塞阀。公称压力≤1．6MPa或公称压力级％Class150的旋塞阀。(3)中压旋塞阀。公称压力2.5～6.4MPa或公称压力级Class150-400的旋塞阀。(4)高压旋塞阀。公称压力10.0-80.OMPa或公称压力级Class600-2500的旋塞阀(4)．按工作温度分类(1)高温旋塞阀。t450℃的旋塞阀。(2)中温旋塞阀。120℃t≤450℃的旋塞阀。(3)常温旋塞阀。-40℃f≤120℃的旋塞阀。(4)低温旋塞阀。-100℃t≤-40℃的旋塞阀。(5)超低温旋塞阀。t≤-100℃的旋塞阀。(5)．按连接方式分类(1)法兰连接旋塞阀。(2)内螺纹连接旋塞阀。(3)外螺纹连接旋塞阀。(4)焊接连接旋塞阀。(5)夹箍连接旋塞阀。(6)卡套连接旋塞阀旋塞阀的主要参数：（1）、公称通径DN：是管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸，以区别用螺纹或外径表示的那些零件。公称通径是用作参考的经过圆整的数字，与加工尺寸数值上不完全等同。公称通径是用字母“DN”后紧跟一个数字标志。如公称通径250mm应标志为DN250。(2）、公称压力PN：是一个用数字表示的与压力有关的标示代号，是供参考用的方便的圆整数。同一公称压力PN值所标示的同一公称通径的所有管路附件具有与端部连接型式相适应的同一连接尺寸。在我国，涉及公称压力时，为了明确起见，通常给出计量单位，以“MPA”表示。在英、美等国家中，尽管目前在有关标准中已列入了公称压力的概念，但实际使用中仍采用英制单位Class。由于公称压力和压力级的温度基准不同，因此两者没有严格的对应关系。两者间大致的对应关系参见表。日本标准中有一种“K”级制，例如10K、20K、40K等。这种压力级的概念与英制单位中的压力级制相同，但计量单位采用米制。(3)、压力—温度额定值：是在指定温度下用表压表示的最大允许工作压力。当温度升高时，最大允许工作压力随之降低。压力—温度额定值数据是在不同工作温度和工作压力下正确选用法兰、阀门及管件的主要依据，也是工程设计和生产制造中的基本参数。(4)、工作温度：保证阀门正常工作的温度，通常有一定的范围。(5)、适合介质：阀门工作介质通常有水、煤气、石油、天然气、蒸汽等，每种阀门都有适合的工作的介质。密封原理：根据旋塞阀的结构和密封副材料的不同，旋塞阀可利用金属密封、油脂密封和非金属软质材料密封。采用金属密封时，不但需要较低的表面粗糙度和较准确的形状位置公差，而且需要较高的密封比压，以达到所需的密封性能。采用油脂密封和非金属软质材料密封时，则需要较准确的几何形状。根据以上的要求，密封副的结构设计有许多种，其密封原理也不尽相同4、现在机械行业发展越来越迅速，作为机械通用部件的阀门也不例外，阀门在近几年得到了迅速发展，其中对旋塞阀门研究有很多，在这方面论文也是很多，其中关于阀体内部薄弱地方受力的有限元分析，关于阀体强度的分析，也有关于旋塞阀开启力计算的，分析旋塞阀密封面失效的影响原因，由于旋塞阀内衬均有不用程度的脱落,更严重的有撕裂现象，研究其密封面的磨损。关于方杆旋塞阀的研究，近年来,旋塞阀频繁发生阀芯与阀座之间密封失效、旋钮不能转动、旋塞阀本体断裂等等,给油田生产带来巨大的经济损失,严重时甚至诱发井喷事故，研究人员针对方钻杆上旋塞阀的断裂进行了分析，关于轨道式球阀的研究近年也很多，由于球阀球体在启闭过程中始终与阀座接触,导致启闭力矩过大,密封副磨损严重,使用寿命短,易泄漏,严重制约了其使用范围，故研究了轨道式球阀，其客服了以上缺点，使用可靠，寿命高。在不同方面关于旋塞阀的研究，加大了对旋塞阀的认识，促进了旋塞阀门的发展，我国阀门在中低压下已经能够自给自足，但高端阀门仍需要进口，重要场合阀门也需要进口，所以研究阀门密封可靠性就成为了必要，是发展国内高端阀门的基础，对阀门行业至关重要，加大国内阀门市场的竞争力，为以后阀门走向国际提供了基础。5、分析阀门密封性能的影响条件，研究阀门密封面的密封性能，分析油封，橡胶密封，软介质密封，填料式密封的优劣利弊，综合各自的优点寻找一个有利的密封方式，或是设计一个新型的密封方式，阅读有关阀门书籍，查找相关的论文和相关的专利，查找相关的资料，通过这些途径来对阀门密封可靠性的研究，以下是几种阀门密封形式和各自的优缺点。6、目前国内对阀门密封可靠性的研究还是很少也不充分，研究阀门密封可靠性对阀门有重大意义，对资源有效利用与减少环境污染有重要意义。由于国内对旋塞阀密封面可靠影响不是很多，这方面知识很少所以就要求我们自己加大力度去认识阀门研究阀门，特别是在外力变化或温度变化的情况下，怎么保证密封的可靠性，对我们设计出一个新型密封来满足我们的要求，也可以来设计一个随动系统阀体变化时，塞体也随之变化，使密封间隙仍然不变来保证密封的可靠性。7、由于目前对旋塞阀门的结构还不是很了解，所以就要对其结构进行分析，最好能够买一个旋塞阀用来做研究，对其做系统的研究，研究其密封面的特征，来分析其密封面的可靠性，根据以了解的结构来设计新的密封形式或设计一个随动系统来对旋塞阀密封可靠性的研究，查阅文献论文和各种专利分析密封可靠性的可行性。8、在对旋塞阀结构分析的基础上，着重对阀门密封面仔细研究，通过有限元分析等软件分析外界温度变化和力变化时，对阀体的影响，分析其变化的大小，为保证密封的可靠性从而建立塞体的变化，保证密封的可靠性，通过solidworks等软件建立起三维模型，进而生成二维图纸。9、（1）集成各种资料：开题报告、阶段总结、读书报告；（2）按章归纳研究内容和结果，确定论文的题目和框架，（3）写出论文结构，论文结构细到最小节（3～4层）并注明各小的内容出处（4）导师审查，同意（5）论文初稿写作（结构，版面，字体，表、图）（6）论文修改1（自己改）（7）论文修改2（导师改）（8）论文修改3（导师改）（9）论文修改4（自己改）（10）论文修改4（终10、经费预算11、需要一个旋塞阀，由蒋老师、许博士和我组成一个小组来分析旋塞阀密封面的可靠性12、陆培文.调节阀实用技术�M�.北京:机械工业出版社,2006.乐嘉谦.仪表工手册(第二版)�M�.北京:化学工业出版社,2004.石油化工设备维护检修规程(仪表)�S�.北京:中国石化出版社,2004.杨源泉.阀门设计手册1M2.北京:机械工业出版社,1992.阀门制造工艺杨源泉