定压差升降式止回阀分析报告20131005

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升降式止回阀工作原理

升降式止回阀工作原理

升降式止回阀工作原理
升降式止回阀又称为气动升降止回阀,是一种借助气缸活塞推动活塞杆升降而改变管道内流体运行状态的一种流体控制装置,常被用于控制气流流量或方向,其特点是开启时快速而且可靠,常被用于空气驱动控制系统中。

升降式止回阀的原理是:受气缸活塞推动,操纵杆上接有对应分叉,由活塞动态改变操纵杆的位置,从而改变活塞上升降时,使活塞杆及分叉的位置相应改变,从而影响管路的流体的流向及流量。

升降式止回阀的工作原理概述如下:当气缸活塞作动时,活塞杆向下移动,从而改变操纵杆的位置,导致分叉的位置变化,从而影响流体的流向及流量。

当活塞杆上升到前一个位置时,操纵杆重新部署了,从而使止回阀返回原位,形成一个完整的循环,从而达到控制管道内流体运行状态的目的。

升降式止回阀具有快速开启、可靠性高等优点,尤其适用于大流量、大压差控制管道内流体运行。

当操纵杆被活塞推动时,活塞杆即刻向下移动,从而使止回阀打开,达到控制流体的目的;当活塞杆抬起时,活塞杆终止下移,止回阀关闭,从而达到控制流体的目的。

升降式止回阀的安装有多种形式,包括直通型、门型、角型、同心型等,其结构简单、操作方便,但安装后可能存在漏气现象,因此应注意阀组件的密封,以确保其正常使用。

以上是升降式止回阀的工作原理的介绍,升降式止回阀的好处是,它开启速度快,可靠性高,具有多种安装形式。

使用正确止回阀,可
以节约能源,降低污染,从而提高整个系统的运行效率。

升降式止回阀功能及特点

升降式止回阀功能及特点

升降式止回阀功能及特点升降式止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣,用来防止介质倒流的阀门,又称逆止阀、单向阀、逆流阀、和背压阀。

止回阀属于一种自动阀门,其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电动机反转,以及容器介质的泄放。

止回阀还可用于给其中的压力可能升至超过系统压的辅助系统提供补给的管路上。

止回阀主要可分为旋启式止回阀(依重心旋转)与升降式止回阀(沿轴线移动)。

升降式钢制止回阀用途:H41H、H41Y 型 PN16~PN100 升降式钢制止回阀是生产过程调节系统中的重要环节之一,是控制管道内介质单向流向的阀门,阻止介质倒流。

升降式止回阀特点:1、H41H、H41Y 型升降式钢制止回阀具有结构简单,动作可靠,维修方便等优点,广泛应用于净化设备、石油、化工、冶金、电力、轻纺等生产过程中2、当介质由阀体箭头所示流向进入阀体,介质的压力作用在阀瓣上产生向上的推力,当介质推力大于阀瓣重力时,阀门打开。

当阀后介质压力作用在阀瓣上的力加上阀瓣自身重力大于阀前压力作用在阀瓣上的力时,阀门关闭,阻止介质倒流升降式止回阀的作用升降式止回阀的作用是只允许介质向一个方向流动,而且阻止反向流动。

通常这种阀门是自动工作的,在一个方向流动的流体压力作用下,阀瓣打开;流体反方向流动时,由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座,从而切断流动。

其中内螺纹止回阀,蝶式止回阀就属于这种类型的阀门,升降式止回阀它包括旋启式止回阀和升降式止回阀。

旋启式止回阀有一介铰链机构,还有一个像门一样的阀瓣自由地靠在倾斜的阀座表面上。

为了确保阀瓣每次都能到达阀座面的合适位置,阀瓣设计在铰链机构,以便阀瓣具有足够有旋启空间,并使阀瓣真正的、全面的与阀座接触。

阀瓣可以全部用金属制成,也可以在金属上镶嵌皮革、橡胶、或者采用合成覆盖面,这取决于使用性能的要求。

旋启式止回阀在完全打开的状况下,流体压力几乎不受阻碍,因此通过阀门的压力降相对较小。

升降式止回阀的阀瓣座落位于阀体上阀座密封面上。

止回阀工作原理范文

止回阀工作原理范文

止回阀工作原理范文止回阀是一种用于防止介质在管道中逆流的装置,其工作原理是利用阀芯的顶部弹簧力或介质流体的压力差来实现。

止回阀的工作原理可以分为以下几个方面:1.核心部件:阀芯是止回阀的核心部件,它通常是一个圆柱形的结构,上部装有一个弹簧,阀芯通常与阀体呈锥形设计,阀芯的上下运动实现了阀门的打开和关闭。

此外,止回阀通常还包括阀盖,阀座和连接管道等。

2.弹簧力:在止回阀关闭状态下,阀芯通过弹簧力将阀门保持关闭。

当介质在管道中正常流动时,介质从阀芯的顶部通过,阀芯受到上部压力的影响被向下压缩,从而打开阀门,使介质流过。

当介质停止流动或逆流时,阀门会立即关闭,弹簧将阀芯重新推向阀座,阻止介质的逆流。

3.压力差:当介质停止流动或逆流时,管道中的介质会对阀芯产生一个反向压力,这个压力会推动阀芯向阀座方向移动,从而关闭阀门。

阀芯关闭后,介质无法再逆流。

4.阀座设计:阀芯与阀座的配合也起到了防止逆流的作用。

阀芯和阀座通常采用圆锥形状,这种设计能够更好地密封管道,防止介质的逆流。

阀芯压在阀座上时,通过阀座的微小间隙,可以使介质流经阀座并通过管道。

根据不同的工作原理和结构形式,可以将止回阀分为多种类型,包括升降式止回阀、旋启式止回阀、重锤式止回阀等。

不同类型的止回阀在设计和工作原理上存在一些差异,但核心原理都是利用阀芯的顶部弹簧力或介质流体的压力差来实现止回阀的打开和关闭。

总之,止回阀通过阀芯的上下运动和阀座的密封来实现防止介质逆流。

它在管道和系统中的应用广泛,可以有效控制介质的流动方向,确保管道系统的正常工作。

在不同的工程应用中,选择适合的止回阀类型和设计参数,能够提高系统的安全性和可靠性。

升降式止回阀原理

升降式止回阀原理

升降式止回阀原理
升降式止回阀是一种常用于液体管道中的阀门,用于防止流体在某一方向上的倒流。

其原理基于一个弹簧和一个活塞组成的机械结构。

在阀门关闭状态下,弹簧对活塞施加压力将其推向阀门底部,使活塞密封在阀座上。

这样,阀门处于关闭状态,流体无法通过阀门。

而当流体在阀门底部施加压力,试图逆向流动时,这个压力会克服弹簧的弹性力,将活塞抬升离开阀座。

当活塞抬升到一定高度后,流体便可以顺利穿过活塞并流入管道中。

当流体压力停止或减小时,阀门关闭机制会再次起作用。

弹簧的弹性力将活塞重新推向阀座,将其密封住。

这保证了管道中的流体不会倒流。

升降式止回阀的结构简单、可靠,适用于大流量和高压差场合。

它具有自动开启和关闭的功能,不需要外部能源,是一种常见的防止倒流的设备。

升降式止回阀

升降式止回阀

升降式止回阀升降式止回阀简介:阀门启闭件靠介质流动和管道压力自行开启或关闭,以防止介质倒流的阀门叫止回阀。

又称单向阀或逆止阀它的作用是防止管路中的介质液体倒流。

水泵吸水端的底阀也是属于止回阀类。

止回阀属于自动阀类,主要用于介质单向流动的管道上,只允许介质向一个方向流动,以防止发生事故。

止回阀的工作理:阀瓣在流体压力作用下开启,流体从进口侧流向出口侧。

当进口侧压力低于出口侧时,阀瓣在流体压差、本身重力等因素作用下自动关闭以防止流体倒流。

升降式止回阀使用安装:直通式结构型号为“H41H”和立式结构型号为“H42H”。

直通升降止回阀的阀体结构采用截止阀的阀体,其阀瓣沿着通道中以线作升降运动,动作可靠,但流体阻力较大,适用于轻小口径的场合。

直通式升降止回阀一般只能安装在水平管路,而立式升降止回阀一般就安装在垂直管路。

止回阀广泛适用于国内钢铁厂、石油、化工、煤气、锅炉、造纸、纺织、医药、食品、船舶、供排水、能源、多晶硅、电力等行业工业管道。

升降式止回阀结构分类:法兰连接型号:H41,H44,H11,H61,H76,H71 螺纹连接型号:H11H/W/Y ,H14 焊接连接型号:H61H/W/Y ,H64止回阀按照结构分为升降式止回阀,旋起式止回阀,碟式止回阀。

升降式止回阀可分为立式和卧式两种。

旋起式分为单瓣 双瓣和多瓣三种 碟式止回阀为直通式旋起式止回阀(H44T) SWING CHECK V ALVE直通式结构升降式止回阀(H41T) LIFTING CHECK V ALVE 立式结构升降式止回阀(H42H) 对夹碟型止回阀(DH77)WAFER BUTTERFLY CHECK V ALVE升降式止回阀结构分类设计标准:设计和制造标准按照: GB12235/6; 结构长度按照: GB12221法兰端尺寸按照:GB9113,JB79,HG20592等 螺纹端尺寸按照:JB/T7306; 对焊端尺寸按照:JB/T12224 承插口尺寸按照:JB/T1751 检验和测试按照: GB13927,JB9092升降式止回阀材质选用:1止回阀可选密封面材料 合金钢13Cr (代号H ) 硬质合金STL (代号Y )可根据客户要求选择其他特种密封材料。

止回阀门评估报告

止回阀门评估报告

止回阀门评估报告止回阀门是一种用于控制介质单向流动的阀门,主要用于防止介质倒流及保护设备的安全运行。

对止回阀门进行评估主要包括以下几个方面:设计标准、结构特点、安装要求、使用条件及预防措施等。

首先,止回阀门的设计应符合相关制造标准,如GB/T 12235《阀门标志与术语》、GB/T 12236《阀门用尺寸》等。

同时,根据不同工况和介质,选择合适的材质和密封面形式,确保其能够稳定可靠地工作。

其次,止回阀门的结构特点是评估的重点之一。

结构特点包括止回阀门的类型、连接方式、启闭方式等。

常见的止回阀门类型包括升降式、摆动式和旋启式。

连接方式包括法兰连接和螺纹连接等。

启闭方式包括手动操作和自动操作等。

结构特点的评估应考虑其适用性、紧密性和可操作性。

安装要求是保证止回阀门正常运行的基础。

安装要求包括阀门的位置、安装方向、管道配套、密封面处理等。

正确地安装止回阀门可以避免因安装不当导致的密封面漏气回流、振动松动等问题。

使用条件是评估止回阀门性能的关键。

使用条件包括温度、压力、介质等。

不同的介质和工况对止回阀门的要求不同,需根据实际工况选择合适的止回阀门。

同时,注意介质的特性,如腐蚀性介质需要选用耐腐蚀材质的止回阀门。

预防措施是确保止回阀门安全运行的保证。

预防措施包括定期检修、阀门操作、维护保养等。

定期检修可以检查止回阀门的密封性能、运动灵活性及附件完好性。

阀门操作需要按照规定的操作程序进行,严禁超大力度操作,以免损坏阀门。

维护保养包括对止回阀门的润滑、清洗、检测等,提高阀门的使用寿命和可靠性。

综上所述,对止回阀门进行评估需要考虑其设计标准、结构特点、安装要求、使用条件和预防措施等方面。

只有全面评估和合理应用止回阀门,才能确保其正常工作、减少故障的发生,并有效保护设备的安全运行。

升降式防水击高压平衡止回阀

升降式防水击高压平衡止回阀

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟升降式防水击高压平衡止回阀介绍了升降式防水击高压平衡止回阀的设计原理、结构特点、工作性能、主要技术参数及适用工况。

1、概述止回阀是一种防止管路介质发生倒流的装置,在工业生产管路上保护泵等动力设备不被回流介质冲击破坏。

在高压管路中,当出现介质倒流时,高压介质回流压力会使阀瓣极快速的关闭,这将对阀门及管道造成强大的水击,从而对装置产生破坏,影响安全生产。

针对这种工况条件设计了升降式防水击高压平衡止回阀,该阀已获得国家发明专利( 专利号: ZL 2010 1 0542395. X) 。

2、升降式防水击高压平衡止回阀的结构特点升降式防水击高压平衡止回阀( 以下简称止回阀) 采用直流式结构,阀门主要由阀体、阀瓣、自压密封圈、阀芯、阀盖和调节阀等零部件组成( 阀门中法兰采用压力自紧密封结构。

考虑腔体在阀瓣组件下滑时充分的形成负压,控制阀瓣组件按设计需要的时间关闭,防止高压工况时的水击现象出现,阀芯与阀瓣组件关闭位置之间的距离大于开启高度。

3、升降式防水击高压平衡止回阀的工作原理阀门公称压力16 ~68MPa( 900 ~4 500 磅级) ,公称通径DN50 ~600 ( NPS2 ~24) ,使用温度- 29~590℃,适用工况水、油品和蒸汽等。

阀门在工业管路上运行时,高压流体介质推动阀瓣及其组合件上升到阀芯位置,阀瓣组合件及阀芯之间的空腔介质通过旁路管流向出口端。

阀瓣上升后,阀门通道完全打开,形成流畅的通道。

当动力设备停止时,管路内介质流速急剧变化,影响管路的压力变化。

压力变化以声波的速度沿管路传播,形成水击。

水击压力△P 为。

升降式止回阀低压气密性的分析和改进

升降式止回阀低压气密性的分析和改进

升降式止回阀低压气密性的分析和改进发布时间:2021-04-14T01:03:23.853Z 来源:《防护工程》2020年34期作者:李君祎1 杨文军2 李建佩3 [导读] 对于小口径升降式止回阀气密性能试验的分析验证总结,给出了建议和改进方法。

西安泵阀总厂有限公司陕西省西安市 710025摘要:对于小口径升降式止回阀气密性能试验的分析验证总结,给出了建议和改进方法。

关键词:小口径;升降式止回阀;低压气密封试验一、产品问题描述对于小口径升降式止回阀,阀门的试验与检验执行API 598标准,按照用户技术协议要求需进行0.6Mpa低压气密试验。

在合同产品的出厂试验中,高压液体密封试验合格,但低压气密试验不合格,泄漏量超标。

本次合同中有三个规格的止回阀,分别为1/2"H41W150LbZr(29台)、1"H41W150LbZr(8台)、1-1/2"H41W150LbZr(3台),在装配完成后第一次进行压力试验,试验按API 598标准进行。

过程中发现三个规格的升降式止回阀绝大部分1.1PN的水压止回密封试验合格,但0.6Mpa低压气止回密封试验在试验时存在较大的超标泄漏。

将个别合格的产品重新拆装后试压,发现密封又不合格,泄漏超标。

二、问题原因分析止回阀的结构形式如图所示:小口径止回阀低压止回密封性能不达标,貌似问题单一简单,但造成问题涉及因素很多,实际加工装配精度和原理理论都有,经对试压不合格的止回阀拆解后,发现存在以下问题:1.阀盖导向套孔与阀瓣导向外径的配合间隙差异大,未按设计图样加工;2.大部分阀门的阀盖导向套孔与阀瓣导向部分的接触表面粗糙度未达到图纸要求。

3.研磨阀体、阀瓣密封副平整度和粗糙度(Ra0.4以上)未达到密封条件;4.重新拆装后试压产品密封性能不稳定的造成原因分析为:阀门中法兰连接螺栓在紧固时,未能较好控制各螺栓预紧力,导致法兰密封面贴合不平,使阀盖导向套孔偏斜;5.对应于较小口径的止回阀,低压气止回密封试验存在一定的难度:根据密封原理要求密封面的计算比压应大于必需比压;必需比压与材料和密封宽度相关,计算比压与密封面上的总作用力与介质密封力相关;在密封宽度受限制,密封副材料确定的情况下,为满足必须比压就必须加大密封面上的总作用力,相应0.6MPa的介质作用力远远不能满足。

止回阀检验报告

止回阀检验报告

止回阀检验报告1. 引言本文档旨在对止回阀进行检验,并记录检验过程和结果。

止回阀的作用是防止介质倒流,在工业生产和管道运输中起到重要的作用。

本次检验将对止回阀的密封性、工作性能等方面进行评估。

2. 检验对象本次检验的对象为一台止回阀,型号为XYZ-123。

该阀门用于控制液体介质在一定压力下的流动方向。

3. 检验设备和方法为了对止回阀进行全面的检验,我们使用了以下设备:•压力表:用于测试阀门的压力值。

•流量计:用于测试液体通过阀门的流量。

•密封性检测仪:用于检测阀门的密封性能。

本次检验的主要方法如下:1.检测密封性能:将阀门安装在测试系统中,加压至设定值,观察是否发生泄漏。

2.检测流量特性:通过调节流量计,测量在不同压力下阀门通过的液体流量。

3.检测工作性能:将阀门安装在实际工程系统中,测试其在实际工作条件下的性能。

4. 检验过程和结果4.1 密封性检测首先,我们将阀门安装在密封性检测仪上,并将压力表与其连接。

然后,逐步增加压力,并观察阀门是否有泄漏。

压力(MPa)泄漏情况0.1 无泄漏0.3 无泄漏0.5 无泄漏0.7 有泄漏根据检测结果,该阀门在0.7MPa压力下发生了泄漏。

我们将进一步检查泄漏原因,并进行修理或更换。

4.2 流量特性检测为了测试阀门在不同压力下的流量特性,我们通过调节流量计,测量不同压力下的流量。

压力(MPa)流量(m³/h)0 00.1 50.3 100.5 200.7 30根据测量结果,阀门的流量特性良好,随着压力的增加,流量也相应增加。

4.3 工作性能检测为了测试阀门在实际工作条件下的性能,我们将阀门安装在实际工程系统中,并进行测试。

在正常工作条件下,阀门正常开启和关闭,未出现卡滞或卡阻等现象。

测试期间,阀门的工作稳定可靠。

5. 结论本次止回阀检验的主要结果如下:•密封性检测:在0.7MPa压力下,阀门发生了泄漏,需要进行修理或更换。

•流量特性检测:阀门的流量特性良好,随着压力的增加,流量也相应增加。

厨房止回阀测评报告模板

厨房止回阀测评报告模板

厨房止回阀测评报告模板摘要本次测评对近期市场上比较热门的几款厨房止回阀进行了测试和测评,评价各个产品在使用安装、耐用性、防漏性、止回阀的实际效果等方面的表现。

本文详细介绍了每款止回阀的主要特点和优缺点,是消费者选择购买厨房止回阀时的重要参考。

目录•背景•测试对象•测试方法•测试结果•结论背景厨房的用水回路通常是通过管道连接到自来水供应管道上的。

对于需要安装洗碗机和其他家用电器的家庭而言,为了避免水流倒流到自来水管道中,通常需要安装止回阀。

此外,对于一些住宅地区来说,管道系统中的水压不太稳定,很容易造成从厨房水龙头流淌的异常污浊的水源。

因此,消费者在购买厨房止回阀时,需要考虑到以下因素:1.价格2.安装难易程度3.材料和制造质量4.厂家保修期限本文将评估几种在市场上颇受欢迎的厨房止回阀产品,并为消费者提供参考信息。

测试对象测试对象为市场上流行的几款厨房止回阀产品,具体如下:•Model A•Model B•Model C•Model D测试方法测试方法包括安装测试和功能测试。

安装测试包括以下方面:1.安装难易程度2.安装时间3.安装型号的兼容性功能测试包括以下方面:1.压力测试2.僵死测试(如果相关)3.测试阶段的品质检测测试结果我们针对每种厨房止回阀产品做了详细测试和对比分析,各个产品的评价如下: Model A•安装难度:3/5•安装时间:1小时•兼容性:适用于不同的型号•压力测试:十分稳定•僵死测试:无相关测试•总体要点:Model A的特点是材料较为优质,但安装难度较大。

该型号的压力测试非常稳定,并且兼容许多其他型号。

但该型号的价格偏高,并且没有相关僵死测试的数据。

Model B•安装难度:2/5•安装时间:30分钟•兼容性:适用于不同的型号•压力测试:稳定•僵死测试:有测试数据•总体要点:Model B价格实惠,在安装和兼容性方面比Model A更加灵活,但材料质量比较一般。

该型号表现较好的一点是,它有相关的僵死测试数据,并且在测试中表现良好。

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X定压差升降式止回阀(CH1H61Y-1500INTR DN25)抗震分析报告1. 计算说明 (3)2. 材料机械性能及载荷组合 (4)2.1 材料的机械性能 (4)2.2 载荷组合 (5)3. 地震条件下阀门的力学计算 (6)3.1阀门建模 (7)3.2阀门模态分析 (7)3.3 阀门抗震分析 (8)3.3.1 阀门Level B抗震分析 (8)3.3.2 阀门Level D抗震分析 (9)3.4 阀体与阀盖连接螺纹分析 (10)4. 阀门的力学评价 (10)5. 结论 (12)参考文献 (12)附图 (13)定压差升降式止回阀(CH1H61Y-1500INTR DN25)抗震分析报告1. 计算说明CH1H61Y-1500INTR DN25核一级定压差升降式止回阀的主体由阀体、阀瓣、垫块、导向套、锁定螺母、弹簧、阀杆、阀盖、调整螺杆、支架和保护罩等组成。

其中阀体和阀盖通过螺纹连接,并在连接处点焊成为一个整体。

它们的内部形成阀腔,导向套通过螺纹和锁定螺母固定在阀体里,阀瓣被约束在导向套里面,可在有限的范围内上下运动。

阀瓣在入口压力下向上运动,推动阀杆向上,阀杆上部有弹簧约束。

在填料压板上有2个M8的螺柱,通过这两个螺柱压紧填料压板以实现填料的密封功能。

在阀盖上还装有支架和保护罩等。

阀门的结构参见图1-1。

阀门主要设计参数如表1.1所示。

表1.1阀门主要设计参数根据制造厂的要求,阀门应按照抗震1A类设备要求进行抗震分析,抗震分析依据EJ/T1022.14-1996《压水堆核电厂阀门应力分析和抗震分析》[1]、GB50267-97《核电厂抗震设计规范》[2]和ASME[3]相关规范进行,抗震计算所采用的地震输入为西屋公司《Design Specification –2”and Smaller Manually Operated Globe and Check Valves, ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section III, Class 1, 2, and 3》(APP-PV02-Z0-001)[4]中所规定的地震载荷。

本文将根据文献[1-4]的有关规定对该阀门进行力学计算,以保证其在正常运行条件和地震条件下的安全特性。

计算的具体内容包括:(1)承压边界的完整性校核;(2)承压边界各部件的应力及变形分析;(3)连接螺纹的受力分析;(4)地震条件下的可运行性分析。

2. 材料机械性能及载荷组合2.1 材料的机械性能根据ASME第II卷D篇[6]强制性附录2,安全1级材料的许用应力强度值为下列数值中的最小值:(a)室温下规定的最小抗拉强度的1/3;(b)设计温度下抗拉强度的1/3;(c)室温下规定的最小屈服强度的2/3;(d)设计温度下屈服强度的2/3。

除奥氏体钢和特种非铁基材料外,这一系数最大可为设计温度下屈服强度的90%(但决不大于规定的最小屈服强度的2/3);根据ASME第II卷D篇[6]附录2,螺栓材料的准则为:(a)对其强度不用热处理或者应变硬化提高性能的螺栓材料,其许用应力强度值如下规定的最小值:(1)室温下规定的最小抗拉强度的1/4;(2)设计温度下抗拉强度的1/4;(3)环境温度下规定的最小屈服强度的2/3;(4)设计温度下屈服强度的2/3。

(b)对其强度用热处理或者应变硬化提高性能的螺栓材料,其许用应力强度值如下规定的最小值(如果这些值低于退火状态下的值,则采用退火状态下的值):(1)室温下规定的最小抗拉强度的1/5;(2)设计温度下抗拉强度的1/4;(3)环境温度下规定的最小屈服强度的1/4;(4)设计温度下屈服强度的2/3。

由此确定安全1级阀门主体材料及主要连接螺栓的材料的机械性能,如表2.1所示。

其中材料的屈服强度和抗拉强度均为常温下的值。

表2.1 阀门主体材料及主要连接螺栓的机械性能2.2载荷组合根据文献[5]的规定,对于1A级的安全1级阀门,载荷组合及准则级别如表2.2所示。

表2.2 载荷组合及准则级别从表2.2可知,工况B和工况D包含地震载荷,本报告将分别对工况B和工况D进行抗震分析。

各种工况下的应力限值如表2.3所示。

应力评价时应对有限元结果进行应力分类,区分出一次薄膜和弯曲应力,二次应力以及应力集中。

本报告中保守将一次和二次薄膜应力均视为一次应力评价,结构几何形状不连续处的弯曲应力为二次应力,这样可以方便地通过有限元应力结果进行评价。

表2.3 应力限值在地震条件下,阀门所承受的主要载荷包括设计压力、接管载荷、自重以及地震载荷。

由于阀门的工作温度为均匀分布,因此阀门的热应力很小,此处不做分析。

在力学计算的过程中,将重点针对阀门的承压边界部件进行计算。

本报告分以下两部分对其进行力学计算:一是模态分析,了解阀门的动力性特性;二是对阀门的主体,包括阀体、阀盖和支架等进行整体有限元应力计算,以求得阀门主体的应力分布。

3.1阀门建模阀门的承压边界主要包括阀体和阀盖。

从力学特性上看,可以认为阀体、阀盖等作为一个整体来承受内压及地震载荷。

因此在建立有限元模型时,将阀体、阀盖和支架作为一个整体进行建模。

考虑到地震载荷的非对称性,模型取实际结构的全尺寸进行网格划分。

忽略填料垫等内部小部件的刚度,只将它们的质量叠加到模型中去。

阀门整体的有限元模型如图3-1所示,各部件在螺栓连接面处合并成一个整体。

考虑阀瓣与导向套之间的接触关系,同时限制阀瓣的周线自由度。

垫块与阀瓣之间简化为固结,垫块与阀杆之间为接触关系。

阀杆与下弹簧座之间简化为固结。

调整螺杆与上弹簧座之间简化为固结。

阀杆与调整螺杆之间为接触关系。

调整螺杆与阀盖之间为接触关系。

调整螺杆与填料压套之间为接触关系。

图3-1同时给出了分析所采用的坐标系方位,其中Y向为垂直方向、X向沿阀体的通径方向。

模型用四面体四节点单元建立,共785,395个节点、4,261,808个单元。

有限元分析所使用的计算软件为MSC.NASTRAN。

模型的约束如下:阀体通径的入口端面约束沿Z向和切向的平动位移,右端面约束沿切向的平动位移。

3.2阀门模态分析抗震计算的第一步是对结构进行模态分析,以了解结构的基本动力学特性。

前5阶固有频率列于表3.1中,其对应的前两阶振型如图3.1(a)~图3.1(b)所示。

表3.1阀门固有频率(Hz)由振型图可知,阀门前2阶振型都是弹簧的振型,固有频率大于33Hz。

因此,阀门的抗震分析可采用等效静力法[2]。

按照《Design Specification – 2”andSmaller Manually Operated Globe and Check Valves, ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section III, Class 1, 2, and 3》(APP-PV02-Z0-001)[4]中的规定,Level B 中等效地震加速度分别为水平X方向2g,水平Z方向2g,竖直Y方向2g;Level D中等效地震加速度分别为水平X方向6g,水平Z方向6g,竖直Y方向6g。

进行抗震计算时,将上述的加速度值以惯性载荷的方式施加到有限元模型上。

3.3阀门抗震分析3.3.1阀门Level B抗震分析Level B工况下载荷包括:1)根据表2.2取1.1倍设计压力即23.54MPa,作用于阀门受压面上;2)弹簧受到的初始压紧力,该力取225.4N;3)地震载荷,两个水平方向均为2g,竖直方向2g;4)自重,即1.0g的加速度载荷,沿-Y方向作用于阀门的全部质量上;5)管道载荷根据《Design Specification – 2”and Smaller Manually Operated Globe and Check Valves, ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section III, Class 1, 2, and 3》(APP-PV02-Z0-001)[4]中的规定,该值不得小于F b S,按照ASME BPVC III D1 NB-3545.1,计算如表3.2所示。

表3.2阀门的管道载荷由此计算得到阀门在Level B下的最大主应力分布如图3-2所示。

由图3-2可知,阀体的最大Tresca应力为189.5MPa,发生在阀体内侧承压面某尖角处,分布区域极小,这主要是由于内压造成局部变形不协调而形成的,可作为二次应力处理。

阀盖的最大Tresca应力为75.3MPa,发生在与调整螺杆滑动连接处。

阀瓣的最大Tresca应力为75.7MPa,位于外侧与导向套接触摩擦处。

阀杆的最大Tresca应力为61.3MPa,位于与阀瓣垫块接触处。

调整杆的最大Tresca应力为79.2MPa,位于调整杆下端变径处。

下弹簧座的最大Tresca应力约为7MPa,位于与弹簧接触处。

上弹簧座的最大Tresca应力约为42.7MPa,位于与调整杆下端面接触处。

在阀体壁厚均匀处的高应力区进行应力线性化,得到一次薄膜应力约为37.9MPa,一次薄膜加一次弯曲应力约为62.4MPa。

在阀盖壁厚均匀处的高应力区进行应力线性化,得到一次薄膜应力约为13.8MPa,一次薄膜加一次弯曲应力约为35.5MPa。

膜加一次弯曲应力约为91.5MPa。

在阀杆的高应力区进行应力线性化,得到一次薄膜应力约为17.1MPa,一次薄膜加一次弯曲应力约为36MPa。

在调整杆的高应力区进行应力线性化,得到一次薄膜应力约为33.2MPa,一次薄膜加一次弯曲应力约为42.3MPa。

在下弹簧座高应力区进行应力线性化,得到一次薄膜应力约为1.2MPa,一次薄膜加一次弯曲应力约为3MPa。

在上弹簧座高应力区进行应力线性化,得到一次薄膜应力约为12.7MPa,一次薄膜加一次弯曲应力约为25.5MPa。

阀门整体的变形如图3-3所示。

由图可知Level B工况下阀门的变形主要发生在弹簧处,最大位移为0.065mm。

3.3.2 阀门Level D抗震分析Level D工况下载荷包括:1)根据表2.2取1.5倍设计压力即32.1MPa,作用于阀门受压面上;2)弹簧受到的初始压紧力,该力取225.4N;3)地震载荷,两个水平方向均为6g,竖直方向6g;4)自重,即1.0g的加速度载荷,沿-Y方向作用于阀门的全部质量上;5)管道载荷如表3.2所示。

由此计算得到阀门在Level D下的最大主应力分布如图3-4所示。

由图3-4可知,阀体的最大Tresca应力为258MPa,发生在阀体内侧承压面某尖角处,分布区域极小,这主要是由于内压造成局部变形不协调而形成的,可作为二次应力处理。

阀盖的最大Tresca应力为97.1MPa,发生在与调整螺杆滑动连接处。

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