高压硬密封固定球球阀密封性分析与优化

由于高压硬密封固定球球阀结构的复杂性导致在密封状态下的受力变得更加复杂,很难运用传统解析法很好地完成。为了确保其安全运行,本文针对Class1500 NPS14型涡轮蜗杆传动硬密封固定球球阀应用有限元法对其在关闭状态下的密封性及应力分布进行了分析。分析结果为:在介质载荷作用下,阀杆、压盖安装孔根部周围将出现严重的应力集中现象,宏观贯通泄漏流量为5 268.594 m L/min,密封比压严重不足。为了解决阀门的泄漏问题,通过DOE试验设计及响应面分析法对模型进行了优化设计,结果显示密封环面已不存在宏观贯穿开口,最小位置处的密封比压17.739 MPa也大于密封必需比压9.080 MPa,并且阀座应力集中也基本消除,优化效果明显。