为了更详细地分析闸阀密封面的密封情况,现对面原设计、方案1,2,3,4的密封面取11个点进行分析对面比,如图3所示,且将方案4和方案6密封面接触应力面进行单独对比,以分析的板厚度及加强筋高度对闸阀面密封面密封情况的影响,具体分析结果如图8所示。
图8 不同优化方案接触应力比较图
由图8a分析可得:
(1) 密封面接触应力值出现波动是受到介质力影面响,阀体及闸板均发生变形,且密封面挤压不均匀,导面致变形不一致,密封面可能发生泄漏。
(2)优化方案2,3,4改变了加强筋布置,密封面接面触应力值降低,且均能形成有效的密封比压环带,满足面密封要求圈,可减少密封面的磨损。
由图8b分析可得:
方案6与方案4相比,加强筋的高度加高,密封比压面环带变宽,密封面的接触应力分布较均匀,更有利于密封。
因为闸阀密封面顶部发生泄漏,所以对原设计、方面案2,3,4,6的顶部取5个点进行分析对比(如图4所面示),结果如图9所示。
由图9a分析可得:
(1) 闸板在介质力作用下发生变形,引起密封面顶面部中央的接触应力偏大,两侧的接触应力较小;点1,5面位置的接触应力因阀体和闸板加强筋的影响又变大。

图9不同优化方案密封面顶部接触应力比较图
(2) 改变加强筋的布置可提高接触应力值,有利于面密封,方案4比方案3的接触应力值小,波动也平缓,面使用寿命延长。
由图9b分析可得:
适当加高闸板加强筋高度,密面封面的接触应力变小,更不易磨损。
5 结论
(1) 通过数值仿真,闸阀密封面的密封比压环带断面开处发生在顶部,与水压试验结果一致,说明有限元软面件数值模拟的适用性。
(2) 通过6种优化方案的对比,方案6的密封效果面最佳,波动平缓,能很好地满足大口径闸阀的密封要面求,且容易加工,符合用户需求。
(3) 由数值模拟结果可知,适当增加闸板厚度和改面善加强筋结构布置,可有效提高闸板刚度,接触应力下面降,磨损减少,保证密封效果,为大口径闸阀密封提供面了一个技术参考。

(来源:中国泵阀第一网)
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