超低温轨道式球阀密封补偿结构设计计算_王万平.pdf

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1、2015年10月润滑与密封Oct．2015第40卷第10期LUBＲICATIONENGINEEＲINGVol.40No.10DOI:10.3969/j.issn.0254－0150.2015.10.021超低温轨道式球阀密封补偿结构设计计算王万平张永彬姚进(四川大学制造科学与工程学院四川成都610065)檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿摘要:为补偿工况温度发生变化时超低温轨道式球阀密封面应力的变化，提出一种可用于超低温工况的轨道式球阀密封补偿结构。该密封补偿结构根据轨道式球阀自身的传动特点，将阀杆设计为两段式，并

2、在上下阀杆组件之间设计有弹性件，在工作过程中利用弹性件的蓄能作用，实时补偿由于温差引起的密封变形问题。介绍该补偿结构的设计计算方法，并通过仿真计算证实该密封补偿结构在低温下可大大提高密封的可靠性。关键词:轨道式球阀;密封补偿;密封比压中图分类号:TB42文献标志码:A文章编号:0254－0150(2015)10－100－04DesignandCalculationofSealingCompensationStructureinCryogenicOrbitBallValveWangWanpingZhangY

3、ongbinYaoJin(SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SichuanUniversity，ChengduSichuan610065，China)Abstract:Inordertocompensatethestressvariationofsealingsurfaceofthecryogenicorbitballvalvewhenthetemperaturechangesinworkingcondition，acompensationstructu

4、rewasproposed，whichcouldbeusedintheultra-lowtemperaturecondition．Accordingtothetransmissioncharacteristicsoforbitballvalve，thevaluerodwasdesignedastwosections．Anelasticcomponentwiththeenergystoragefunctionwasdesignedbetweentheupanddownvaluerodcomponentsto

5、compensatethesealdeformationcausedbythetemperaturedifferenceintheworkingcondition．Thedesignandcalculationmethodofthecompensationstructurewasintroduced．Simulationcalculationsconfirmedthatthecompensa-tionstructurecouldgreatlyimprovethereliabilityofsealingin

6、thelowtemperature．Keywords:orbitballvalve;sealingcompensation;sealpressure阀门作为现代工业控制过程中的关键设备，其应在低温应用领域轨道式球阀正逐步取代球阀和截止用领域越来越广泛，相应的技术要求也越来越严格。阀。但即便是轨道式球阀，当工况温度发生变化时，［5－7］除了通常所涉及的密封性、流通性等，温度对阀门性其密封面应力变化也是不可避免的。为补偿其密能的影响也越来越受到重视。无论是对低温介质的生封，通常通过转动手轮来实现，不过这种方法

7、一方面产制造、控制、运输，还是对环境温度的适应，都需不能满足现代工业智能化控制的需求，另一方面通过要在设计阀门时，将温度作为一项重要指标进行考转动手轮也不能实时准确补偿温差带来的影响。［1－2］量。本文作者提出一种可用于超低温工况中的轨道式轨道式球阀利用凸轮机构原理实现芯座的接触密球阀密封补偿结构，并进行了设计计算，同时以封与分离，启闭过程无摩擦，密封形式简单可靠，避ANSYSWorkbench14.0为平台进行仿真验证，从而免了在制造、安装使用过程中因复杂密封结构而造成证实该密封补偿结构设计的合理性。误

8、差累积，特别是在低温状态下，因复杂密封结构各1密封补偿结构及工作原理［3－4］部件之间的变形不一致引起的误差放大。因此，超低温轨道式球阀密封补偿结构如图1所示，根据轨道式球阀自身的传动特点，将阀杆设计为两段收稿日期:2014－01－05式，并在上下阀杆组件之间设计有弹性件，在工作过作者简介:王万平(1988—)，男，硕士研究生，研究方向为低程中利用弹性件的蓄能作用，实时补偿由于温差引起温阀门．E-mail:506300419@