1 Обзор

В этой статье используется программное обеспечение Solidworks для качественного и количественного анализа метода выбора каждого параметра в конструкции дроссельной заслонки с тройным эксцентриком.

Выбор параметров эксцентриситета и угла конуса дроссельной заслонки с тройным эксцентриситетом определяет, мешает ли клапан при открытии, равномерно ли давление на поверхность уплотнения при закрытии и надежность его уплотнения.

2. Структурный анализ

Весь процесс закрытия дроссельной заслонки с тройным эксцентриситетом (рис. 1) не вызывает помех. В момент окончательного закрытия все уплотнительные поверхности соединяются друг с другом, подобно характеристикам закрытия шарового клапана. Следовательно, дроссельная заслонка с тройным эксцентриком представляет собой клапан с уплотнением по крутящему моменту, что снимает ограничение, согласно которому дроссельная заслонка в прошлом могла использоваться только в качестве клапана с позиционным уплотнением.

7 параметров дроссельной заслонки с тройным эксцентриситетом, включая радиальный эксцентриситет a, толщину пары динамического уплотнения b, толщину пары статического уплотнения c, большую ось эллипса поверхности уплотнения d, осевой эксцентриситет e, угол эксцентрика α и угол конуса β, могут определять дроссельную заслонку с тройным эксцентриситетом. Герметичная подконструкция. d определяется номинальным диаметром DN клапана, e определяется толщиной диска клапана и диаметром вала клапана, b и c определяются расчетным давлением клапана, материалом уплотнительной поверхности и удельным давлением уплотнительной поверхности a, Выбор α и β определяет, будет ли закрыта дроссельная заслонка с тройным эксцентриком или нет, что включает в себя равномерность удельного давления уплотняемой поверхности после закрытия и надежность уплотнения.

Рисунок 1 Тройной эксцентриковый дроссельный клапан

3. Анализ помех

Независимо от того, как выбраны параметры, пара уплотнений пластины дроссельной заслонки и корпуса клапана полностью подходят, когда клапан полностью закрыт. Если при открытии клапана нет помех, уплотняющая пара проходного клапана определенно будет мешать (Рисунок 2а). Если при открытии клапана возникает препятствие, уплотнительная пара проходного клапана частично мешает и частично выходит из зацепления (Рисунок 2b). Выбор параметров в настоящее время недоступен.

(A) Пара уплотнений обратного клапана полностью мешает

(B) Частичное натяжение уплотнения проходного клапана

Рисунок 2 Рабочее состояние уплотнительной пары клапана

Только когда возникает ситуация, показанная на Рисунке 2a, выбранные параметры становятся доступными, однако у клапана будет бесчисленное количество комбинаций параметров, которые могут соответствовать ситуации, показанной на Рисунке 2a. Только подбирая оптимальную комбинацию параметров, можно гарантировать герметичность клапана и уменьшить сложность изготовления клапана.

4. Анализ данных

Возьмем в качестве примера дроссельную заслонку для сверхнизких температур DN300, чтобы проанализировать метод выбора каждого параметра. Сверхнизкотемпературный дроссельный клапан DN300 предназначен для использования в отрасли разделения воздуха, и он должен работать в течение длительного времени в криогенных условиях -196 ℃. В этой конструкции d составляет 290 мм, e - 35 мм, b - 8 мм, а c - 20 мм. Диапазон значений a, α и β можно определить с помощью программного обеспечения Solidworks (Таблица 1).

Таблица 1 Диапазон значений параметров a, α, β

В диапазоне значений параметра a, α, β при однократном изменении параметра клапан проходит на 0,3 °, и вычисляется величина натяга пары уплотнений. Возьмите параметр преобразования в качестве абсциссы и величину помех в качестве ординаты, чтобы нарисовать график тенденции изменения параметров и величины помех (рисунок 3).

(a) Радиальный эксцентриситет (b) Угол эксцентриситета (c) Угол при вершине конуса

Рисунок 3 Связь между параметрами и помехами

Из зависимости между радиальным эксцентриситетом, эксцентричным углом, углом при вершине конуса и величиной натяга можно видеть, что в пределах диапазона параметров невмешательства радиальный эксцентриситет, эксцентричный угол и угол вершины конуса имеют прямую линейную связь с величиной натяга.

5. Заключение

Влияние различных параметров дроссельной заслонки с тройным эксцентриком на уплотнение и натяг клапана взаимосвязано. Существует бесчисленное множество комбинаций параметров, которые могут удовлетворить проектные требования при одних и тех же проектных требованиях. Однако необходимо всесторонне учитывать различные факторы, такие как момент открытия и закрытия клапана, несущая способность противодавления и сложность изготовления. Посредством расчета помех Solidworks мы можем понять тенденцию влияния каждого изменения параметра на изменение производительности клапана, чтобы выбрать наилучшую комбинацию параметров.