选取NPS8—Class300楔式闸阀为研究对象,根据阀门壳体和密封试验条件,运用有限元分析闸阀在试验下的变形、密封情况。选择闸阀阀座厚度、密封面宽度、密封面起始高度3个结构参量,对阀座进行优化,得到密封宽度与密封比压的关系。结果表明:闸阀原始设计满足压力试验要求,但密封性能不足,优化后的最大密封比压降低了24%,小于材料的许用应力。

选择NPS10 Class600硬密封固定球阀为研究对象,分析球体尺寸、阀座尺寸、摩擦系数等因素对密封性能的影响。将阀座密封结构尺寸分为四纵四横及角度共9个结构参量,建立有限元模型,分析工作条件下球阀密封副的变形及密封,并对阀座结构进行优化。结果表明:球体与阀座密封面的摩擦系数对最大密封间隙和变形量影响大;阀座高度方向的尺寸可显著提高阀座刚度以及密封副密封性。尺寸优化后密封效果提升显著。