点击这里给我发消
点击这里给我发消
点击这里给我发消
点击这里给我发消

News center

Fixed ball valve sealing technology analysis of the specific pressure value

Browse the number:1795      The release date:2013-3-31    

1, an overview of the
COSMOSWORKS is fully integrated in the SOLIDWORKS design analysis system, it provides heat pressure, frequency, constraints, and optimization analysis, etc., for design staff under the environment of SOLIDWORKS, provides a more complete analysis method. In this paper, the research object, focusing on the fixed ball valve seat because in the seat of the engineering design process, the total force valve seat sealing surface and the calculation of the sealing pressure ratio is used in practical design experience or correction formula, using existing means, these two parameters is not easy to measure accurately. By applying the COSMOSWORKS finite element analysis software simulation calculation under the condition of fixed ball valve sealing pressure ratio, and compared with theoretical calculation formula of the valve design offers a relatively accurate reference.
2, the entity modeling
To DN239mm PN25MPa fixed ball valve design as an example. First on every parts of the fixed ball valve in the SOLIDWORKS modeling entities, and the parts assembly (figure 1). Carried out on the assembly interference, without interference between the parts assembly.
3, the finite element analysis
3.1, the sealing mechanism
Fixed ball valve adopts imported seal (figure 2), the ball valve differential pressure (P - (P1) > 0, (P, P1 and lumen of the fluid pressure before valves). When the differential pressure to a certain extent that the seal surface caused certain compression pressure, the pressure will cause the seat elastic-plastic deformation, filling the microscopic roughness on the surface of the seal to prevent fluid from the sealing pair through. When the pressure difference is smaller or seat using metal materials, rely on differential pressure cannot achieve completely sealed, must add a seal force at this time, in order to increase the compression pressure. Calculate according to the working pressure seal the required pressure the experience formula of the qb for PN = 30 qb = 1.2 mpa. In order to ensure the valve seal is reliable, the ball and seat on the contact surface of due and enough pressure, but shall not exceed the allowable specific pressure seal material (q). Theory of seal pressure for q1
3.2, the finite element calculation
The sealing pressure ratio calculation process only with the ball, seat and seat bearing ring and other components, so the finite element analysis model for the simplified (figure 3), it not only save the computer resource, and improve the accuracy of the calculation results. Calculated by simulating real working condition, need to seat around the support ring and body contact pressures on the surface of the &#118alue of the Qs.
According to the real working condition, establish a statics analysis in the COSMOSWORKS example, constraints and load conditions (1) fixed sphere contact with the stem and bottom cover photograph. (2) limited seats and seat the support ring can only be upward movement. (3) the Qs on the seat support around the circle and body contact surface, carries on the grid. (4) determine the ball and the seat support materials for the 35 # steel, seat material for austenitic stainless steel, the sealing surface non-slip between austenitic stainless steel (allowable specific pressure &#118alue is 150 mpa) [q], click on the run, the calculation results as shown in figure 3 c.
3.3, extraction results
Isometric get 25 points on the surface of the valve seat seal (figure 4), and then along the X direction detecting these 25 point pressure &#118alue, in order to detect data import Excel analysis (figure 5), get the sealing pressure ratio in the valve seat sealing surface is parabola distribution, and its maximum &#118alue at the inner diameter of the valve seat, 62.1 MPa, the minimum &#118alue in the middle seat, with a &#118alue of 40.16 MPa. Combined with the pressure of valve sealing design parameters must be better than qb (30 mpa) and the seat material allowable specific pressure [q] (150 mpa). Sealing pressure ratio of the &#118alue between qb and [q], meet the design criteria.
4, the conclusion
Because in the process of seal, valve seat and ball sealing surface is relatively fixed, not sport, so after the pre-tightening force and fluid pressure, the inner diameter of the sealing ring axial margin is small relative to the central deformation, extrusion pressure is bigger. Sealing ring radial deformation allowance, relative to the central of extrusion are also relatively small. In addition, although the sphere contact with the seat, but due to the capillary phenomenon and the presence of fluid, when the ball along the flow direction when there is relative motion, sphere and valve seat closer contact, from the edge of the sealing face to the fluid medium in the middle of less and less, so the sealing surface edge in medium and sphere under the dual role of mechanical sealing face slightly larger than the middle. Therefore, in the sealing surface sealing pressure is parabola distribution. On the edge of the ring surface, due to the pre-tightening force, medium force f and the metal ball combination, so the produce has a fluctuation change curve, especially in the sealing surface diameter have a greater impact. Because of the effect of capillarity, sealing surface in the middle of sealing pressure ratio as a fixed ball valve sealing pressure ratio is reasonable. According to the figure 5 central sealing surface pressure is 40.16 MPa, and the theoretical calculation of sealing pressure ratio &#118alue of 40.17 MPa. The difference between the two is 0.01 MPa, error < 3%. Is calculated by finite element of fixed ball valve sealing pressure ratio &#118alue is credible. And can fully reflect the sealing pressure ratio in the whole distribution on the seat, and the design of the valve provides a reliable design basis.
products | news | contact | support | service
All rights reserved. © 2012 【Zhejiang Hong Qiu Valve CO., LTD】