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閘閥閥座受力分析

雙側密封式閘閥是通過增強閥瓣對閥座的推力而實現(xiàn)的，接觸壓力應大于進口流體的壓力。這種閘閥的缺點是，如果在冷態(tài)下閉合，后來進入熱態(tài)，閥瓣就會出現(xiàn)膨脹，于是形成閉合位置卡緊，當再次開啟閥門時就會遇到困難，這種情況就是俗稱的“下炕”。良好狀態(tài)的閘閥都是實現(xiàn)單側密封。平行式閘閥也只能與出口位置的閥座實現(xiàn)單側密封。標準的楔式閥瓣閘閥情況也一樣，壓力使進口側閥瓣變形，流體流過進口側閥瓣直至閥腔達到壓力平衡。由此引出出口處閥座受介質外壓作用而產生的強度問題。介質進入閥體中腔后，作用于出口側（左側）的閥瓣，在左側閥座與閥瓣密封面處形成一個密封比壓，阻止介質的流通。同時介質作用于閥體與左側閥座之間的間隙，使左側閥座外側受到介質壓力的作用。在對左側閥座進行強度計算時，就是應對閥座受外壓的狀態(tài)進行分析，而使用規(guī)則設計的設計方法已經不能解決如此復雜的問題。在本文中采用分析設計的設計方法進行楔式雙閘板閥座的強度校核。

通過對閥座的受力分析可知，閥座與閥體焊接處為固定約束，閥座外腔受到介質壓力的作用，閥座密封面處受到閥瓣的密封比壓的作用，詳細的受力情況如圖 2 所示。

由應力分析云圖可知，閥座的最大應力出現(xiàn)在閥座內腔與閥座和閥體焊接連接處，閥座形狀在該位置變化較為劇烈且存在尖角，應屬于峰值應力，在該處選取應力評定線，按 JB4732-95 的應力分類原則（如《表 2》所示）對應力評定線上的應力進行分類，得出評定線上的薄膜應力和彎曲應力，分別與限定值進行比較，即可得出閥座的設計是否合理。