本文關鍵詞：QY30-160ESD新型氣液聯(lián)動球閥的開發(fā)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣液聯(lián)動球閥以管道內(nèi)氣體或氮氣作為動力源,不需要外部能源,并且能夠監(jiān)測管道內(nèi)氣體壓力,當管道出現(xiàn)泄漏或爆裂時,能夠緊急自動關閉閥門,從而避免因天然氣的泄漏而造成人身傷害和經(jīng)濟損失,常作為管線安全閥廣泛應用于天然氣長輸管線中。目前,國內(nèi)長輸管線應用最多的氣液聯(lián)動閥驅動系統(tǒng)為美國的SHAFER氣液聯(lián)動閥門驅動系統(tǒng)。不僅價格昂貴,而且使用維護不便。本文在分析了國內(nèi)常用氣液聯(lián)動閥門的工作原理和結構的基礎上,結合氣液聯(lián)動球閥的特殊功能需要,開發(fā)了一種新型氣液聯(lián)動球閥驅動系統(tǒng),該驅動系統(tǒng)主要由氣動控制部分、緊急切斷裝置、氣液轉換罐、手動應急裝置和氣液聯(lián)動執(zhí)行機構組成,能夠實現(xiàn)管道破裂緊急自動關閉閥門、就地氣動開關閥門和手動泵開關閥門。并對氣液聯(lián)動執(zhí)行機構和緊急切斷裝置進行了部分設計,具體包括:(1)對撥叉式執(zhí)行機構不同工作位置進行受力分析,通過分析得到了撥叉式執(zhí)行機構輸出的最小轉矩,以及撥叉式執(zhí)行機構輸出轉矩、液壓缸輸出力和活塞桿中心至撥叉轉軸中心距離三者之間的關系,通過合理選取三者的數(shù)值,使撥叉式執(zhí)行機構的整體結構尺寸最小。(2)液壓缸的結構尺寸決定了氣液轉換罐的最小容積和儲油量,同時又是手動泵設計的參考。本文對液壓缸進行了設計,并繪制了詳細的液壓缸零件圖和裝配圖。設計的液壓缸具有行程限位,而且工作行程可調(diào)。(3)對緊急切斷裝置中的關鍵元件氣動換向閥進行了設計計算。該氣動換向閥基于壓差進行控制,能夠用來監(jiān)測管道氣體壓力;閥芯采用非對稱結構,減小了換向閥的整體尺寸。氣液聯(lián)動球閥作為管線閥門,要求其具有較高的可靠性。為了提高設計的可靠性和縮短設計開發(fā)周期,在傳統(tǒng)設計的基礎上利用數(shù)字仿真分析軟件對氣液聯(lián)動驅動系統(tǒng)配套的全焊接球閥的閥體、閥蓋、閥頸和袖管及球體進行了應力和變形分析,通過分析對設計結果進行了驗證,并對設計的不合理處進行改進。
【關鍵詞】：氣液聯(lián)動 液壓缸 氣動換向閥 全焊接球閥 ANSYS Workbench
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景與意義12-13
• 1.2 氣液聯(lián)動球閥的現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 氣液聯(lián)動球閥國內(nèi)現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 氣液聯(lián)動球閥國外現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題研究目的與內(nèi)容15-17
• 第2章 QY30-160ESD氣液聯(lián)動球閥驅動系統(tǒng)的開發(fā)17-29
• 2.1 SHAFER氣液聯(lián)動閥17-18
• 2.2 QY30-160ESD氣液聯(lián)動球閥驅動系統(tǒng)的方案設計18-19
• 2.3 QY30-160ESD氣液聯(lián)動球閥驅動系統(tǒng)主要模塊19-28
• 2.3.1 緊急切斷裝置的組成和工作原理19
• 2.3.2 氣動控制部分19-20
• 2.3.3 氣液轉換罐20
• 2.3.4 手動應急裝置20-21
• 2.3.5 氣液聯(lián)動執(zhí)行機構21-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第3章 液壓缸的設計計算29-42
• 3.1 設計參數(shù)的確定29
• 3.2 液壓缸類型及安裝方式的選擇29-30
• 3.2.1 液壓缸類型的選擇29-30
• 3.2.2 液壓缸安裝方式的選擇30
• 3.3 液壓缸主要參數(shù)的計算30-31
• 3.4 液壓缸主要零部件的設計及驗算31-41
• 3.4.1 缸體的設計31-34
• 3.4.2 活塞的設計34-35
• 3.4.3 活塞桿的設計35-38
• 3.4.4 端蓋的設計38-41
• 3.4.5 油口的設計41
• 3.5 本章小結41-42
• 第4章 緊急切斷裝置關鍵元件的設計42-51
• 4.1 初始參數(shù)42
• 4.2 換向閥的結構選擇42-43
• 4.3 密封方式的選擇43-44
• 4.4 擬定換向閥的結構原理圖44-45
• 4.4.1 氣動換向閥的結構44
• 4.4.2 氣動換向閥工作過程的分析44-45
• 4.5 氣動換向閥主要參數(shù)的設計計算45-47
• 4.5.1 閥芯直徑0d和閥芯沉割槽直徑1d的計算45-46
• 4.5.2 開口量的計算46-47
• 4.5.3 換向行程的確定47
• 4.5.4 閥芯總長度的確定47
• 4.6 彈簧的設計計算47-50
• 4.7 本章小結50-51
• 第5章 全焊接球閥主要元件應力和變形的仿真分析51-70
• 5.1 全焊接球閥51-52
• 5.2 全焊接球閥閥體、閥蓋和閥頸的應力和變形分析52-63
• 5.2.1 建立閥體、閥蓋、閥頸和袖管的實體模型53
• 5.2.2 創(chuàng)建閥體、閥蓋、閥頸和袖管的有限元模型53-55
• 5.2.3 添加約束及載荷55-58
• 5.2.4 求解與分析58-63
• 5.3 球體的應力和變形分析63-69
• 5.3.1 建立球體的三維實體模型和劃分網(wǎng)格63
• 5.3.2 定義材料63-64
• 5.3.3 設計工況閥門關閉瞬間球體的應力和變形分析64-67
• 5.3.4 中腔泄壓工況球體的應力分析67-69
• 5.4 本章小結69-70
• 總結與展望70-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75-76
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文76

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1 萬磊;QY30-160ESD新型氣液聯(lián)動球閥的開發(fā)與研究[D];蘭州理工大學;2016年

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本文編號：297536