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低溫安全閥是一種自動閥門。正常工作時低溫安全閥應能在長期超低溫環境下利用自身的彈簧力形成良好的密封,但由于密封材料在低溫環境發生不可避免的變形導致閥門容易出現泄漏。為了解決上述問題,根據低溫安全閥的設計要求提出密封結構方案,并運用ANSYS有限元軟件對低溫安全閥結構方案、錐面密封結構等進行了數值仿真和應力分析,研究了密封塊與閥座之間夾角、密封面錐角和密封中徑對密封面接觸應力和密封塊強度的影響,并從中得出了低溫安全閥密封材料的材料選擇、密封結構的設計規范和關鍵尺寸的設計準則,根據該規范設計加工出的低溫安全閥通過了標準規定的常溫和低溫試驗,滿足設計要求,該閥門已應用于液化天然氣、空分、乙烯等工程領域。
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為了研究低溫閥門的啟閉密封的特性,對常溫和低溫下不同密封比壓的密封結構進行了啟閉密封特性試驗,通過試驗結果的分析得出了密封比壓與泄漏率的關系曲線,并與H.T.洛馬寧柯曲線進行了對比,得出了試驗工況下密封比壓計算修正系數,為低溫密封結構設計提供依據。
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