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沈阳阀门研究所主办
阀门
岳阳, 徐雪强, 石云飞, 高承志
在LNG工业系统中，当调节阀的流量系数同时被大流量控制和微小流量控制时，对于同一小口径的globe型式的调节阀实现较大可调比是非常棘手的问题。针对这种情况，通过对技术要求和设计难点进行分析，设计出一种大流量和微小流量模块化阀内件结构的组合方式，该组合方式仅需在原有大流量调节阀的结构上增加微小流量组件，不需要改动原阀门结构，即可实现在-196℃工况下超小流量Cv=0.17、0.7与大流量Cv=11.7、16的阀芯互换性应用。这一改进方法不仅降低了产品的加工难度，也有效控制了制造成本。
王志敏, 向方娜, 付佳, 陈时健, 管桉琦, 钱锦远
蒸汽隔离阀作为核电站的关键基础设备之一，可在事故工况下快速可靠地执行安全隔离功能。随着高温高压等严苛工况的发展，高压差流体力导致闸板表面损伤而增大阀内部件之间摩擦力，影响蒸汽隔离阀的快速关闭时间。本文通过动网格技术对蒸汽隔离阀三维流道模型进行快关过程的瞬态仿真模拟，获得了闸板在水平方向和竖直方向上的受力特性，并研究了摩擦系数对闸板竖直方向所受合力的简单影响规律，为后续闸板的优化设计及关闭速度优化具有一定的参考价值。
范彩芬, 张深哲, 范卿维, 金志江, 钱锦远
V型调节球阀是一种结构简单、调节性能强的调节阀，被广泛应用于节流与调节要求较高的场景。随着高压差、大流量等严苛工况的发展，V型调节球阀在使用时易诱发空化，引起剧烈的振动噪声，严重危害管路系统的安全性和稳定性。本文通过多相流数值仿真对V型调节球阀流动特性与空化特性进行研究，探究空化成因，并设计了多层减压孔板，对阀内空化进行抑制，能够有效地减小振动噪声，具有实际工程应用价值。
陆沛琳, 杭凌峰, 林振杨, 钱前
智能阀门定位器作为气动控制阀系统的核心部件，其控制性能直接影响气动控制阀门的响应速度、调节精度、稳定性等，从而影响整个工业回路的控制效果。为提高气动控制阀的响应速度、调节精度和稳定性，减小控制阀性能不佳对工业管路系统的影响，设计了一种基于自私群体优化(SHO)算法的控制器。基于直行程的单作用膜片式气动控制阀的物理特性，对智能阀门定位器的PID控制器参数进行自动整定，测试优化后的控制效果，控制过程不出现超调和振荡现象。本方法为后续优化智能阀门定位器控制算法提供一定的参考价值。
林振浩, 杭凌峰, 陆沛琳, 金志江
为解决现有阀门电动执行器动态扭矩测试装置中磁粉制动器存在需要频繁更换磁粉和提供负载力矩较低的问题，设计了采用液压制动的阀门电动执行器动态扭矩测试装置，介绍了该测试装置的结构特点和工作原理。该装置使用液压回路提供负载扭矩，可以有效提高装置使用寿命和连续工作时长，同时也有效提高了扭矩测试范围，对后续进一步提高扭矩测试的量程、精度和稳定性具有一定的参考意义。
周兆年, 吴斌彬, 王照彤, 华霆锋, 钱锦远, 李文庆
球阀是目前在石油化工、航空航天等领域的重要控制设备之一。低温球阀是对二甲苯制备工艺中的关键设备，其输运的流体通常为低温的固液两相混合物，工况较为复杂，因此需对其可靠性进行验证。本文针对对二甲苯制备工艺中使用的低温球阀，通过对其建立三维模型并使用CFD方法，研究了在正常工况(-67℃,7.5 MPa)下，阀门各零部件的温度场、应力场以及变形量。结果表明球阀各零部件的应力均小于材料的许用应力；填料处的最低温高于要求的0℃,验证了该球阀在低温下的可靠性，为低温阀门的热固耦合分析提供了一定的参考。
王照彤, 田捍卫, 莫延亮, 周兆年, 华霆锋, 钱锦远, 李文庆
随着工业技术的快速发展，高压大流量切断阀在油气输送、化工等领域应用广泛，但阀门在运行过程中会产生噪声。针对上述问题，本文基于声类比理论，对单向阀在100%开度下进行Fluent流场分析和Actran声场分析，研究阀门内部流动及内外噪声分布。结果表明，低频率时介质流动产生的噪声扩散到空气时，噪声较为整齐，且声压级较高；在数值模拟的频率范围内，正常工作下产生的噪声相对稳定；噪声指向性分布具有对称性。研究高压大流量切断阀的噪声分布，对后续的设计及优化具有重要指导意义。
吴斌彬, 周兆年, 王照彤, 华霆锋, 钱锦远, 李文庆
蝶阀是目前被广泛运用于各种流体输运管路的重要流动控制设备，本文研究了大口径三偏心蝶阀在特定工况下的应力强度及应变特性。针对DN3000、PN10规格的三偏心多层次金属密封蝶阀，通过建立其三维模型并利用CFD和有限元分析方法，详细探讨了阀门在自重、内压及扭矩作用下应力场及变形量。结果表明，在内压1.5 MPa下，阀体最大应力为93.3 MPa,蝶板最大应力为288 MPa,且通过应力线性化路径分析确认其应力在限值内；在扭矩400000 N·m的作用下，阀杆上的应力分布均匀，最大值为212 MPa,远低于其许用应力。此外，阀门整体变形量较小，阀体最大变形为0.43 mm,蝶板最大变形为3.8 mm,表明阀门结构具有良好的刚性和密封性能。本文的研究不仅验证了该大口径三偏心蝶阀在内压以及扭矩下的可靠性，也为大口径蝶阀的设计与分析提供了有价值的参考。
吴斌彬, 张大辉, 华霆锋, 刘嘉豪, 李刚, 王芳, 钱锦远, 李文庆
高压液氧快速阀是测试装置能源供给系统中液氧储罐与试验段连接的关键设备，对液氧装置的安全运行起着重要作用。该阀门需满足超低温、超高压、大流量工况下快速启闭和双向密封的工作要求。为了提高冲击与汽蚀，阀座密封面使用等离子熔覆堆焊；采用椭圆形环槽金属密封垫以应对液氧的特殊工况。设计一种双向阀瓣导向结构满足双向高压差和快速启闭的要求，阀杆密封采用复合式多重密封结构，执行器采用高压双气缸串联设计。通过超低温浸渍法对其性能测试，各项结果满足设计指标要求。
吴斌彬, 于成亮, 董少强, 俞龙
针对原有供气系统主切断阀在使用过程中造成的闸板开裂、传动链连接部位无法拆卸、密封面损伤、执行器漏油以及无法智能化管理等现象进行结构与选型优化设计，并在此基础上通过数值模拟的方法对模型的主要部件进行应力、应变分析。结果表明，优化之后的模型受到的应力小，其变形也更小；对其进行出厂验收，强度、密封等性能均满足出厂要求。优化设计后的主切断阀整体结构更加合理，维护性更便利，性能更加可靠，自2022年运行以来，该阀门动作准确，无泄漏现象发生。