[发明专利]一种三偏心蝶阀的制造参数优选方法无效

专利信息
申请号: 02159988.2 申请日: 2002-12-31
公开(公告)号: CN1512093A 公开(公告)日: 2004-07-14
发明(设计)人: 丁庆新;高立新;刘国伟;吕凤荣;姜云华;高广新 申请(专利权)人: 丁庆新
主分类号: F16K1/22 分类号: F16K1/22
代理公司: 北京万科园知识产权代理有限责任公司 代理人: 张亚军;陈宪忠
地址: 100026北京市朝*** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明公开了一种三偏心蝶阀的制造参数优选方法。它是将阀门的基本结构由圆锥半角αo、阀板倾角γ、阀板厚度t、阀板中径D1、阀轴中心高H和阀轴偏心距E等参数建立数学模型。将数据通过ANSYS软件的开发工具对数据进行处理及建立已知结构的有限模型,再利用ANSYS的非线性过程计算模块,来求得无介质压力并在一定关闭扭矩作用下的开启扭矩,此时,求得到的力矩为密封副开启摩擦扭矩T,以此,作为后续优化设计的目标函数。本发明可以对三偏心蝶阀进行最优化设计,有效地解决金属面密封性问题。
搜索关键词: 一种 偏心 制造 参数 优选 方法
【主权项】:
1.一种三偏心蝶阀的制造参数优选方法,其特征在于:本方法通过计算机程序,以下述方式建立运算模式:将阀的密封面,即锥面的一部分IJKL选座标为X、Y、Z,圆锥的半锥角为α0,IK及JL分别为阀板的上下面;与正圆锥的底呈γ倾角,F为阀板中线的中点,阀板厚t,O1为阀杆中心,其轴线平行于X轴,H为阀杆线的中心高,E为阀杆轴心的偏心距,D1=(IK+JL)/2为阀板中径;将圆锥面的议程:x2+y2=k2z2,其中K=tgα0,平面s0的方程:z=k0y+H0,其中k0=tgγ,联立得锥面与s0平面相交的椭圆方程:x2+y2=k2z2,z=k0y+H0 该椭圆在x0y面上的方程为:x2+k2=k2(k0y+H0)2 P平面x=x0与锥面相交得双曲线cmABD方程: z 2 x 0 2 k 2 - y 2 x 0 2 = 1 根据实际情况及其对称性,只需研究z≥0及x≥0的情况,由x2+y2=k2(k0y+H0)2求其x对y的导数:Z×X1y+2y=2K2(k0y+H0)KX′y=(K2k20y+K2H0k0-Y)/x =[(K2k20-1)y+K2k20H0]/x令X′y=0得: Y NO = K 2 H 0 k 0 1 - K 2 k 2 = K 2 k 1 - K 2 k 2 · H 0 - y 2 X NO = k 2 ( k 0 y + H 0 ) 2 - y 2 = k 2 ( k 0 k 2 H 0 k 0 1 - K 2 k 2 + H 0 ) 2 - ( k 2 H 0 k 0 1 - K 2 k 2 ) 2 = KH 0 1 - K 2 k 2 0 + H 0 Z NO = K 2 k 2 0 H 0 1 - K 2 k 2 0 + H 0 即: X NO = KH 0 1 - K 2 k 2 0 X N 1 = KH 1 1 - K 2 k 2 0 X N 2 = KH 2 1 - K 2 k 2 0 Y NO = K 2 k 0 H 0 1 - K 2 k 2 0 Y N 1 = K 2 k 0 H 1 1 - K 2 k 2 0 Y N 2 = K 2 k 0 H 2 1 - K 2 k 2 0 Z NO = K 2 k 2 0 H 0 1 - K 2 k 2 0 + H 0 Z N 1 = K 2 k 2 0 H 0 1 - K 2 K 2 0 + H 1 Z N 2 = K 2 k 2 0 H 2 1 - K 2 k 2 0 + H 2 由此可知,分N1,N0,N2分别是AB、mn、CD线段的中点,且所有短轴顶点ND直线,将X=X0代入x2+y2=k2(k0y+H0)2得到平面S与椭圆的交点座标:X=X0 Y = - K 2 k 0 H ± K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 - X 2 0 K 2 k 2 0 - 1 Z=k0y+H故:XA=X0 Y A = K 2 k 0 H 1 + K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 1 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 Z A = K 0 K 2 k 0 H 1 + K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 1 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 + H 1 XB=X0 Y B = K 2 k 0 H 1 - K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 1 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 Z B = K 0 K 2 k 0 H 1 - K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 2 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 + H 1 XC=X0 Y C = K 2 k 0 H 1 + K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 2 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 Z C = K 0 K 2 k 0 H 2 + K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 1 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 + H 2 XD=X0 Y D = K 2 K 0 H 2 - K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 2 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 Z D = K 0 K 2 K 0 H 2 - K 2 k 2 0 X 2 0 + K 2 H 2 2 - X 2 0 1 - K 2 k 2 0 + H 2 O1点为蝶板回转中心,蝶板绕O1点转90°实现开启,为保证不干涉,应使蝶板上任一点P绕O1点旋转90°至P′点后,P′点应锥体内或在锥面上; P O 1 = r , P O 1 = r 设φ点座标为X、Y、Z,则旋转90°后,由坐标平移及坐标旋转公式可求得P′点的坐标P′,即X、Y′、Z′,当x2+y2≤k2z2时,不发生干涉;利用前述的数字模型,将数据通过ANSYS软件的开发工具对数据进行处理及建立已知结构的有限模型,再利用ANSYS的非线性过程计算模块,来求得在一定关闭扭矩作用下的无介质压力的开启扭矩,此时,求得的即为密封副开启摩擦扭矩T,以此,作为后续优化设计的目标函数;该阀门的基本结构由圆锥半角α0、阀板倾角γ、阀板厚度t、阀板中经D1、阀轴中心高H和阀轴偏心距E决定;其中D1是阀门的公称直径所决定,不是优化变量;当上述参数给定后,前述数字模型中的H0、H1、H2可求得;目标函数开启力矩T,使其为最小,无干涉约束条件:x2+y2≤k2z2。
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