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旋塞阀是一种在工业、农业等国民生产和生活中使用较早的阀门,随着我国工业的大力发展,油田开采、煤气、天然气、液化石油气的输送和储存生产规模也不断地发展壮大,迫切需要对旋塞阀密封提出更高的要求。但是,在生产设备和油气管线中,尤其是高压大口径旋塞阀,在设计和制造过程中,由于强度和刚度不能保证,工程中使用的旋塞阀不易密封,常常会出现“跑、冒、滴、漏”现象,甚至会发生燃烧、爆炸、中毒、烫伤等恶性事故。例如:石油气一旦泄漏,很容易引起火灾;氨气的逸散,是造成厂房爆炸的根源。旋塞阀的用途与普通阀门的用途基本上没有大的区别,主要用来切断设备和管路的流通。旋塞阀处于关闭状态时,阀体出口端密封面受到介质压力的作用,加上阀体开孔对其结构造成的结构不连续以及对其强度削弱的影响,使得出口端密封面发生较大变形容易引起旋塞阀的密封泄漏。本文以工程中常用的三通结构旋塞阀为例,根据旋塞阀的密封原理,对旋塞阀阀体进行变形和密封失效分析,通过简化旋塞阀阀体分析模型,推导了旋塞阀阀体应力计算公式,结合物理方程及几何方程,导出了阀体密封面变形计算公式,依据密封失效判据,判断阀体的强度和密封是否失效。同时,根据开孔补强设计,对密封失效的阀体进行加强设计,并推导了带有加强件的旋塞阀阀体应力和密封面变形计算公式。利用优化设计方法,采用C语言编程获得了最佳设计方案。为了验证理论分析和计算的合理性,本文采用ANSYS-Workbench有限元分析软件作为建模和分析平台,对公称通径DN200的三通结构旋塞阀应力分析及密封面变形分析进行了验证计算,为工程设计提供了理论参考依据。