化工装置超高冷容器橡胶制品结构卡箍限制介绍

一种新型超高压容器(pmax=102 MPa )具有除沙、排污功能,是沙漠油田中非常重要的化工装置超高冷容器橡胶制品结构卡箍;22密封件;32顶盖;42螺栓;52筒体根据该容器设计要求,密封锥面锥度为8.5°,顶盖和筒体的接触锥面锥度为10.5 °,密封的上下平面与顶盖和筒体的初始配合间隙均为D=0.55mm。

. 在不受载情况下,密封上下锥面分别与顶盖和筒体的锥面配合,两锥面的接触为线接触;受载后,密封锥面由线接触扩展为小环面接触,增大了接触面积. 拧紧卡箍横向螺栓后,密封依靠锥面的配合作用使顶盖和筒体在轴向发生相对移动,靠卡箍的卡入量产生轴向力以达到预紧密封.

当容器内压上升时,介质压力产生的轴向力由顶盖传递给卡箍,卡箍沿锥面扩张的趋势由横向螺栓拉住而达到自锁.图高压密封件及锥面节点编号示意图,上锥面;上平面;下锥面;ì下平面;?内环面对该密封容器而言,密封件在各状态下的接触压力和综合应力的分布、密封件变形的大小等因素对密封效果产生决定性影响,是高压容器设计的关键技术问题. 本文用有限元方法,借助AN2SYS 和MATLAB 软件,分析了低压和高压等状态下密封件的接触压力、综合应力及密封件变形,其结果对高压容器的研发具有很好的指导作用.

整体接触有限元模型1.接触问题该橡胶密封件的上下锥面与顶盖和筒体的锥面配合是典型的非线性接触问题.未受压时,两锥面的接触为线接触;受压后,密封件锥面由线接触扩展为小环面接触. 其复杂性表现为以下两点.)密封件和筒体、顶盖的接触区域大小和相对位置以及接触状态事先是未知的,且随载荷和时间而变化,需在求解中确定.)密封件与筒体、顶盖之间的接触应力和变形是非线性的. 求解约束条件为单边约束条件. 该约束分法向接触条件和切向接触条件两种.