软管隔膜泵作为目前最先进的浆体的核心输送设备,可以很好地解决输送物料具有化学侵蚀性、毒性的难题。为了研究软管隔膜泵球阀中浆料的流动特性和压力损失变化,采用了Eulerian多相流模型对球阀进行了数值模拟,探究了流场特性、颗粒种类和颗粒体积分数对球阀压力损失的影响。数值模拟的结果表明球阀在正常工作状态下,通过球阀的浆料压力损失随着浆料流速的增大而增大。随着球阀开度的增大而减小。混合浆料中颗粒的体积分数越大球阀压力损失越大;颗粒的直径越大球阀的压力损失也越大。颗粒体积分数和颗粒直径相比于球阀入口流速和球阀开度对球阀压力损失的影响并不显著。其中影响最为显著的是球阀开度。

为确保活塞能够正常、稳定运行,对其进行了有限元分析,并对重要尺寸进行参数优化研究。首先采用ANSYS Workbench中的DM模块进行参数化建模,然后对其进行静力学分析与模态分析,得到最大变形位置与应力集中点。以此为依据,采用响应面法对其重要尺寸进行了敏感性分析与优化设计。结果表明活塞总成的总体变形量降低了6.4%,最大等效应力也有所降低,有效提高了活塞总成的强度并降低了其形变量。