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为减小固定阀球室局部阻力，分别将固定阀座以上的球室内壁设计为锥形，选取锥角为度，将球室顶部设计为开口式，在球室顶部与球室壁面处倒圆角，为防止煤粉落入固定阀内，在固定阀罩上方设计旁通式的防砂罩，通过建立防砂罩流动模型，得到了防砂罩进液速度与泵内压力关系，与煤粉最小携出速度相比较，得出新型固定阀罩结构能够有效排出球室内的煤粉，防止泵阀堵塞。应用软件分别建立泵筒和机械阀的有限元模型，进行泵筒强度校核和机械阀的接触应力分析；佛山水泵厂通过软件对新型泵固定阀罩结构进行流场仿真，与常规固定阀流场仿真结果进行对比，验证新型固定阀罩工作时携带煤粉的能力，证明新型泵设计的合理性。
泵筒除了受内外压差作用，还受到泵筒自重、尾管重量、井液浮力及柱塞和泵筒间摩擦力等因素的影响。新型泵泵筒自重占轴向载荷的比例不大，尾管重量与井液浮力引起的附加轴向载荷远小于泵筒承受的内外压差，而泵筒在柱塞下冲程游动阀开启的临界时刻受到内外压作用最大，油管液柱压力和动液面压力分别作用在内、外圆柱表面，这里仅考虑泵筒壁面承受最大内压和外压作用时，泵筒的径向变形和应力分布。由于泵筒结构为细长圆管状，且不考虑轴向变形，利用建立泵筒横截面处的二维模型，并划分成个网格，如图所示。
首先选用结构单元为佛山水泵厂通过定义单元类型和材料模型以及实常数等完成模型的设置。分别约束泵筒截面处、方向的位移，结合井况参数，按照下泵深度为，对泵筒内壁面施加的压力，外壁面施加压力。
计算结果表明，泵筒主要承受内压作用，如图中所示，最大应力为，产生在泵筒内壁面，号钢的屈服极限为，取安全系数为，肯富来离心泵得到材料的许用应力值为，所以泵筒的强度能够保证。泵筒呈向外扩张趋势，最大变形量发生在内壁面，膨胀量为，变形量不足内径的，强度满足设计要求。
锥阀具有结构简单，动作灵敏，密封性能良好等特点，因此，新型泵设计导向锥阀，以机械启闭的形式代替了常规游动阀，如图所示。导向锥阀依靠抽油杆的动力，驱动机械阀强起强闭，不但解决了“气锁”问题，还从根本上防止了常规游动阀球受煤粉粘黏后不能正常启闭的问题。
锥阀的锥面密封形式一般为线接触和面接触，线接触部位承压能力有限，且在高压作用下，线接触处均会变为面接触。新型泵内的锥阀不但要保证良好的密封，同时要承受抽油杆拉力，为了保证接触部位的结构强度，新型泵设计阀座与锥面形成面接触。锥阀整体在往复启闭过程中有可能引起疲劳破坏，造成泵阀密封不严或是损坏，因此，佛山水泵厂有必要对锥阀的接触应力分布以及密封可靠性进行分析。
锥阀与阀座闭合时，阀座锥孔断面与锥阀壁面相接触，这类接触是结构状态不同引起了结构响应的状态非线性问题。佛山水泵厂非线性因素来源于两个方面：一是锥面与阀座之间的接触区域的大小和相对位置事先未知，接触区域随载荷、边界条件以及其他因素随时间变化，需要在求解过程中才能确定；二是接触约束条件存在非线性，接触面之间的摩擦、不可侵入等条件都具有强烈的非线性。
这类高度非线性问题运用分析时，计算量较大，为了进行切实有效的计算，仅对锥阀接触部位按照实际尺寸建立二维剖面有限元模型，如图所示。肯富来离心泵在网格划分中采用平面四节点单元，定义阀座为目标面，锥阀为接触面，分别用和单元来定义。将一个目标单元和一个接触单元组成一个“接触对”，程序可以通过一个共享的实常数来识别“接触对”。阀座材料和锥阀材料的材料参数，按照设计要求定义，为了准确计算接触部位的应力和应变，对接触面周围的网格进行细化，提高计算精度。
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