軟密封截止閥密封性能及密封力探討

軟密封截止閥因其較好的密封性能，己經被廣泛應用于化工、航天等方面。一旦軟密封截止閥自身密封出現問題，不但造成能源及生產原料的浪費而且對環境也產生不利影響，更對設備的正常運行產生威脅。在目前的軟密封截止閥密封性能研究中，對密封力的設計還是停留在具有較大設計裕量的傳統經驗公式上，傳統設計方法的材料系數無法滿足不斷改進的密封墊新材料；也沒有涉及到介質性質對密封力的影響，并且無法對泄漏率進行定量計算，不符合航空航天所提出的輕質、有效原則。針對計算具有不同泄漏要求的軟密封截止閥的密封力問題，本文借鑒了緊密性分析方法，展開了全面的研究和分析，提出一種基于泄漏率的軟密封截止閥密封力計算方法。

我公司利用ABAQUS軟件建立了軟密封截止閥的密封副有限元計算模型，得到了閥瓣密封墊接觸應力及變形的特性參數，分析了介質壓力、密封力以及接觸寬度對其特性參數的影響規律。分析結果表明，閥瓣密封墊接觸面應力和變形峰值位置分別出現在閥座閥口接觸的內外邊緣區域，并且閥口內側的閥瓣密封墊接觸應力大于閥口外側；密封墊的接觸應力及變形隨接觸寬度的增大而減小。

采用截止閥密封試驗系統，對聚全氟乙丙烯(F46)平面型軟密封截止閥密封性能進行試驗。測量了軟密封截止閥在介質壓力1.0-25.0MPa下不同泄漏率時所需的密封力。研究了軟密封截止閥啟閉過程、密封副有效接觸寬度對其密封性能的影響規律，軟密封截止閥在達到設定泄漏等級時其密封力與介質壓力成線性正相關。在相同的密封力下其開啟過程的泄漏率小于關閉過程。密封副的泄漏率隨著接觸寬度的增加而減小。

針對合成樹脂質類材料軟密封截止閥閥瓣密封墊，基于其泄漏率的計算公式，提出了一種軟密封截止閥密封力計算方法。利用軟密封截止閥密封性能試驗數據，采用指數曲線模型，對公式各系數進行回歸。對公式的準確性進行了試驗驗證，將公式計算值、試驗值和PVRC計算值進行對比分析，證明計算公式的精確性。