軟密封截止閥密封泄漏模型研究

軟密封截止閥密封副能夠起到密封作用是借助了密封力使閥瓣密封墊與閥座接觸、壓緊并最終嵌入來減小密封面問的間隙以至堵塞細小的泄漏微通道，其密封類型是典型的塑性面接觸密封。塑性面接觸密封的基本形式如圖2-1所示，接觸面擠壓非金屬軟材料迫使其發生彈塑性變形來填充密封面的凹凸不平以達到消除微小間隙的目的。

圖2-1塑性面接觸密封

造成軟密封截止閥密封副上的泄漏原因很多，其中有兩個影響密封副密封性能的主要因素，一是閥瓣與閥座接觸面間存在的微小間隙；二是閥瓣和閥座組成的密封副進出口壓力差。

如圖2-2所示，在壓力差的驅動下介質流體在密封副上產生的泄漏主要為界面泄漏和滲透泄漏，界面泄漏指的是由于密封力不足、接觸面表面粗糙等因素造成閥瓣與閥座接觸面貼合不緊所產生的泄漏；而滲透泄漏則是發生在材料內部，由于某些材料組織疏松多孔，具有較差的致密性，介質在壓力差的作用下就會通過這些孔隙泄漏出來。

圖2-2界面泄漏和滲透泄漏

圖2-3密封副泄漏示意圖

圖2-3為本文所研究的軟密封截止閥泄漏示意圖，在閥門密封力加載不足時，閥瓣密封墊與閥座接觸面間有微小的分離間隙，氣體介質從閥座中間的進氣入口進入，在閥座與閥瓣所形成的密封空間內，氣體介質沿著周向的接觸面間隙泄漏，氣體流經過接觸面間隙所產生的泄漏量可通過納維-斯托克斯方程和連續性方程推導得到，在已有的泄漏模型當中將流體在間隙產生的泄漏看成是流體通過不同泄漏微通道流動的結果。