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(lái)減小密封面問(wèn)的間隙以至堵塞細(xì)小的泄漏微通道，其密封類(lèi)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(fā)生彈塑性變形來(lái)填充密封面的凹凸不平以達(dá)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(gè)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(jìn)出口壓力差。

如圖2-2所示，在壓力差的驅(qū)動(dòng)下介質(zhì)流體在密封副上產(chǎn)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(chǎn)生的泄漏；而滲透泄漏則是發(fā)生在材料內(nèi)部，由于某些材料組織疏松多孔，具有較差的致密性，介質(zhì)在壓力差的作用下就會(huì)通過(guò)這些孔隙泄漏出來(lái)。

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(mén)密封力加載不足時(shí)，閥瓣密封墊與閥座接觸面間有微小的分離間隙，氣體介質(zhì)從閥座中間的進(jìn)氣入口進(jìn)入，在閥座與閥瓣所形成的密封空間內(nèi)，氣體介質(zhì)沿著周向的接觸面間隙泄漏，氣體流經(jīng)過(guò)接觸面間隙所產(chǎn)生的泄漏量可通過(guò)納維-斯托克斯方程和連續(xù)性方程推導(dǎo)得到，在已有的泄漏模型當(dāng)中將流體在間隙產(chǎn)生的泄漏看成是流體通過(guò)不同泄漏微通道流動(dòng)的結(jié)果。