高温平板闸阀柔性石墨密封圈压缩量的分析(2)

调整垫

       由于密封圈上的载荷无法确定。所以只能保持现有的密封圈组件的结构尺寸不变。对现有的密封圈只能通过分析柔性石墨的压缩量及调整垫片厚度与载荷的大小进行推导。从而分析主阀体和副阀体间连接螺栓预紧力的大小以及调整垫片最终厚度间的关系。

       在制造密封圈时一般采用30MPa应力预压。假设预压应力为qc1 , 这时主要发生塑性变形(弹性变形与塑性变形相比较小, 可忽略) 。根据一次加载曲线可以得出经qc1应力预压后柔性石墨的密度ρc1为

       此即为阀体安装前密封圈的密度,设密封圈在使用时的载荷为qc2 , 密封圈的最终密度ρc2为

      则加载后密封圈的厚度可以根据密度求出。设hin为柔性石墨密封圈起始时的厚度, h0为变形后的厚度, ρi n为变形起始时的密度, Δhg =hin-ho ,因为物质的质量具有不可压缩性,密封圈的径向变形相对于厚度变形较小可忽略, 则有关系式

        由式(6) 可以看出, 密封圈的压缩量与所需载荷间的关系, 但是载荷是通过主阀体和副阀体间的预紧力来实现的, 预紧力事先无法确定。调整垫片厚度与压缩量的关系可由图3 确定。

图3 　调整垫片厚度

　　假想一个高度坐标系,在图3中O面为基准面。根据平板阀中各零部件的尺寸得出在未加载荷前图3 中各面的高度, a 面115mm ,b 面5115 mm , c 面53 mm , d 面188mm, e面193mm, f 面199mm(e 、f 面都在主阀体上), de = 5mm。加载后e 面向下移动的距离是二倍的Δhg 。由图中可以发现缠绕式垫片的厚度和调整垫片的厚度是相同的, 调整垫片的厚度ht=5-2Δhg, 调整垫片的加工量为Δh = 2Δhg- 015。调整垫片的厚度确定, 也就确定了主阀体和副阀体间连接螺栓的预紧力, 即将连接螺栓拧至使得主阀体和副阀体刚好压住调整垫片。

结语

       通过对柔性石墨密封圈压缩量的分析, 得出了柔性石墨密度与压缩量的关系, 载荷与压缩量的关系, 只要确定了预紧力就可以计算出柔性石墨密封圈压缩量及调整垫片的厚度。