[发明专利]用于静联接密封的石墨盘根环轴向载荷的确定方法及系统

说明书

本发明公开一种用于静联接密封的石墨盘根环轴向载荷的确定方法及系统。本发明首先根据石墨盘根环的密度确定泄漏模型；然后根据泄漏模型、介质低压侧的压力、介质高压侧的压力及泄漏率确定石墨盘根环的径向接触应力；最后根据径向接触应力及单侧径向间隙量确定石墨盘根环需施加的最小轴向载荷。可见，本发明计算石墨盘根环需施加的最小轴向载荷时，不仅考虑了石墨盘根环的密度、介质压差和单侧径向间隙量，还考虑了基于环保要求及泄漏等级确定的泄漏率，能够确定密封当前工况所需施加的最小轴向载荷。因此，采用本发明提供的石墨盘根环轴向载荷的确定方法及系统，能够使石墨盘根环既能实现期望的密封效果，又无需施加过大的轴向载荷。

技术领域

本发明涉及密封垫片领域，特别是涉及一种用于静联接密封的石墨盘根环轴向载荷的确定方法及系统。

背景技术

石墨填料密封是一种利用石墨填料良好的压缩回弹特性，通过机械结构如压盖等对材料施加轴向载荷迫使其径向膨胀，接触挤压轴、填料函表面来阻止密封介质泄漏，实现密封的方式。

垫片泄漏形式根据泄漏孔隙直径与气体分子的平均自由程的相对大小可分为界面泄漏和渗透泄漏。现有研究所建立的垫片密封泄漏模型，可以为垫片选型与设计提供理论依据。但是，泄漏率的计算公式仅仅描述了密封介质通过流道泄漏时的一般规律，由于垫片结构、材料、密封面粗糙程度及预紧压力大小等因素都会影响密封效果，因此，实际应用中，如何保证轴向石墨盘根环的密封效果，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于静联接密封的石墨盘根环轴向载荷的确定方法及系统，能够使石墨盘根环既能实现期望的密封效果，又无需施加过大的轴向载荷。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于静联接密封的石墨盘根环轴向载荷的确定方法，所述确定方法包括：

获取石墨盘根环的密度、介质低压侧的压力、介质高压侧的压力、泄漏率及单侧径向间隙量；

根据所述密度确定所述石墨盘根环的泄漏模型；

根据所述泄漏模型、介质低压侧的压力、介质高压侧的压力及所述泄漏率确定石墨盘根环的径向接触应力；

根据所述径向接触应力及所述单侧径向间隙量确定所述石墨盘根环需施加的最小轴向载荷。

可选的，所述根据所述密度确定所述石墨盘根环的泄漏模型，具体包括：

判断所述石墨盘根环的密度是否为1.18g/cm³，获得第一判断结果；

当所述第一判断结果表示是，所述石墨盘根环的泄漏模型为：

其中，L表示泄漏率，σ_径表示石墨盘根环的径向接触应力，σ₀表示石墨盘根环的径向初始预紧力，P₁表示介质高压侧的压力，P₂表示介质低压侧的压力，D₁表示密封后石墨盘根环的内径，D₂表示密封后石墨盘根环的外径，表示标定泄漏率的石墨盘根环的内径；表示标定泄漏率的石墨盘根环的外径，l表示有效密封宽度。

可选的，所述根据所述密度确定所述石墨盘根环的泄漏模型，具体包括：

判断所述石墨盘根环的密度是否为1.56g/cm³，获得第二判断结果；

当所述第二判断结果表示是，所述石墨盘根环的泄漏模型为：