壓力容器無骨架唇形密封圈長度計算方法

靳向往，李先聚，楊國勇，王旭光，張名城

（中國航天科工集團第六研究院 四十一所,呼和浩特010010）

0 引 言

無骨架唇形密封圈廣泛應用于各類大型容器的密封結構，其具有密封可靠、安裝方便等一系列優點，但密封圈安裝過程中經常出現密封圈長度與密封槽不匹配的現象。通常確定唇形密封圈長度的方法有兩種：一種是根據同類設備的安裝經驗數值來確定，另一種是現場根據安裝情況來確定，然后粘接成型。根據經驗確定密封圈長度經常會出現有一定偏差的現象，需反復調整才能達到理想的密封效果。現場粘接密封圈需要粘接劑、粘接工裝和加溫加壓設備等，成本高，周期長，影響設備交付時間。為此，本文提出一種準確計算無骨架唇形密封圈長度的計算方法。

1 計算方法

圖1 無骨架唇形密封圈結構圖

典型無骨架唇形密封圈的結構如圖1所示。密封槽一般為矩形，定義密封槽寬度為t0，密封槽直徑為D0。為確保密封的可靠性，密封圈寬度a大于密封槽寬度t0，以保證密封圈的初始壓縮量，達到密封效果。但對密封圈進行壓縮后，其圓周方向長度發生變化，容易發生與密封槽圓周長度不相等的現象，導致密封圈無法正常安裝。

根據體積相等的基本原理進行密封圈長度的計算，密封圈截面面積與圓周長度的乘積等于密封槽截面面積與圓周長度的乘積。但唇形密封圈為異型面，當密封圈寬度大于密封槽寬度時，密封圈發生長度方向拉伸，當密封圈寬度小于密封槽寬度時，密封圈長度方向不會發生變化。

當e+f≤a 時，密封圈直徑D 按公式（1）計算。

當e+f≥a 時，密封圈直徑D 按公式（2）計算。

2 實際應用

根據上述方法進行了某大型熱壓罐密封圈的長度的計算，密封槽的結構尺寸如圖2 所示。根據密封槽尺寸進行密封圈尺寸的計算，密封槽寬t0=13.5 mm，密封槽中徑D0=1 870 mm。為保證密封圈的初始壓縮且便于安裝，密封圈寬度取為14 mm。取e+f≤a，根據式（1）計算密封圈直徑D=1 803 mm，密封圈結構如圖3 所示。

熱壓罐如圖4 所示，熱壓罐密封圈如圖5 所示。該熱壓罐自2012 年4 月驗收交付后正常運行，密封圈安裝方便快捷，密封安全可靠，無漏氣現象發生，得到用戶方的好評。

3 結 語

本計算方法能夠準確計算無骨架唇形密封圈的長度尺寸，縮短了合格密封圈的供貨周期，降低了設備安裝調試成本，對同類產品的設計有指導意義。

圖2 熱壓罐密封槽結構

圖3 熱壓罐密封圈結構

圖4 熱壓罐

圖5 熱壓罐密封圈