Abstract
This paper was analyzed for a sealing characteristics of single lip contact type o-ring and multiple lip contact type packing for a swivel joint using the finite element method. According to the FE analysis, a conventional o-ring produces a maximum contact normal stress of 2.5MPa for a supplied LP gas pressure of 1.8MPa, which is related to the sealing performance. But, a sealing performance of newly invented multi-lip packing produces a maximum contact normal stress of 3.01MPa, which is 20.4% higher than that of a conventional o-ring. And an extrusion of a conventional o-ring, which is strongly related to the sealing endurance safety, was occurred at a supplied gas pressure of 1.62MPa. But, a multi-lip packing does not produce up to the gas pressure of 1.8MPa. This means that a new type of multi-lip packing may have excellent sealing characteristics because of no extrusion for high gas pressure. Thus, multi-lip packing with multiple lip contacts may be useful for high sealing and endurance safety compared to that of the conventional o-ring with a single lip contact.
본 연구에서는 한곳에서 접촉하는 오링과 여러 곳에서 접촉하는 멀티접촉패킹에 대한 밀봉특성을 유한요소법으로 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, LP가스압력 1.8MPa을 공급하였을 때 기존의 오링에서는 밀봉성에 관련된 2.5MPa의 수직접촉 최대응력을 발생하였다. 반면에 새롭게 고안된 멀티접촉패킹에서는 3.01MPa이 발생하여 20.4%나 높아진 밀봉성이 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 밀봉내구 안전성에 밀접한 관련이 있는 압출현상은 기존 오링의 경우 1.62MPa의 가스압력에서 발생되었지만, 멀티접촉패킹에서는 1.8MPa 정도로 가스내압을 올려도 압출현상이 발생되지 않는 것은 오랫동안 밀봉작용을 한다는 것을 의미한다. 따라서 밀봉성과 내구안전성을 높게 요구할 때는 한곳에서 접촉하는 기존의 오링보다는 여러 곳에서 접촉하는 멀티접촉패킹을 사용하는 것이 유리함을 알 수 있다.