基基础础知知识识 真空密封真空密封自定义搜索基础知识--真空密封基础知识――真空密封{VKPBq对于真空度低于10-7Pa的超高真空，固然自然和合成橡胶是理想的密封圈材料，弹性好，装配成真空密封后法兰螺栓受力很小，而且可以多次重复使用;但由于超高真空系统要求密封圈材料耐250℃烘烤，实际上可可供选用的几种橡胶材料都不能满足要求真空度更高(即压力更低)的超高真空，则必须采用金属密封CIAKXYM9.1真空用橡胶密封圈)u]1j@Id接触式真空动密封的结构，最常用的有下面几种类型:①J型真空用橡胶密封―J型真空用橡胶密封圈工作表面应平整光滑，不答应有气泡杂质、凹凸不同等缺陷;②O型真空用橡胶密封圈;③骨架型真空用橡胶密封圈;④真空用O形橡胶密封圈fcw/l,k99.2真空用金属密封圈OhTd~R`金属密封圈密封的可拆联接是超高真空系统中常用的联接形式，它是为满足超高真空要求而必须经200~400℃的高温烘烤除气而采用的密封方式Lp.2[3常用的金属密封圈的材料有金丝和无氧铜两种，它们有下列一些性能:%8$|7;(2k①金(Au)具有高的化学稳定性，高温时不氧化，塑性好，屈服极限比铜或铝低一倍，在较小的夹紧力下即可产生塑性变形，膨胀系数为αg=14×10-6cm/cm℃，比不锈钢的膨胀系数αs=18×10-6cm/cm℃稍低。
金制密封圈虽有良好的密封性能，但在夹紧力的作用下会发生明显的变形硬化，强度增加为了保证密封圈密封，必须增大加紧力，而过大的加紧力又会在法兰表面上引起压力痕，影响密封性能因此，用在要求较高而不经过装拆的联接，拆开后重新装配时需要更换密封圈由于金的价格比较贵，它的应用受到较大的限制O[z-KK②铜(Cu)的热膨胀系数为αs=1*×10-6cm/cm℃铜的硬度比较大，铜制密封圈在使用前必须在真空或氢气中进行退火处理，消除内应力无氧铜是目前超高真空密封联接中常用的密封圈材料其不足之处是高温烘烤中与大气接触部分会氧化，因此，在要求高的情况下，将无氧铜的密封圈的表面镀一层金，使其具有更好的密封性能'[Bok=$B]作为联接用的法兰盘材料也必须能承受高温烘烤、抗氧化以及在高温时仍有良好的力学性能最常用的材料是不锈钢法兰密封表面的粗糙度和尺寸就精度均应满足超高真空密封的要求[BOe4[9.3采用软件变形的动联接密封6{H@VFQY!9.4真空用的其他密封TCKIZKLqK9.4.1真空用磁流体密封=IykhrS真空转轴密封具有代表的典型结构是接触式的威尔逊密封为了防止轴在高速旋转、下气体的泄露，只能增加密封接触界面上的压力。
但是由此而产生的摩擦发热题目却难以解决因此，研制摩擦损失小，使用寿命长的新型密封结构已成为真空装置中应当解决的重大题目之一为了解决这一题目，近年来应用磁流体进行真空转轴动密封的技术已经在国内外取得了成功1=mb2A真空中应用磁流体密封的优点:①磁流体密封真空转轴可消除密封件间的接触所产生的摩擦损失，进步轴的转速(可达120000r/min)，大大减少泄露假如采用低蒸汽压的磁流体可将真空室内的真空度维持在1.3×10-7Pa以上②磁流体的密封结构简单，维护方便，轴与极靴间的间隙较大，因此可不必要求过高的制造精度③磁流体在密封空隙中由磁铁所产生的磁场所固定，因此轴的起动和停止较方便其缺点是磁流体在高温下难以稳定，工作温度一般在-30~120℃之间轴的过高或过低温度下工作时需要采用冷却或升温措施，从而使密封结构复杂化Nj+gSa99.4.2联接接隔板密封y@Ak_}{b利用磁力把动力传递认真空容器中往的密封是在真空容器外施加一个旋转磁场1，该磁场带动真空容器内鼠笼式转子2转动，即可达到隔板密封的目的这种密封装置的特点:①磁联接隔板密封对真空容器内的真空条件没有明显影响，同其他几种动密封相比，其真空可靠性大;②运动件与真空容器壁不相接触，在传递运动过程中隔板或隔离圈筒除承受压力差外，不承受其他载荷，从而可以保证磁联接隔板密封的可靠性;③真空容器内的“污染“，仅取决于运动部件本身的结构元件，特别是摩擦部件的放气及隔板的透气性。
Bu7a[1]eBP磁联接隔板密封结构在设计中应留意的题目:①外磁铁应尽量接近真空器的内壁;②隔离平板或隔离圈筒应用非磁性材料制造;③传递运动的铁芯外形与磁铁的外形相适应，而且容器壁或真空室内的其他零件应保证铁芯运动方向;④为了减少放气和摩擦建议用包着玻璃的铁芯;⑤磁场强度和磁铁与铁芯的间隔应选择使它们运动时与容器壁或容器内的水银、铟等的冲击不大\?Z$MH`_nu}P%8xPJ$o基础知识――离心、停车和全封闭密封H1hADn10.1离心封闭RpU.v`10.1.1离心密封的结构型式)]eHz离心密封是利用回转体带动流体使之产生离心力以克服泄露的装置，其密封能力来源于机器轴的旋转带动密封元件所做的功，因此它属于一种动力密封Ui]/J10.2.1离心式停车密封c!J?|vRA5图10-10所示是一种典型的离心式停车密封结构，泵运转时靠背叶片的离心作用密封停车时，在弹簧力推动下，使泵轴向左滑移而将锥套填料抵紧，阻止泄漏起动后离心子甩开，其抓部拔动轴肩使轴左移，将锥套与填料密封脱开，是密封面不受磨损[xbGSj{10.2.2压力调节式停车密封/H:Bu与螺旋密封组合的压力调节式密封，停车时，可在轴上移动的螺旋套，在弹簧力推动下，是其台阶端面与机壳端面压紧而密封。
运转时，两段反向的螺旋使间隙中的粘性流体在端面处形成压力峰，作用于螺旋轴的台阶端面处使其与壳体端面脱离接触Nuc2CB}J带有滑阀的停车、密封当压差缸卸压，片弹簧推移的滑阀与轴肩接紧而实现停车密封gCv[AIE_m10.3全封闭密封p9j2jb,qy全封闭密封是将系统内外的泄露通道全部隔断，或者将工作机和动机置于同一密闭系统内，可以完全杜尽介质向外泄露Djx[3['全封闭密封没有一般动密封存在的摩擦、磨损、润滑以及流体通过密封面的活动即泄露题目，是一种特殊类型的密封在密封剧毒、放射性和稀有珍贵物质等方面以及在实在验和产生中，全封闭密封都有重要用途DPKV$Q6=*]Cm6m基础知识――浮环密封F7U(I2G浮动环密封简称浮环密封，用于离心压缩机、氢冷气轮发电机、离心泵等轴封在中、高压离心压气机中可供选择的密封方式有:机械密封、迷宫密封和填料密封但由于气体的散热和润滑条件不如液体，所以填料密封只有小型、低速才用，而机械密封在周速大于40m/s温度高于200℃以后也很难适应，只有迷宫密封和浮环密封是最常用的两种方式~ve浮环密封有下列优点:①密封结构简单，只有几个外形简单的环、销、弹簧等零件，多层浮动环也只有这些简单零件的组合，比机械密封零件少;②对机器的运行状态并不敏感，有稳定密封性能;③密封件不产生磨损，密封可靠，维护简单、检验方便;④因密封件材料为金属，固耐高温;|eH*Q%M⑤浮环可以多个并列使用，组成多层浮动环，能有效的密封10MPa以上的高压;⑥能用于10000~20000r/min的高速旋转流体机械，尤其使用于气体压缩机，其许用速度高达100m/s以上，这是其他密封所不能相比的;Z~H?La⑦只要采用耐腐蚀金属材料或里衬耐腐蚀的非金属材料(如石墨)作浮动环，可以用于强腐蚀介质的密封;⑧因密封间隙中是液膜，所以摩擦功率极小，在、使机器有较高的效率。
m9Hdg^L浮环密封的缺点:密封件的制造精度要求高，环的不同心度和端面的不垂直度和表面不粗糙度对密封性能有明显的影响此外，这种密封对液体不能做到封严不漏对气体固然可做到封严，但需要一套复杂而昂贵的自动化供油系统B:“wI11.1浮环密封机理AEN48窄环的宽度相对其直径较小，其比例l/D=0.1~0.2窄环与轴的间隙较小，工作时，间隙中形成的流体动力较小，因此其自动同心的能力较差，大多用橡胶O型圈来帮助对正中心由于采用这种辅助措施，偏心度较小，停车时间也较少，这样，固然环窄，泄露量却不大{|F2AM窄环也可以不用O形圈定位，而改用弹簧环在弹簧力的作用下，压在隔离环端面上当密封液的压力降低时，环仍可以保持它的对正中心位置mY/x|}MmM由于作用在每个窄环上的压力差比宽环小，所以环作用在隔离环端面上的压力也就小，即窄环轻易浮动5'“l0EuD11.2.2光滑环和开口环L6“?p-:@'光滑环的内孔是光滑的,开槽环的内孔全长开槽或部分开槽由于光滑环与轴表面的间隙中水力摩擦较小，使用中回出现较大的泄露量开槽环的内孔加工有很多道环形槽，与轴的间隙中水力摩擦较大，在同样的压差和同样的宽度下，泄露量要比光滑环小，特别是在高转速下可以作到完全不漏，液膜形成也很稳定，能有效的起到密封作用。
所以，对于高速转轴，开槽环比光滑环好，如将光滑浮环密封与机械密封作比较，在低速时机械密封的泄露量少些，高速下则光滑环少些，因此，高速转动密封宜用光滑环但是，当旋转频率太高时，由于密封油的粘性阻滞作用，密封油会发热为了散热，经常有意保持一定的泄露量而泄露量除与环的形式有关外，还与运动速度、油的特性、进口油温顺大气温度等有关5.FAuzz11.2.3液膜和干式浮动环v#Y9O6g}T浮动密封既可密封液体，也可密封气体用以阻止液体泄露的称为液膜浮环密封,用于阻止气体泄露的称为干式浮环密封，由于浮环通常石墨等固体自润滑材料制造，故又称石墨浮环密封B-;.]LT石墨浮环密封:波形片弹簧的弹力及气体压力使各浮动环的一个端面分别与各隔离环的一个端面紧密贴合，组阻止气体沿径向泄露，并靠端面的摩擦力防止环转动通过浮动环密封沿轴向漏出的少量气体由排漏空排出，或引至主机的气体进口石墨浮环密封的工作间隙不是定值，而是随摩擦发热状况而自行调整，故有“热自调间隙密封“之称'Y@yIb石墨既耐腐蚀又耐热，但它太脆，在径向载荷作用下易断裂在离心压气机中，采用了石墨作浮环，为了防止断裂，常在石墨环的外周镶有金属环石墨环用冷缩方法套用金属环内，然后再加工石墨环的内孔，使之达到规定的尺寸。
当轴封的温度上升时，如镶环与轴的材料相同或相似，他们的膨胀量就会相同或相差不大而不致影响密封性能这种结构已成功应用于温度高达400℃的气体密封1[H1l;HLp'^%8+*P;Vb6D基础知识――迷宫密封lv0][1]d迷宫密封是在转轴四周设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的TrmU由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙，无固体接触，毋须润滑，并答应有热膨胀，适应高温、高压、高转速频率的场合，这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密封，其他的动密封的前置密封Xw{Qktn12.1迷宫密封的密封机理0FEn对气体，还有热力学效应，即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换;此外，还有“透气效应“等而迷宫效应则是这些效应的综合反应，所以说，迷宫密封机理是很复杂的h6012.1.1摩阻效应8nOen%8t0a泄露液流在迷宫中活动时，因液体粘性而产生的摩擦，使流速减慢流量(泄露量)减少简单说来，流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应，前者与通道的长度和截面外形有关，后者与迷宫的弯曲数和几何外形有关。
一般是:当流道长、拐弯急、齿顶尖时，阻力大，压差损失明显，泄露量减小5W~-|8m12.1.2流束收缩效应=}Xw}X+[WY由于流体通过迷宫缝口，会因惯性的影响而产生收缩，流束的截面减小设孔口面积为A，则收缩后的流束最小面积为CcA，此处Cc是收缩系数同时，气体通过孔口后的速度也有变化，设在理想状态下的流速为u1，实际流速比u1小，令Cd为速度系数，则实际流速u1为u1=Cdu1于是，通过孔口的流量将即是q=CcCdAu1式中CcCd=α(流量系数)/\|AH?M迷宫缝口的流量系数，与间隙的外形，齿顶的外形和壁面的粗糙度有关对非压缩性流体，还与雷诺数有关;对压缩性流体，还于。