雙重密封法蘭結(jié)構(gòu)及雙重密封圈的密封效果

2008-10-23 admin 真空技術(shù)網(wǎng)整理

    真空橡膠圈在密封時，通過它所滲漏的氣體量與許多因素有關(guān)。例如橡膠的種類、硬度、蒸氣壓、壓縮量，密封面的表面粗糙度、溫度等等。但最重要的影響因素是密封圈內(nèi)外兩側(cè)的壓力差。實(shí)驗(yàn)證明：密封圈兩側(cè)壓差的減小，可極大地提高其密封性能。

雙重密封圈原理圖

圖13：雙重密封圈原理圖

    圖13是雙重密封圈的原理圖。圖中a是單墊圈的結(jié)構(gòu)，這時設(shè)大氣壓為Pd，真空泵對被抽容器的有效抽氣速率為Se，由Se而獲得的被抽容器內(nèi)的壓強(qiáng)為P，經(jīng)過密封墊圈漏隙由大氣Pd漏入到真空容器中的氣體量為Q，根據(jù)氣流連續(xù)性方程，則

Q=SeP=C（Pd-P） （1）

    式中C是密封圈與法蘭間漏隙的流導(dǎo)。顯然

P=[C/（Se+C）]Pd （2）

    如果使用雙重墊圈密封，并在雙重墊圈之間用抽速為S1的真空泵抽空，在雙重墊圈之間建立起P1壓強(qiáng)值。設(shè)此時真空室內(nèi)的壓強(qiáng)值為P`，如圖13（b）所示。則

P`=[C/(Se+C)]P1 (3)

    兩種情況相比較，顯然

P`=（P1/Pd）P （4）

    雙重墊圈之間若用油封式機(jī)械泵抽空，建立P1=101Pa的壓強(qiáng)是很容易做到的，而大氣壓Pd=105Pa，所以P`=10-4P。可見使用雙重墊圈密封，并在雙重墊圈之間抽空，可以極大地提高所獲得的真空度。
    圖14是采用兩個O型橡膠圈，在內(nèi)外O形圈之間設(shè)有排氣空腔，用真空泵抽氣的密封法蘭結(jié)構(gòu)。圖15是橡膠O形圈1與金屬O形圈1與金屬O形圈2相結(jié)合的用于超高真空設(shè)備中的密封法蘭結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵谡婵斩雀哂?.3×10-3Pa的真空設(shè)備中所采用的橡膠O形圈對真空度的影響主要有兩個因素，一是材料本身的透氣性；二是材料本身的蒸發(fā)或升華。
高真空與超高真空的雙重密封結(jié)構(gòu)
前者在真空度1.3×10-3~1.3×10-4Pa時影響最顯著，后者在真空度為1.3×10-5~1.3×10-7Pa時影響最顯著。因此這種結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上把超高真空側(cè)的密封圈選用金屬材料是較為合適的。如內(nèi)側(cè)真空容器溫度較高時，外環(huán)應(yīng)采用水冷，以防止橡膠過熱老化。此外，在金屬O形圈的外表面上還可以涂上聚四氟乙烯，這樣會使O形圈與相應(yīng)密封接觸面間的凸凹完全填滿、緊密貼合，從而可進(jìn)一步提高其密封性能。這種密封裝置只要把空腔用真空泵抽空到1.3×10-3Pa，則獲得1.3×10-9Pa的超高真空是完全可能的。