固体接触式真空动密封的结构及特点

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)沈阳工业大学化工装备学院 作者:王德喜

  在接触式真空动密封中,根据采用的密封物质可分为固体密封和液体密封两种形式。

  固体接触式真空动密封的结构及特点

  (1)J 形橡胶圈密封结构

  J 形橡胶圈的工作原理是利用安装后中央凸起,并紧箍在旋转轴上呈锥形的橡胶垫圈,当内部达到真空时,外部大气压力把橡胶圈紧紧地压在转轴上而达到真空密封的目的。多适用于线速度小于2 m/s、转速小于300 rpm 的真空转轴密封中。

  (2)JO 形橡胶圈密封结构

  JO 形橡胶圈的密封结构是带锁紧弹簧的结构,它是在J 形橡胶密封圈结构的基础上改进而成的。它的效果更好,使用的转速小于2000 rpm。油封式机械真空泵的轴封装置常采用这种密封结构。其轴径范围为φ6 mm~φ200 mm。

  (3)O 形橡胶圈密封结构

  O 形橡胶圈密封结构又称为橡胶填料盒密封,这种密封能传递圆周速度不大于2 m/s 的旋转运动而且还能传递真空度不高于1.3×10-4 Pa,速度小于0.2 m/s 的直线运动, 其轴径范围为φ3 mm~φ200 mm。

  在上述几种动密封装置中都需要采用真空润滑油润滑。为了实现密封装置本身能自给润滑,可借助氟塑料进行真空动密封。这是一种利用能自给润滑的氟塑料材料制成的动密封装置,如图2 所示。由于氟塑料本身弹性较差,易产生较大的残余变形,因此在结构上采用了附加橡胶垫圈,把橡胶垫圈装在密封件外面,再用螺母压紧,就可以保证氟塑料密封圈能与轴均匀而密实的压紧。这种结构对轴的表面粗糙度要求相当严格。旋转运动自润滑动密封装置还有另一种结构。

  法兰内装聚四氟乙烯轴套,它既是轴的轴承,又是辅助的密封件。动密封结构的基体内装有支承环、中间环、聚四氟乙烯垫圈等,动密封结构的基体通过橡胶圈进行密封,外橡胶垫圈的作用在于补助氟塑料垫圈的弹性,以保证它对轴表面弹性压缩和对基体的内表面与中间环接合处的气密性。

利用氟塑料衬套的动密封结构

1.密封座; 2.氟塑料; 3.橡胶圈; 4.压垫; 5.压紧螺母; 6.转轴

图2 利用氟塑料衬套的动密封结构

  固体接触式真空动密封虽然具有结构简单、成本低廉、传递转矩大、易于发现故障等一系列优点,但是为了防止轴在高速旋转下气体的泄漏,只能通过增加密封接触界面上的压紧力来保证。由此而产生的摩擦发热,不但功耗损失大,使用寿命短,橡胶密封圈需要经常更换,而且产生气体泄漏的问题更难以解决。因此在要求真空容器内漏率极小的设备上,这种密封装置的采用就受到了限制。

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