雙重密封法蘭結構及雙重密封圈的密封效果
2008-10-23 admin 真空技術網整理
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。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外兩側的壓力差。實驗證明：密封圈兩側壓差的減小，可極大地提高其密封性能。
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是單墊圈的結構，這時設大氣壓為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的壓強為P，經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。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壓強值。設此時真空室內的壓強值為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械泵抽空，建立P1=101Pa的壓強是很容易做到的，而大氣壓Pd=105Pa，所以P`=10-4P�？梢娛褂秒p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，在內外O形圈之間設有排氣空腔，用真空泵抽氣的密封法蘭結構。圖15是橡膠O形圈1與金屬O形圈1與金屬O形圈2相結合的用于超高真空設備中的密封法蘭結構。因為在真空度高于1.3×10-3Pa的真空設備中所采用的橡膠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。
圖14-15：高真空與超高真空的雙重密封結構
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。因此這種結構在設計上把超高真空側的密封圈選用金屬材料是較為合適的。如內側真空容器溫度較高時，外環(huán)應采用水冷，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形圈與相應密封接觸面間的凸凹完全填滿、緊密貼合，從而可進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。
