真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)（雙重橡膠密封法蘭）
真空系統(tǒng)是指由真空泵、真空計(jì)及各種零件通過(guò)管道以適當(dāng)?shù)姆绞铰?lián)接，組合成能達(dá)到一定真空度要求的裝置。真空系統(tǒng)的基本要求是都有哪些？ 3.3.3.3雙重橡膠密封法蘭 真空橡膠圈密...
真空系統(tǒng)是指由真空泵、真空計(jì)及各種零件通過(guò)管道以適當(dāng)?shù)姆绞铰?lián)接，組合成能達(dá)到一定真空度要求的裝置。真空系統(tǒng)的基本要求是都有哪些？
3.3.3.3雙重橡膠密封法蘭
真空橡膠圈密封時(shí)所滲漏的氣體量與許多因素有關(guān)，其中重要的影響因素是密封圈內(nèi)外兩側(cè)的壓力差和橡膠圈的出氣和滲漏。減小密封圈兩側(cè)的壓差和膠圈的出氣量，可大大地提高其密封性能。
A雙重密封圈的密封原理
真空橡膠圈在密封時(shí)，通過(guò)它所滲漏的氣體量與許多因素有關(guān)，例如橡膠的種類(lèi)、硬度、蒸氣壓、壓縮量、密封面的表面粗糙度、溫度等，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)壓差減小，可極大地提高其密封性能。
圖3-76所示為雙重密封圈密封的原理。圖3-76(a)所示是單墊圈的結(jié)構(gòu)。如果設(shè)大氣壓為po，真空泵的有效抽氣速率為Sg，由S。而獲得的被抽容器內(nèi)的壓力為p，經(jīng)過(guò)密封墊圈漏隙由大氣壓P漏人到真空容器中的氣體量為Q。根據(jù)氣體連續(xù)性方程，則:
式中，C為密封圈與法蘭漏隙間的流導(dǎo)。
顯然
圖3-76雙重密封圈的密封原理
(a)單墊圈密封;(b)雙墊圈密封;(c)雙墊圈中間減壓密封
若其他條件不變，如圖3-76(b)所示，再增加一-層密封圈，并設(shè)其漏隙的流導(dǎo)為C，這時(shí)真空容器內(nèi)的壓力為p，因?yàn)閮蓪訅|圈漏隙為串聯(lián)，故:
從這里不難看出，如果只增加一-層膠圈，對(duì)降低真空容器內(nèi)壓力p的效果是不大的。
如圖3-76(e)所示，如果在兩層密封圈之間用抽氣速率為S的真空泵抽空，并在密封圈中間建立起p的壓力值。這時(shí)，真空室內(nèi)的壓力為p，則:
即p幾乎降低了1萬(wàn)倍，因此采用雙重密封圈并且在兩層密封圈中間進(jìn)行抽空的辦法，對(duì)提高真空容器內(nèi)的密封效果是十分顯著的。
B雙重密封的法蘭結(jié)構(gòu)
橡膠圈的出氣會(huì)影響超高真空的獲得，為減小橡膠密封圈的出氣或漏氣量，可采用雙重橡膠密封法蘭或者雙重橡膠金屬組合密封法蘭來(lái)消除這些影響。圖3-77所示的雙重橡膠圈密封法蘭的冷卻管中通冷凍劑來(lái)冷凍橡膠，以降低橡膠材料的出氣率。圖3-78所示的雙重橡膠圈密封法蘭結(jié)構(gòu)是在法蘭上設(shè)置兩個(gè)0型橡膠密封圈，在內(nèi)外橡膠0型密封圈中間設(shè)有排氣空腔抽真空，以減少滲漏的影響。圖3-79所示是橡膠0型密封圈與金屬0型密封圈相結(jié)合的用于超高真空系統(tǒng)中的法蘭密封結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵谡婵斩雀哂?.3x10-3Pa的真空系統(tǒng)中采用橡膠0型密封圈對(duì)真空度的影響主要有兩個(gè)因素:一是橡膠材料的透氣性;二是橡膠材料本身的升華。
前者在真空度為1.3x10~1.3x10-4Pa時(shí)的影響最顯著，后者在真空度為1.3x10-5~1.3x10-Pa時(shí)的影響最顯著。因此在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，超高真空側(cè)的密封圈選用金屬材料。當(dāng)內(nèi)側(cè)真空容器的溫度較高時(shí)，外環(huán)應(yīng)采用水冷，以防止橡膠過(guò)熱老化。此外，在金屬0型圈的外表面上還可以涂上聚四氟乙烯，使0型密封圈與相應(yīng)密封接觸面間的凸凹完全填滿、緊密貼合，從而進(jìn)一-步提高其密封性能。這種密封裝置只要把空腔抽空到1.3x10-3Pa,則能夠獲得1.3
x10-9Pa的超高真空。
圖3-79超高真空雙重密封結(jié)構(gòu)
1-橡膠密封圈;2-冷卻水道;3-抽真空腔;4-金屬密封圈
