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静密封的工业应用

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  机器(或设备)中相对静止件间的密封。常用的形式是在凸缘之间放置密封垫片,这种密封称为凸缘垫片式强制密封(图1)。旋紧螺栓压紧垫片,即可堵塞泄漏缝隙以达到密封的目的。垫片的材料和形式根据设备操作温度、压力和介质的腐蚀性等条件选用。如常温、中低压设备可用橡胶垫片,在低温下或腐蚀性工作介质中工作的设备可用聚四氟乙烯垫片,温度较高的设备可用石棉橡胶垫片,高温高压设备可用金属垫片。垫片型式主要有矩形截面的平垫片和圆形截面的O型环。垫片常用单一材料或复合材料制造,如可防腐的外包聚四氟乙烯的石棉橡胶垫片和可提高垫片强度的内布金属丝或外包金属箔的平垫片。

  工作压力在 10~100兆帕的高压容器或设备上用的密封常称高压密封。高压密封有强制密封和自紧密封两类。强制密封主要用于直径小于1000毫米、压力低于20兆帕或直径小于 600毫米、压力低于32兆帕的高压设备上。凸缘垫片式强制密封依靠螺栓的预紧力使垫片压紧,当设备工作时容器的内压力使垫片所受的压力有所降低,但仍应有足够压力保证密封。高压密封常采用较硬、较窄的金属垫片。采取自紧密封(图2)时,压紧垫片的密封压力来自锁紧螺栓和被密封的介质,介质压力越大,密封性能越好。较新型的自紧密封有金属C型环密封和金属O型环密封。C型环密封依靠凸出圆弧与顶盖和筒体接触,接触面积很小。当锁紧顶盖时,接触表面产生很大压力以保证密封。当介质压力升高,C型环内腔受压,产生轴向伸张力,又增加密封表面的压力,提高密封能力。C型环密封结构简单,预紧力小,拆装方便,密封可靠,多用于直径小于1000毫米、温度低于200℃、压力低于 35兆帕的场合。O型环密封有充气式和自紧式两种。充气式环内充有惰性气体,工作温度升高时环内气压随之增大,从而提高密封能力,它适用于工作温度较高的场合。自紧式环的内侧有小孔,工作时环内具有操作压力,能增强密封能力。O型环密封能形成轴向与径向的自紧能力,密封性能很好,密封压力可达2800大气压。中低压静密封常用较软、较宽的垫片,只要垫片接触表面的压力超过密封介质的压力,就能保证密封。在中低压设备中也可用液体密封胶涂覆在密封面上,从而起到密封作用,这称为液体胶密封。液体密封胶在常温下是一种粘稠液体,涂在联接面上干燥一定时间后便形成一种具有粘性、粘弹性或可剥性的膜,膜的填充作用能使联接部位密封。液体密封胶的基料为合成树脂、合成橡胶或天然高分子材料。在基料中加入适量增塑剂和软化剂、填充剂、溶剂和其他助剂可制成耐热、耐寒、耐压、耐油、耐水和耐化学腐蚀等液体密封胶。液体密封胶还用于密封管螺纹联接、封装微型电子元件、保护仪器仪表和密封飞机座舱等。