第九讲:真空系统组成元件(11)
发布时间:2021-06-06
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达到漏气率小于1.33×10Pa·L/s·cFn。的密封性能。如果考虑到制造精度上允许的偏差·把压缩比适当提高一些是必要的。因此建议真空阀门密封垫的相对压缩比通常取为15%~25%。 胶垫密封闷板的密封力计算,多数可按0形环在矩形槽中受压缩的密封力进行近似地计算 Fs=σBL
=σxEBxπdD N (1)
式中σ-密封比压力,N/cm;B-密封宽度,即密封圈与阀座的接触宽度,cm;L-密封圈平均周长,cm;σx-相对比压力;E-密封圈材料的相氏模量,N/cm;Bx-密封圈的相对宽度,d-密封圈的线径,cm;D-密封槽的中径,cm。
有些阀门只需要单向使用,例如扩散泵入口阀门,阀板只需要封住扩散泵中的真空状态。这种阀的设计,结构上允许阀板在压力差作用下继续被压紧。因此,阀板关闭时只需要初始压紧力就可以。我国1968年真空阀门联合设计中提出,在上述情况下,密封的初始比压力可以取为20N/cm。。实践证明,这种做法是可行的。故这种阀门的初始密封力为
Fs=20BL N (2)
式中B-与密封比压力为20N/cm相对应的胶垫密封宽度,cm;L-胶垫的长度,cm。 有些阀门需要双向使用,既不但需要封住阀板上方的大气压,有时还得封住阀板下方的大气压。这种阀门的阀板密封力应用下式计算:
Fs=σBL+7.85×10DPd N (3)
式中Pd是大气压强,Pa;其余符号同前。
②金属垫密封结构及密封力计算
图19给出金属垫密封的几种结构。其中图(a)即是针阀的结构。图(b)、(c)、(d)和(e)都是用于超高真空系统中的金属垫密封阀门。一般来说,阀板用软金属紫铜、无氧铜、铝、镍和铅等制成,铜、铝、镍要预先经过退火处理。阀座用硬金属不锈钢等制成刀口形。图(f)、(g)和(h)是用低熔点的软金属及其合金作为密封材料,而阀座也是用硬金属不锈钢等制成。它们都是依靠软金属受压产生塑性变形与阀座密合达到密封的。为保证密封,每次阀板关闭时刀口的压痕必须重合。为此除了阀板的传动上应有精确的导向机构外,刀口尖还应倒圆。如图20所示,倒圆半径一般有两种:R0.1mm和R0.2mm,多数取为R0.1。图(g)没有刀口压痕问题,密封垫的寿命较长。 刀口形状对阀门性能也有一定影响。表2给出了一些实验数据,从表中实验数据可知,直角形刀口比夹角形刀口所需螺旋压紧转矩大些。
表2 直角型和夹角型刀口的实验数据
-52222-7注:本直角形如图19(b)所示,夹角型如图19(c)所示,漏率测量,因受仪器灵敏度的限制,测得数值是上限,而不是实际的具体数值