[其他]平衡膜-阻隔體協(xié)同型密封系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87103892
• 申請日: 1987-05-27
• 公開（公告）號: CN87103892A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸逢升
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;G04B37/10
• 代理公司: 西安交通大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 黃瑞華

所屬技術(shù)領(lǐng)域：密封（F16）

有些機(jī)器工作時，機(jī)殼壁面被運(yùn)動部件所貫穿，這時若機(jī)殼內(nèi)外存在壓力差，就會有流體工質(zhì)經(jīng)過貫穿部分的間隙進(jìn)出機(jī)殼。這個傳質(zhì)過程常會對機(jī)器或外界產(chǎn)生有害的作用。現(xiàn)有密封技術(shù)采用：①在間隙部分放入填料的填料密封，②設(shè)計平面貼合的端面保證間隙最小的機(jī)械密封，③增加浮動環(huán)提高流動阻力的浮動密封，④把間隙設(shè)計成多次曲折形狀的迷宮密封。所有這些密封技術(shù)都無一例外地在運(yùn)動部件與機(jī)殼間的間隙處采取密封措施，提高流動阻力，因此無法使上述傳質(zhì)過程完全中止，特別是長時間積累的漏泄量仍是可觀的。當(dāng)這種漏泄會給機(jī)器或外界帶來嚴(yán)重的有害影響時，目前尚無可靠的密封技術(shù)對付。

有些情況下，機(jī)殼內(nèi)外壓力差不是機(jī)器正常工作的必要條件，僅僅由于與機(jī)器工作無關(guān)的其它原因，機(jī)殼內(nèi)外產(chǎn)生了一定的壓差，本發(fā)明的目的是在這類有運(yùn)動部件貫穿的密封系統(tǒng)中，通過使機(jī)殼內(nèi)外壓力隨時平衡而使傳質(zhì)過程中止，保證漏泄量減至微小程度。

本發(fā)明一反過去在機(jī)殼漏泄間隙處采用單方面治理達(dá)到堵漏的傳統(tǒng)做法，而是配合傳統(tǒng)密封措施，另外在機(jī)殼的其余部分上附加一個結(jié)構(gòu)即平衡膜，利用它與常規(guī)阻隔體密封協(xié)同作用來保證機(jī)殼內(nèi)外壓力始終平衡，由此達(dá)到減少泄漏至最小量。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理如附圖一所示，其中（1）是阻隔體密封，（2）是機(jī)器，（3）是機(jī)殼，（4）是固體填充物，（5）是化學(xué)吸附劑，（6）是剩余空間，（7）是柔性平衡膜，（8）是可變?nèi)莘e。

這種協(xié)同型密封系統(tǒng)適用于初始狀態(tài)下機(jī)殼（3）內(nèi)外壓力平衡的情形時，機(jī)器（2）在工作時機(jī)殼（3）內(nèi)外壓力產(chǎn)生了波動，從而在阻隔體密封（1）處形成壓力差，在此壓力差作用下，機(jī)殼（3）內(nèi)外流體發(fā)生交流，即產(chǎn)生了傳質(zhì)過程，如果在此傳質(zhì)過程中，包含在機(jī)殼（3）內(nèi)部或外部的流體中具有某些有害物質(zhì)，它們會使機(jī)器或者外界環(huán)境發(fā)生危害，這時就可通過在機(jī)殼（3）的壁面上加設(shè)由柔性不透質(zhì)（氣或液）的膜匣即柔性平衡膜（7）形成一個附加的可變?nèi)莘e（8），如果外界壓力升高或機(jī)殼（3）內(nèi)壓力下降，柔性平衡膜（7）在內(nèi)外壓差作用下使可變?nèi)莘e減小，根據(jù)物理學(xué)的波義耳定律機(jī)殼（3）內(nèi)的壓力便提高到與外界壓力相同的地步，如果外界壓力減小或機(jī)殼內(nèi)壓力升高，柔性平衡膜（7）在內(nèi)外壓力差作用下使可變?nèi)莘e增大，依據(jù)波義耳定律，機(jī)殼（3）內(nèi)的壓力立即減小到與外界壓力相同，這樣就保證了整個工作過程中機(jī)殼（3）內(nèi)外的壓力始終平衡，從而在傳統(tǒng)的阻隔體密封（1）處無法形成壓力差，確保外界與機(jī)殼（3）內(nèi)不發(fā)生傳質(zhì)過程，有害物質(zhì)也就不會出入機(jī)殼（3）。

上面在闡明這種協(xié)同型密封系統(tǒng)原理時用到了波義耳定律，這是指機(jī)殼（3）內(nèi)外的工質(zhì)是氣體而言，若同是液體，這種結(jié)構(gòu)也一樣有效，但平衡膜這時傳遞了流體靜壓力，根據(jù)流體力學(xué)原理，靜壓在流體介質(zhì)中是均勻傳遞的，亦即巴斯噶原理，平衡膜的結(jié)構(gòu)與材料保證了內(nèi)外壓應(yīng)力之差是十分微小的，因而密封效果有一樣有效的。

當(dāng)機(jī)殼（3）內(nèi)外的工質(zhì)為氣體時，為了減小可變?nèi)莘e（8）應(yīng)當(dāng)在機(jī)殼（3）內(nèi)放入盡量多的固體填充物（4）以求盡量減小機(jī)殼（3）內(nèi)的剩余空間（6），因為按照波義耳定律，可變?nèi)莘e（8）的大小取決于內(nèi)外壓力差的波動最大范圍和機(jī)殼（3）內(nèi)初始剩余空間的大小。

當(dāng)機(jī)器（2）可能受到外界有害物質(zhì)侵入時，尚可在機(jī)殼（3）內(nèi)放置少量的化學(xué)吸附劑（5），以吸附外界可能侵入的微量有害物質(zhì)。

當(dāng)外界可能受到機(jī)內(nèi)排出的有害物質(zhì)時，則可在外界加設(shè)過瀘器（圖中未畫入）。

本發(fā)明的特有內(nèi)容集中在柔性平衡膜（7）所包圍成的可變?nèi)莘e（8）的作用上，由它協(xié)同傳統(tǒng)密封保證高品質(zhì)的密封指標(biāo)。

本發(fā)明利用物理學(xué)簡單的原理，提出結(jié)構(gòu)簡單，作用可靠的系統(tǒng)方案，與現(xiàn)有密封技術(shù)相比，主要特點如下：

1.漏泄量極低，特別是長時間積累漏泄量是現(xiàn)有密封技術(shù)無法相比的;

2.結(jié)構(gòu)簡單易行;

3.作用安全可靠;

4.有很好的節(jié)能效果，平衡膜的運(yùn)動幾乎是無摩擦的;

5.通用性強(qiáng)，利用本發(fā)明的原理與結(jié)構(gòu)方案可解決不同對象的密封與安全要求;

6.實施技術(shù)要求一般，并無特殊的材料或工藝要求;

7.無易耗磨蝕部件的添加，保證了密封系統(tǒng)的壽命較長;

8.不管被密封工質(zhì)是氣體還是液體，都有同樣可靠的功能。