[其他]平衡膜-阻隔體協同型密封系統

無效

• 申請號: 87103892
• 申請日: 1987-05-27
• 公開（公告）號: CN87103892A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 陸逢升
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;G04B37/10
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 黃瑞華

所屬技術領域：密封（F16）

有些機器工作時，機殼壁面被運動部件所貫穿，這時若機殼內外存在壓力差，就會有流體工質經過貫穿部分的間隙進出機殼。這個傳質過程常會對機器或外界產生有害的作用。現有密封技術采用：①在間隙部分放入填料的填料密封，②設計平面貼合的端面保證間隙最小的機械密封，③增加浮動環提高流動阻力的浮動密封，④把間隙設計成多次曲折形狀的迷宮密封。所有這些密封技術都無一例外地在運動部件與機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過程完全中止，特別是長時間積累的漏泄量仍是可觀的。當這種漏泄會給機器或外界帶來嚴重的有害影響時，目前尚無可靠的密封技術對付。

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

本發明一反過去在機殼漏泄間隙處采用單方面治理達到堵漏的傳統做法，而是配合傳統密封措施，另外在機殼的其余部分上附加一個結構即平衡膜，利用它與常規阻隔體密封協同作用來保證機殼內外壓力始終平衡，由此達到減少泄漏至最小量。

本發明的結構原理如附圖一所示，其中（1）是阻隔體密封，（2）是機器，（3）是機殼，（4）是固體填充物，（5）是化學吸附劑，（6）是剩余空間，（7）是柔性平衡膜，（8）是可變容積。

這種協同型密封系統適用于初始狀態下機殼（3）內外壓力平衡的情形時，機器（2）在工作時機殼（3）內外壓力產生了波動，從而在阻隔體密封（1）處形成壓力差，在此壓力差作用下，機殼（3）內外流體發生交流，即產生了傳質過程，如果在此傳質過程中，包含在機殼（3）內部或外部的流體中具有某些有害物質，它們會使機器或者外界環境發生危害，這時就可通過在機殼（3）的壁面上加設由柔性不透質（氣或液）的膜匣即柔性平衡膜（7）形成一個附加的可變容積（8），如果外界壓力升高或機殼（3）內壓力下降，柔性平衡膜（7）在內外壓差作用下使可變容積減小，根據物理學的波義耳定律機殼（3）內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殼內壓力升高，柔性平衡膜（7）在內外壓力差作用下使可變容積增大，依據波義耳定律，機殼（3）內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殼（3）內外的壓力始終平衡，從而在傳統的阻隔體密封（1）處無法形成壓力差，確保外界與機殼（3）內不發生傳質過程，有害物質也就不會出入機殼（3）。

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

當機殼（3）內外的工質為氣體時，為了減小可變容積（8）應當在機殼（3）內放入盡量多的固體填充物（4）以求盡量減小機殼（3）內的剩余空間（6），因為按照波義耳定律，可變容積（8）的大小取決于內外壓力差的波動最大范圍和機殼（3）內初始剩余空間的大小。

當機器（2）可能受到外界有害物質侵入時，尚可在機殼（3）內放置少量的化學吸附劑（5），以吸附外界可能侵入的微量有害物質。

當外界可能受到機內排出的有害物質時，則可在外界加設過瀘器（圖中未畫入）。

本發明的特有內容集中在柔性平衡膜（7）所包圍成的可變容積（8）的作用上，由它協同傳統密封保證高品質的密封指標。

本發明利用物理學簡單的原理，提出結構簡單，作用可靠的系統方案，與現有密封技術相比，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有密封技術無法相比的;

2.結構簡單易行;

3.作用安全可靠;

4.有很好的節能效果，平衡膜的運動幾乎是無摩擦的;

5.通用性強，利用本發明的原理與結構方案可解決不同對象的密封與安全要求;

6.實施技術要求一般，并無特殊的材料或工藝要求;

7.無易耗磨蝕部件的添加，保證了密封系統的壽命較長;

8.不管被密封工質是氣體還是液體，都有同樣可靠的功能。