第九讲：真空系统组成元件(11)

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