改進(jìn)U型密封圈結(jié)構(gòu)對膜式燃?xì)獗淼淖饔?/h1>
2015-05-30 17:48:41鞠家玲
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年23期
鞠家玲
摘 要：燃?xì)獗眄斏w的中軸處為軸傳動(dòng)，一般采用丁腈橡膠密封件密封。新舊U型密封圈的結(jié)構(gòu)不同，密封效果也不同。它的內(nèi)徑越小、膨脹空間越大，其密封性效果越好。但是丁腈橡膠存在老化問題，導(dǎo)致示值誤差超標(biāo)。
關(guān)鍵詞：最大允許膨脹空間；密封性；收縮量；示值誤差
丁晴橡膠（NBR）的成分：丁晴橡膠是由丁二烯和丙烯晴經(jīng)乳液聚合法制得的一種合成橡膠。它的耐熱性好，具有優(yōu)良的粘結(jié)力，氣密性、耐磨及耐水性等均較好。作為燃?xì)獗淼拿芊饧浅＿m用，其價(jià)格相對于磁傳動(dòng)密封件較便宜。缺點(diǎn)是耐寒及耐臭氧性較差，強(qiáng)力及彈性較低，耐酸性差。使用溫度范圍：約-30℃～+100℃。符合GB/T6968-2011《膜式燃?xì)獗怼穼?shí)施指南中的4.3溫度：燃?xì)獗淼淖钚」ぷ鞣秶鸀椋?10℃～+40℃，且適應(yīng)工作介質(zhì)溫度變化范圍不小于40K，最小貯存溫度范圍為：-20℃～+60℃。工作介質(zhì)溫度范圍不應(yīng)超出環(huán)境溫范圍。
燃?xì)獗眄斏w的中軸處為軸傳動(dòng)，一般采用丁腈橡膠密封件密封。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，燃?xì)獗淼男螤钆c結(jié)構(gòu)也不斷地更新，原U型密封圈的結(jié)構(gòu)（如圖1所示）已經(jīng)不適宜新型燃?xì)獗淼慕Y(jié)構(gòu)。所以裕民公司對U型密封圈（以下簡稱：密封圈）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)如圖2所示。
1 新、舊密封圈的形狀和孔徑不同
舊密封圈的內(nèi)、外徑高度在同一橫截面上，如圖1所示。當(dāng)氣體進(jìn)入U(xiǎn)型槽內(nèi)，其外徑由于受到頂蓋中間孔內(nèi)壁的擠壓只能向內(nèi)膨脹，而內(nèi)徑受到中間軸的擠壓只能向外膨脹。在靜態(tài)狀況下，依據(jù)圖紙尺寸計(jì)算內(nèi)外徑最大允許膨脹空間僅為：2.125mm。新密封圈的內(nèi)、外徑高度不在一個(gè)橫截面上，如圖2所示。當(dāng)氣體進(jìn)入U(xiǎn)型槽內(nèi)，在同等壓力下，其外徑最大允許膨脹空間為：2.57mm，而內(nèi)徑最大允許膨脹空間為：3.2mm。允許膨脹空間越大，其密封效果越好。
將舊密封圈裝配在直徑為？覫4mm的立軸上，密封圈的孔徑為： 3.3mm；新密封圈裝配在直徑為？覫2.5mm的頂蓋中軸上，密封圈的孔徑為：？覫2mm。軸徑小，周長短，密封圈內(nèi)徑與軸外徑之間的密封線距離就被縮短，其密封效果則越好。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，嚴(yán)格按照《膜式燃?xì)獗怼穱覙?biāo)準(zhǔn)GB/T6968-2011中的6.2.3密封性要求：在正常實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度下，用空氣對燃?xì)獗硎?5kPa的壓力，將其浸入水中（無計(jì)數(shù)器部分）檢測，至少觀察30秒時(shí)間，觀察到不漏氣為合格。裝配上計(jì)數(shù)器后再用10kPa進(jìn)行干試，U型壓力表壓力液面不波動(dòng)，該表檢測完畢，視為合格。在沒有其他外因干擾下，新型密封圈的漏氣量僅為：萬分之一；而舊密封圈的漏氣量為：千分之一，生產(chǎn)效率提高10倍。為了避免中間軸漏氣，在實(shí)際生產(chǎn)過程中將舊的密封圈裝配在下表體的立軸，如果產(chǎn)生漏氣，只會(huì)產(chǎn)生內(nèi)漏；將新型密封圈裝配在頂蓋主軸上，以確保整機(jī)不漏氣。
3 密封圈老化
如果燃?xì)獗黹L時(shí)間處于靜置狀態(tài)，密封圈會(huì)逐漸老化并收縮、失去彈性，產(chǎn)生內(nèi)漏。下面用一組舊U型密封圈的數(shù)據(jù)說明其變化規(guī)律：用影像投影儀測量密封圈的內(nèi)、外直徑大小。
（注解：圖紙要求它的內(nèi)徑為：？覫3.4±0.1mm，外徑為：？覫9.35±0.15mm。圖表內(nèi)數(shù)字后面的單位為：mm，省略。）
從表1得出結(jié)論：內(nèi)徑膨脹，意味著內(nèi)徑與立軸之間產(chǎn)生縫隙；外徑收縮，說明它與下表體的內(nèi)孔之間產(chǎn)生間隙，這樣就可能產(chǎn)生內(nèi)部漏氣，燃?xì)獗淼氖局嫡`差會(huì)超出±1.5%的誤差范圍。但是丁腈橡膠的老化時(shí)間一般在兩年之內(nèi)，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)外徑變化區(qū)間不大，可以忽略不計(jì)。而在燃?xì)獗碛?jì)量室內(nèi)使用的皮膜也是由丁腈橡膠制造的，放置兩年后的燃?xì)獗硎局嫡`差普遍增大（見膜式燃?xì)獗鞪JG577-2012表6-5），是皮膜收縮與密封圈內(nèi)漏共存原因?qū)е麓爽F(xiàn)象。因?yàn)槠渌考趦赡曛畠?nèi)不會(huì)有明顯的尺寸變化或形狀變形，所以燃?xì)獗碓谑褂靡欢晗藓髸?huì)被更換。它的到期更換比起水表和電表更為重要，因?yàn)樗砗碗姳砣绻谑褂脙H僅涉及貿(mào)易結(jié)算不準(zhǔn)確的問題，而燃?xì)獗磉€涉及安全的問題。
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關(guān)鍵詞：最大允許膨脹空間；密封性；收縮量；示值誤差
丁晴橡膠（NBR）的成分：丁晴橡膠是由丁二烯和丙烯晴經(jīng)乳液聚合法制得的一種合成橡膠。它的耐熱性好，具有優(yōu)良的粘結(jié)力，氣密性、耐磨及耐水性等均較好。作為燃?xì)獗淼拿芊饧浅＿m用，其價(jià)格相對于磁傳動(dòng)密封件較便宜。缺點(diǎn)是耐寒及耐臭氧性較差，強(qiáng)力及彈性較低，耐酸性差。使用溫度范圍：約-30℃～+100℃。符合GB/T6968-2011《膜式燃?xì)獗怼穼?shí)施指南中的4.3溫度：燃?xì)獗淼淖钚」ぷ鞣秶鸀椋?10℃～+40℃，且適應(yīng)工作介質(zhì)溫度變化范圍不小于40K，最小貯存溫度范圍為：-20℃～+60℃。工作介質(zhì)溫度范圍不應(yīng)超出環(huán)境溫范圍。
燃?xì)獗眄斏w的中軸處為軸傳動(dòng)，一般采用丁腈橡膠密封件密封。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，燃?xì)獗淼男螤钆c結(jié)構(gòu)也不斷地更新，原U型密封圈的結(jié)構(gòu)（如圖1所示）已經(jīng)不適宜新型燃?xì)獗淼慕Y(jié)構(gòu)。所以裕民公司對U型密封圈（以下簡稱：密封圈）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)如圖2所示。
1 新、舊密封圈的形狀和孔徑不同
舊密封圈的內(nèi)、外徑高度在同一橫截面上，如圖1所示。當(dāng)氣體進(jìn)入U(xiǎn)型槽內(nèi)，其外徑由于受到頂蓋中間孔內(nèi)壁的擠壓只能向內(nèi)膨脹，而內(nèi)徑受到中間軸的擠壓只能向外膨脹。在靜態(tài)狀況下，依據(jù)圖紙尺寸計(jì)算內(nèi)外徑最大允許膨脹空間僅為：2.125mm。新密封圈的內(nèi)、外徑高度不在一個(gè)橫截面上，如圖2所示。當(dāng)氣體進(jìn)入U(xiǎn)型槽內(nèi)，在同等壓力下，其外徑最大允許膨脹空間為：2.57mm，而內(nèi)徑最大允許膨脹空間為：3.2mm。允許膨脹空間越大，其密封效果越好。
將舊密封圈裝配在直徑為？覫4mm的立軸上，密封圈的孔徑為： 3.3mm；新密封圈裝配在直徑為？覫2.5mm的頂蓋中軸上，密封圈的孔徑為：？覫2mm。軸徑小，周長短，密封圈內(nèi)徑與軸外徑之間的密封線距離就被縮短，其密封效果則越好。
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（注解：圖紙要求它的內(nèi)徑為：？覫3.4±0.1mm，外徑為：？覫9.35±0.15mm。圖表內(nèi)數(shù)字后面的單位為：mm，省略。）
從表1得出結(jié)論：內(nèi)徑膨脹，意味著內(nèi)徑與立軸之間產(chǎn)生縫隙；外徑收縮，說明它與下表體的內(nèi)孔之間產(chǎn)生間隙，這樣就可能產(chǎn)生內(nèi)部漏氣，燃?xì)獗淼氖局嫡`差會(huì)超出±1.5%的誤差范圍。但是丁腈橡膠的老化時(shí)間一般在兩年之內(nèi)，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)外徑變化區(qū)間不大，可以忽略不計(jì)。而在燃?xì)獗碛?jì)量室內(nèi)使用的皮膜也是由丁腈橡膠制造的，放置兩年后的燃?xì)獗硎局嫡`差普遍增大（見膜式燃?xì)獗鞪JG577-2012表6-5），是皮膜收縮與密封圈內(nèi)漏共存原因?qū)е麓爽F(xiàn)象。因?yàn)槠渌考趦赡曛畠?nèi)不會(huì)有明顯的尺寸變化或形狀變形，所以燃?xì)獗碓谑褂靡欢晗藓髸?huì)被更換。它的到期更換比起水表和電表更為重要，因?yàn)樗砗碗姳砣绻谑褂脙H僅涉及貿(mào)易結(jié)算不準(zhǔn)確的問題，而燃?xì)獗磉€涉及安全的問題。
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