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金属波纹管组合件利用波纹管的能压缩能拉伸具有拉压弹性的特点,使波纹管的一端与移动的阀头相连,另
一端与固定不动的阀壳体相连,构成动的运动副(见图8)。靠波纹管本身的弹性变形实现阀头的移动,靠波纹管
的管壁金属材料强度承受控制腔和工作腔的压力差,阀头运动前、运动中、运动后靠波纹管保证运动副之间即控
制腔和工作腔之间的零泄漏。在阀头的移动全过程,靠金属波纹管动密封实现运动副之间不接触、无摩擦、没磨
损。
金属波纹管动密封的关键部位是能压缩拉伸变形的金属波纹管。电动调节阀见图7。金属波纹管的密封性能就决定了
阀门的动密封性能。
机械式动密封是靠活塞槽中的非金属密封件与金属壳体壁面之间的压缩接触面,产生接触压应力(见图8、
图9),阻止由压缩接触面隔开的控制腔和工作腔之间的压差泄漏,这个压缩接触面的密封能力与非金属密封件
和金属壳体的材料、表面硬度、表面粗糙度、尺寸、控制腔和工作腔之间的压差等因素有关,压缩接触面上的压应
力是有限的,当压应力小于控制腔和工作腔之间的压差就会发生泄漏,随着压差越大泄漏就越大,现在世界上任
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何一种机械式动密封难于做到零泄漏,而且运动副之间有接触、有摩擦、有磨损,随着压应力越大摩擦、磨损就越
大。
机械式动密封的关键部位是运动的密封件与不动的壳体之间的环形接触面,见图9,这个接触面的密封性能
就决定了阀门动密封性能。
图7 有金属波纹管动密封的2种气控阀用例原理图
1波纹管 2弹簧 3阀头 4壳体 a入口 b出口 c气控口
图8 采用机械式动密封的气控阀用例示意图
1非金属密封圈 2弹簧 3阀头 4壳体 5活塞 a入口 b出口 c气控口
图9 2种常用机械式动密封的密封原理示意图
1活塞 2壳体 3非金属密封(O形、平垫片) 4接触面上的压应力
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金属波纹管动密封与机械式动密封的性能比较见表1。
表1 金属波纹管动密封与机械式动密封的性能比较
序号 比较项目 金属波纹管式动密封 非金属垫片活塞式动密封


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