液体式真空动密封的结构及特点
目前，液体式真空动密封有两种形式。
(1)液态金属真空动密封
液体用于真空动密封的结构原理如图3 所示。
图3 采用液体密封物质的真空动密封结构原理
图3(a)采用液体薄膜密封，它是利用小间隙中液体薄膜的表面张力和压差的平衡状态来实现的。在转轴处于静止状态时，其可靠的密封条件是：
δ<2γ/p1
式中γ———流体的表面张力，其值见表1;
p1———密封外侧的压力。
图3 (b) 是液体压差密封的装置， 其中(p1-p2)应该等于液柱高ΔX 的压强，为了减小所需的液柱高度，一般把密封器设置在真空室与单独抽真空的中间室之间。这种装置的缺点是它只能用于轴处在垂直的位置，而且需要设置中间抽气室。一旦中间室的压力增大，则会产生向真空室喷出密封流体的危险。
液体密封在高温下工作时，流体的蒸汽有污染真空室的可能性。几种易熔金属的蒸汽压力值见表2，由表2 可见，这些金属作为液态密封物质是可以的。
表1 几种液体的表面张力
表2 易熔金属的蒸汽压力
(2)磁流体真空动密封
磁流体就是由磁性纳米颗粒，经过特殊处理将其均匀地分散到具有很低饱和蒸气压的液体(载液)中，通过分散剂与液体混合后既不沉淀，又不凝固的一种固液相结合的胶状液体。它既有液体的流动性又具有磁性。磁流体真空动密封就是基于这种特性而实现的，其原理如图4 所示。圆环形永久磁铁1，极靴2 和放置轴3 所构成的磁性回路，在磁铁产生的磁场作用下，把放置在轴与极靴顶端缝隙间的磁流体4 加以集中，使其形成一个所谓的“O”形环，将缝隙通道堵死而达到密封的目的。这种密封方式可用于转轴是磁性体[图4(a)]和非磁性体[图4(b)]两种场合，前者磁束集中于间隙处并贯穿转轴而构成磁路，而后者磁束不通过转轴，只是通过密封间隙中的磁性流体而构成磁路。
图4 磁流体的真空动密封原理及其密封方式
这种密封技术具有如下特点。
①磁性流体密封真空转轴可消除密封件与轴间接触所产生的摩擦损失，提高轴的转速(可达120000 rpm)，极大地减少泄漏。如果采用低蒸汽压的磁性流体，可将真空室内的真空度维持在1.3×10-7 Pa 以上。而且与固体密封相比较可以极大地减少功耗。
②磁性流体的密封结构简单、维护方便、轴与极靴间的间隙较大，因此可不必要求过高的制造精度。
③磁性流体在密封空隙中是由磁铁所产生的磁场所固定，因此转轴的启动和停止较方便。这种密封装置的缺点是磁性流体在高温下难以稳定，工作温度一般在-30℃~120℃之间，轴在过高或过低温度下工作时须采用冷却或升温措施，从而使密封结构复杂化，适用介质的种类范围窄，耐高压能力差。
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