密封衬垫是用来防止连接、接缝、门和可移去面板处缝隙的泄漏而设置的。对于那些不需要维修的永久性装配,密封衬垫的设计并不太困难。但是像上述的那些门、开口和可移动和移去的面板会给密封衬垫的设计带来许多问题。这主要是因为它们必须同时满足一些机械上和电气上相互抵触的要求所造成的。这里甚至还未提及化学上可能出现的问题(例如防锈)。有时,产品还要求屏蔽衬垫具有对环境密封的性能。这进一步地增加了在设计过程中所必须兼顾的各个方面。
图1-4-8显示了一个工业用机柜的典型密封衬垫设计。设计中采用了导电橡胶或硅材料。以此在对环境提供密封的同时,也提供了EMC屏蔽。在这类应用中,也经常会使用指簧这类弹性构件。
图1-4-8 屏蔽机柜上的搭接门和可拆卸面板-工业机柜上所采用的门的一个实例
(自上而下的水平横截面的俯视图)
当使用绿/黄导线来作为一个门或面板的安全地时,它在几百kHz频率以上所能提供的EMC性能的改善非常之有限,甚至不值一提。但若换用一个短而宽的专用接地条来代替前面的接地导线的话,这个上限频率也许可以延伸到几个兆赫。
市场上有着来自不同制造厂商的,大量不同品种和规格的密封衬垫可供选用。大多数这些制造厂商也提供用户服务。上述的这个观察揭示了:没有哪一个密封衬垫可通用于各种不同的应用范围。所以,要根据具体的应用来选择不同的密封衬垫。在设计或选择密封衬垫时,应考虑包括以下几点:
1)满足机械标准;
2)压缩变形;
3)锈蚀电阻[与它的配合材料间的低电流电动势(EMF)。并适用于计划使用的环境];
4)有能力经受预期正常使用的苛刻要求;
5)安装表面的形状和先期准备;
6)易于装配和拆卸;(www.xing528.com)
7)环境密封,烟雾和火警要求。
屏蔽用密封衬垫可以分成四个主要的类型:
1)导电聚合物(添加有金属颗粒的绝缘聚合物)。当用于环境密封时,这类材料可以成双层使用。它们具有低压缩永久性变形特性,但需要有足够的接触压力。所以,将它们使用于没有杠杆力的手动门上是有困难的。
2)导电材料包裹的聚合物(外层具有导电喷涂的聚合物发泡或管)。这类材料可以做得非常柔软,并具有伸缩性。它们同样具有低压缩永久性变形特性,但有些这类材料仅需要较低的接触压力。但它们的环境密封性能可能不是最好,并且它们的导电层易于磨损。
3)金属栅网(任意的或编织的)。通常这类材料都会过于刚硬,且不易弯曲。但它们与金属罩壳的阻抗匹配较好。因此,与上述其他类型的材料相比,它们具有较好的SE值。但它们的环境密封性能较差。但现在,有些这类材料常会与一个环境密封材料搭配在一起使用。这样在一个应用中,就同时具有两种不同特性的材料,从而互补了它们的性能。
4)指簧。通常由铍铜或不锈钢制成。并且具有非常好的依从性。它们使用最多的地方是模件上(和门上)。因为,两者都要求必须容易的以人力方式取出(打开)及插入(关闭)。所以,指簧在应用上有着广泛的使用。它们的擦抹式接触可以获得很好的搭接性能。并且它们对金属罩壳的阻抗匹配也很好。但它们不适用于要求有高压维修的地方(可能每隔几年就要进行凡士林的涂抹)。而且,它们也比较容易由于不小心而损坏。诸如被衣袖勾住、弯曲变形或折断。再就是指簧本身的尺寸和它们间的间距会形成电感。因此,在高频情况下,或关键的地方可能需要同时安装两排。这种设计方式常常可以在大多数EMC测试室的门上看到。
需要对产品上使用的密封衬垫就它们的机械技术指标做出适当的规定。以使它们能有效地工作,并容易安装。仅仅简单地把密封衬垫粘在一个表面并挤压在两个配合面之间很有可能达不到预期的效果。另一个常见的错误做法是为了更好的密封,使用过量的安装螺栓。结果在有螺栓的地方造成了密封衬垫由于压缩而变形,并在安装面之间形成若干个凹陷,而造成很大的泄漏空隙。产生这种情况的另一个原因是所选用的配合部件的硬度不恰当。但要使得配合件表面硬到不使用特别加工的凹槽就可以把密封衬垫塞挤进去,在装配工艺上是相当困难的。所以,建议使用如图1-4-9中所显示的凹槽形结构。这类凹槽不仅可以帮助修正密封衬垫所处的位置,而且还可以在装配过程中夹持住密封衬垫。
图1-4-9 密封衬垫的机械保证措施
密封衬垫的接触面不允许有喷涂(漆)面存在(导电漆除外)。它们所使用的材料,它们的准备过程和电镀等都必须从防止电蚀的观点出发给予仔细的考虑。
所有在产品中将要使用的密封衬垫的详细技术指标和规格尺寸都必须在生产工艺图中一一标出。在生产过程中,所有对它们做出修改的建议,都必须先经过可能对屏蔽和EMC性能造成的影响进行评估,以确定这些建议是否可行。当更换喷涂面导电漆供应商时,经常会使得密封衬垫变得毫无作用。这是因为在生产工艺图中未标出对屏蔽和EMC的要求所致。我们知道,改变喷涂面导电漆的工艺流程和改变喷涂面的材料一样,会由于改变进入没有掩蔽的密封衬垫安装表面的超范围喷涂的程度,而对屏蔽和EMC性能产生有害的影响(正如使用不同品牌的导电漆可以造成不良影响一样)。
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