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弹簧蓄能密封圈——密封圈中的“全能王”

发表时间:2019-03-05 08:51:33


导语

弹簧蓄能密封圈是一种外部带有聚四氟乙烯(或其他聚合材料)夹套的弹簧驱动压力高性能密封件,其内饰了特殊的金属蓄能弹簧。

弹簧蓄能密封圈如何工作

当弹簧蓄能密封圈安装在密封沟槽内时,弹簧受压,促使夹套唇紧贴密封沟槽,由此形成密封。

弹簧给密封夹套提供永久弹力,并弥补材料磨损及配合零件的偏移或偏心。系统压力也会辅助密封夹套蓄能。通过系统压力辅助下的弹簧弹力,无论在高压或低压下,都可实现有效密封。

密封夹套因要起到密封作用,需接触沟槽的面,所以要求摩擦系数低,强度高,耐磨损,耐工作介质,耐工作环境高温或低温。

而金属弹簧为外部的密封夹套提供压力,特别是当内部压力较低,为零压甚至负压的时候,弹簧就是密封压力的唯一来源。这就要求弹簧耐环境高低温,耐腐蚀,弹性力相对恒定。

             ▲PTFE                            ▲金属蓄能弹簧


夹套和弹簧根据不同的工况和工作介质采用不同的材质。

一般来说,夹套的材质有:聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯,聚醚醚酮等;金属弹簧的材质有SUS301,SUS304,SUS316,Inconel和Elgiloy等。

弹簧蓄能密封圈优点及工况

与格莱圈、斯特封等组合密封一样,弹簧蓄能密封圈充分发挥了其各组成材料的优越性能,使其总体性能远高于任何单一材料的密封件。

优点

1.耐高低温的范围大大提高

低温可以达到-200°C,高温到300°C左右,颠覆了以往对密封件耐高低温的认知。

2.摩擦系数更低

同样材质下,弹簧蓄能密封圈比格莱圈和斯特封的摩擦系数更低,特别是工作压力大的时候,区别极为显著。

3.寿命更长

填充聚四氟乙烯和不锈钢的弹簧蓄能密封圈其储存寿命理论上是无限期,使用寿命也较其他的形式密封件要长,在有些工况下也是无限期,这对于一些特定用途的油缸尤其重要。

4.耐高压及超高压力

一般标准设计的弹簧蓄能密封圈,可耐压20-30MPa,通过更改结构设计,耐压100MPa以上也不是问题。

5.在高低压力下,泄漏量都较小

弹簧蓄能密封圈在高低压下都有较好的密封表现,而其他形式的密封要么耐高压性好,要么耐低压性好,很难同时满足耐高低压力都好。

6.安装方便

沟槽标准一般采用开放式,方便安装,也不容易损坏产品

工况

有了上述的特点,弹簧蓄能密封圈可以应用到广泛的工况中:

1.高温密封

现代的工业油缸,很多地方需要高温油缸密封,如压力铸造油缸,冶金油缸,窑炉油缸,汽车发动机密封,等等,最高温度达到300°C左右。

2.低温密封

液化氮气,液化石油气,液化二氧化碳,液化氧气,等密封,最低温度达-200°C。

3.高压密封

超大吨位的压力机,高压水切割机,空压机等,最高压力达400MPa。

4.高速密封

高速转轴,转速可达30-40米每秒。高速往复运动油缸,伸缩的速度可达15-20米每秒。

5.特殊工作介质密封

高温水汽,海水,刹车油,酸碱等。

6.低摩擦

典型的如伺服油缸。

7.长寿命密封

风电变桨油缸,建筑减震油缸。

8.长大油缸密封

典型如起重机油缸,堆高机油缸。

9.卫生安全密封

目前食品和药品接触的密封已经基本采用弹簧蓄能密封圈。

10.快速反应油缸

弹簧蓄能密封圈安装沟槽小,油缸各结构件可以更轻,同时摩擦阻力小,可大幅提升油缸的动态性能,制造出更好的快速反应油缸。

弹簧蓄能密封圈的发展趋势

目前使用弹簧蓄能密封圈的成本较高,这与其安装要求和制造工艺有关:

1.其安装沟槽一般为开式或半开式

特别是小直径油缸,必须为开式或半开式,这样就给油缸的设计、制造与安装提出更高的要求,可能会增加一定的成本。

2. 其密封夹套的制造工艺为车削成型

生产效率低,制造成本较普通密封件的高,所以采购成本会较高。

 

虽然目前弹簧蓄能密封圈相对其他密封形式成本较高,但其优势明显,很多情况下已经变得不可替代。

随着对设备性能和工作可靠性要求的提高,设备维护人力资源的日益昂贵,弹簧蓄能密封圈的性价比变得越来越高,应用也越来越普遍,现在已经有一股弹簧蓄能密封圈取代传统密封的大趋势。

弹簧蓄能密封圈技术


弹簧蓄能密封圈虽然看起来结构简单,大家仿制起来好像也很容易,其实不然,不同的公司产品,其使用寿命可能会极为悬殊。

因为不同工况下密封件结构、密封材料配方的选择和差异化的制造工艺在这里都非常重要,一旦选用不合适的材料配方或密封结构,密封件质量难以保证。

 

旭隆密封参与研发的“高分子材料特种性能弹簧蓄能密封圈密封圈”,以解决在特种环境下:超低温(-196度以下)、超高压(200MPA以上)、高温(300度以上)、强腐蚀环境的密封应用为目标。

目前通过技术、工艺的不断革新,已经部分产品推向市场,已运用于多个石油、石化、天然气的项目应用中,获得业主的广泛肯定,受到了包括:中石油、中石化、中国工业机械部合肥通用机械研究所、全国标准委员会、中国阀门协会等各级领导的高度重视。

在天然气应用领域的超低温密封产品,旭隆公司的密封元件产品,无论在工艺过程、产品质量、售后服务都远超国外先进水平。

旭隆公司以高标准的产品质量和高品质的服务赢得客户信赖,以服务至上、精益求精的态度为客户实现了价值最大化。


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