泛塞密封及与O、U形圈对比
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泛塞密封及与O 、U形圈对比
泛塞,该词来源于“Variseal”的音译,是复合密封、组合密封的意思,实际上通常指的是弹簧蓄能密封,是spring variseal(弹簧复合密封)的简写。
“泛塞”本身就是“复合密封”的音译,所以在“泛塞”的后面没有必要加“密封”二字,若按照习惯叫法,加上该二字也行。当然,按照中文直接说“弹簧蓄能密封”更好。
右图为泛塞的典型结构,分内外不同的两个部分,外部密封件本体为特种功能塑料,内部为特种材质的不锈钢弹簧。
密封件本体和弹簧的材质都因不同的工
况和工作介质而不同。一般的,密封件本体
的材质有:纯四氟乙烯,填充四氟乙烯,超
高分子量聚乙烯,聚酰亚胺,聚醚醚酮等。
不锈钢的材质则一般有
SUS301,SUS304,SUS316和SUS718等。
外部的密封件本体与要密封的两个面接
触,起密封的作用,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
典型泛塞结构
高温或低温。
内部的不锈钢弹簧为外部的密封件本体
提供压力,使密封件唇口一直紧紧的被压在密封接触面上,防止泄漏,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。对于弹簧的要求较简单:耐环境高低温,耐腐蚀,
弹性力相对恒定。这几点要求虽然不多,
但不易达到,对于弹簧的材质,工艺和
形状要求高。
泛塞是近年来开发的一种密封形
式,与格莱圈、斯特封等组合密封一样,
充分的利用各组成材料的优越性能,从
而性能远远超越任何单一材料的密封
件。它与以前的各种形式密封件相比,
既有显著优点,也有明显的缺陷。
典型泛塞结构
优点:
1,耐高低温的范围大大增强,低温可以达到-200°C,高温到300°C左右,这对以前的各种形式密封不可想象。
2,摩擦系数更低,虽然格莱圈和斯特封的密封材料可能与泛塞的一样,摩擦系数较低,但同样材质的泛塞,摩擦系数会更低,特别是工作压力大的时
候,区别极为显著。
3,寿命更长,如果材料是泛塞的常用材料:填充聚四氟乙烯和不锈钢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非常重要。
4,耐高压及超高压力,一般标准设计的泛塞圈,可耐压20-30MPa,通过更改设计参数,耐压100MPa以上也很容易。
5,在高低压力下,泄漏量都较小。泛塞圈在高低压下都能有好的密封性能,而其他形式的密封要么耐高压性好,要么耐低压性好,同时耐高低压力都
好很难达到。
6,安装沟槽小,安装沟槽标准尺寸与同级别O形圈的一样。
缺点:
1,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,这样为油缸的设计、制造与安装可能会增加一定的成本。
2,密封件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,故密封件的采购成本会较高。
典型应用工况:
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泛塞圈。
10,快速反应油缸
密封件安装沟槽小,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。
发展趋势:
虽然目前泛塞相对其他密封形式成本较高,但他的优势多也很显著,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,泛塞的性价比变得越来越高,应用也越来越普遍,现在已经有一股泛塞取代传统密封的大趋势。
泛塞技术:
泛塞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。
泛塞密封与O、U形圈密封对比:
11,性价比
O型圈密封一次性安装使用的情况下,性价比具有无可比拟的优越性,但如工况特殊:工作介质、高温、高压、大间隙、润滑不良、要求工作寿命等情况,其性价比不理想,虽然密封件本身很便宜,但反复拆检安装、泄漏等成本高。
U形密封常温下的低压低速往复运动时,性价比高,高温、高速或高压等工况下使用不理想。
泛塞密封因为价格较U形圈要贵,对于一般要求不高的使用工况可能不划算,但如使用工况有特殊工作介质及要求低摩擦、高温、高速或高压等情况,或对使用寿命有要求,使用泛塞密封更好,性价比更高。
经过“禁卖中兴芯片”事件,国人都知道芯片难造,技不如人,对这个事情非常重视,以至近期投资芯片成风。其实,到目前为止,我们还有很多像芯片制造这样的短板待补,密封行业就是一个。
密封行业又分机械密封和液压/气动密封,机械密封用于高温、高速等特殊工况;液压/气动密封用在流体传动方面。对于前者-机械密封,我们的技术与国外先进技术相差还较远,很多关键件还必须进口。在流体传动密封这一块,国内经过几十年的追赶,目前的技术差距已经不大,有些方面已经达到国外先进水平,这方面的典