泛塞密封及與O、U形圈對比.docx

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1、. 泛塞密封及與O、U形圈對比 泛塞，該詞來源于“Variseal”的音譯，是復合密封、組合密封的意思，實際上通常指的是彈簧蓄能密封，是spring variseal（彈簧復合密封）的簡寫。 “泛塞”本身就是“復合密封”的音譯，所以在“泛塞”的后面沒有必要加“密封”二字，若按照習慣叫法，加上該二字也行。當然，按照中文直接說“彈簧蓄能密封”更好。 典型泛塞結構 右圖為泛塞的典型結構，分內外不同的兩個部分，外部密封件本體為特種功能塑料，內部為特種材質的不銹鋼彈簧。 密封件本體和彈簧的材質都因不同的工況和工作介質而不同。一般的，密封件本體的材質有：純四氟乙烯，填充四氟乙烯，超高分子量聚乙

2、烯，聚酰亞胺，聚醚醚酮等。不銹鋼的材質則一般有SUS301,SUS304,SUS316和SUS718等。 外部的密封件本體與要密封的兩個面接觸，起密封的作用，所以要求摩擦系數低，強度高，耐磨損，耐工作介質，耐工作環(huán)境高溫或低溫。 典型泛塞結構 內部的不銹鋼彈簧為外部的密封件本體提供壓力，使密封件唇口一直緊緊的被壓在密封接觸面上，防止泄漏，特別是當內部壓力較低，為零壓甚至負壓的時候，彈簧就是密封壓力的唯一來源。對于彈簧的要求較簡單：耐環(huán)境高低溫，耐腐蝕，彈性力相對恒定。這幾點要求雖然不多，但不易達到，對于彈簧的材質，工藝和形狀要求高。 泛塞是近年來開發(fā)的一種密封形式，與格萊圈、斯特封

3、等組合密封一樣，充分的利用各組成材料的優(yōu)越性能，從而性能遠遠超越任何單一材料的密封件。它與以前的各種形式密封件相比，既有顯著優(yōu)點，也有明顯的缺陷。 優(yōu)點： 1， 耐高低溫的范圍大大增強，低溫可以達到-200C，高溫到300C左右，這對以前的各種形式密封不可想象。 2， 摩擦系數更低，雖然格萊圈和斯特封的密封材料可能與泛塞的一樣，摩擦系數較低，但同樣材質的泛塞，摩擦系數會更低，特別是工作壓力大的時候，區(qū)別極為顯著。 3， 壽命更長，如果材料是泛塞的常用材料：填充聚四氟乙烯和不銹鋼其儲存壽命理論上是無限期，使用壽命也較其他的形式密封件要長，在有些工況下也是無限期，這對于一些特定用途的油

4、缸非常重要。 4， 耐高壓及超高壓力，一般標準設計的泛塞圈，可耐壓20-30MPa，通過更改設計參數，耐壓100MPa以上也很容易。 5， 在高低壓力下，泄漏量都較小。泛塞圈在高低壓下都能有好的密封性能，而其他形式的密封要么耐高壓性好，要么耐低壓性好，同時耐高低壓力都好很難達到。 6， 安裝溝槽小，安裝溝槽標準尺寸與同級別O形圈的一樣。 缺點： 1， 安裝溝槽一般為開式或半開式，特別是小直徑油缸，必須為開式或半開式，這樣為油缸的設計、制造與安裝可能會增加一定的成本。 2， 密封件制造工藝為車削成型，生產效率低，制造成本較普通密封件的高，故密封件的采購成本會較高。 典型

5、應用工況： 1， 高溫密封 現代的工業(yè)油缸，很多地方需要高溫油缸密封，如壓力鑄造油缸，冶金油缸，窯爐油缸，汽車發(fā)動機密封，等等，最高溫度達到300C左右。 2， 低溫密封 液化氮氣，液化石油氣，液化二氧化碳，液化氧氣，等密封，最低溫度達-200C。 3， 高壓密封 超大噸位的壓力機，高壓水切割機，空壓機等，最高壓力達400MPa。 4， 高速密封 高速轉軸，轉速可達30-40米每秒。高速往復運動油缸，伸縮的速度可達15-20米每秒。 5， 特殊工作介質密封 高溫水汽，海水，剎車油，酸堿等。 6， 低摩擦 典型的如伺服油缸。 7， 長壽命密封 風電變槳油缸，建筑減震

6、油缸。 8， 長大油缸密封 典型如起重機油缸，堆高機油缸。 9， 衛(wèi)生安全密封 目前食品和藥品接觸的密封已經基本采用泛塞圈。 10， 快速反應油缸 密封件安裝溝槽小，油缸各結構件可以更輕，同時摩擦阻力小，可大幅提升油缸的動態(tài)性能，制造出更好的快速反應油缸。 發(fā)展趨勢： 雖然目前泛塞相對其他密封形式成本較高，但他的優(yōu)勢多也很顯著，很多情況下已經變得不可替代，隨著對設備性能和工作可靠性要求的提高，設備維護人力資源的日益昂貴，泛塞的性價比變得越來越高，應用也越來越普遍，現在已經有一股泛塞取代傳統(tǒng)密封的大趨勢。 泛塞技術： 泛塞圈雖然看起來結構簡單，大家仿制起來好像也很容易，其

7、實不然，不同的公司產品，其使用壽命可能會極為懸殊。因為不同工況下密封件結構、密封材料配方的選擇和差異化的制造工藝在這里都非常重要，一旦選用不合適的材料配方或密封結構，密封件質量難以保證。 泛塞密封與O、U形圈密封對比： 1， 組成成分 O形密封 各種材質、硬度的橡膠，常用的有丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠和乙丙橡膠等 U形密封 現在一般為聚氨酯，極少數為較硬的橡膠 泛塞密封 密封件本體一般為填充聚四氟乙烯，基體是聚四氟乙烯，填充料為碳纖維、銅粉、二硫化鉬等，彈簧的成分通常為耐腐蝕的各種不銹鋼。 2， 儲存壽命 O形密封 丁腈橡膠等一般為2-10年，氟橡膠，硅橡膠5-

8、20年 U形密封 一般為5-10年。 泛塞密封 理論上無限制 3， 工作介質相容性 O形密封 O型圈密封介質的耐受性因材質的不同而區(qū)別很大，沒有一種可以包打天下，如丁腈橡膠耐非極性礦物油，對于極性礦物油，水及酸堿等的耐受性很差。 U形密封 耐礦物油液壓油，不耐水及含水液體。 泛塞密封 聚四氟乙烯材料制作的泛塞本體耐幾乎所有的介質，含強酸強堿、有機溶劑、各類油脂，無機鹽有機鹽溶液。 不銹鋼304、316、718等的耐腐蝕性都很強，可適用于多種工作介質中，如各類油脂，水等。 4， 摩擦與磨損 O形密封 橡膠與鋼材的干摩擦系數約為0.6-0.8之間，在有潤滑時摩

9、擦系數為0.3-0.5之間 U形密封 一般摩擦系數較相同工況橡膠的要稍小，干摩擦系數在0.3-0.5間，有潤滑時，摩擦系數在0.2-0.4之間。 泛塞密封 填充聚四氟乙烯與金屬材料的干摩擦在0.15左右，有潤滑的時候，摩擦系數為0.01-0.05之間， 因為摩擦系數相差較大，摩擦阻力和磨擦損耗量相應的也相差巨大。 5， 物理老化，工作蠕變 O形密封 橡膠在貯存和使用過程中受自然和人工環(huán)境各種條件的綜合影響，性能和外觀隨時間而變壞。橡膠制品常因受熱、空氣中的氧和臭氧、陽光、風、雨、雪、水分以及使用過程各種機械應力作用或化學溶劑的侵蝕，使橡膠的化學結構受到破壞，變軟或硬脆龜裂，

10、表面粗糙，力學性能下降，隨時間推移逐漸喪失使用價值。 當O形圈正常工作時會受到一定的應力，在應力的作用下，O型圈形狀會發(fā)生永久變形，從而部分或全部失去工作能力。 U形密封 在熱、光、氧氣、水等的影響下老化，力學性能逐漸下降。 在應力的作用下，聚氨酯U形圈會發(fā)生一定的變形，但通常情況下永久變形較小，一般不影響工作。 泛塞密封 因為材料本身耐各種溶劑及溫度，氧化劑等，在儲存與工作時都不會發(fā)生材料變質與劣化。 密封件本體主要成分為聚四氟乙烯，在壓力作用下可能會發(fā)生蠕變，但因為密封唇口主要由彈簧提供形變恢復力，故本身在工作的壓力作用下發(fā)生蠕變而失去工作能力的可能性極小。 6， 工作

11、溫度 O形密封 根據橡膠材料的不同會有些區(qū)別，但基本以0-70C為最佳工作區(qū)間，有些橡膠的工作區(qū)間在特殊的工況下會大些，如硅橡膠，在水中耐溫只能達到100C，但在空氣中可達到210C。 U形密封 一般密封件正常工作溫度-30到+110C。 泛塞密封 工作溫度-200到+250C。（決定于密封件本體材料，彈簧的工作溫度范圍遠大于密封件本體） 7， 擠出間隙及耐壓等級 O形密封 材料硬度不同，抗壓抗擠出能力差別較大，一般的，如果壓力大于5MPa，需要加裝擋圈，否則可能發(fā)生擠出破壞。安裝時擠出間隙小于0.1為佳。 U形密封 材料硬度不同，抗壓抗擠出能力差別較大，一般的，如果

12、壓力大于15MPa，需要加裝擋圈，否則可能發(fā)生擠出破壞。安裝時擠出間隙小于0.2為佳。 泛塞密封 單獨承壓可達20-50MPa，如果加裝特殊擋圈，可以承壓100MPa以上。安裝溝槽與O形圈相同時，擠出間隙可以為O型圈密封的2-3倍，極大地減少制造費用。 8， 主要密封形式： O形密封 主要密封形式為靜密封，少量用于氣動低壓密封 U形密封 主要密封形式為動密封，少量用于靜密封 泛塞密封 主要密封形式為動密封，少量用于靜密封 9， 工作壽命 O形密封 在滿足條件：材質與介質相容、常溫低壓、隔絕空氣光照射等條件的工況下，靜密封壽命較長，否則很短，一般不到2年。動密封的

13、壽命一般都不長，主要決定于壓力和接觸面粗糙度及潤滑情況。 不可用于干摩擦。 U形密封 決定于具體工況下的以下因素：工作溫度，運動速度，工作介質，接觸面粗糙度。 不可用于干摩擦 泛塞密封 相同工況下，為前者的10到100倍以上。 可用于干摩擦。 10， 成本 O形密封 價格便宜，安裝方便，是最便宜，使用最廣，也是最成熟和通用的密封件。 U形密封 價格根據具體的規(guī)格和品牌、質量的不同而不同，但一般是O形圈的10倍以上，安裝較方便。 泛塞密封 近年開發(fā)出來的密封種類，價格較U形圈貴，安裝溝槽通常為開式或半開式。目前使用量相對還較少，但近幾年開始迅速增長。 11，

14、 性價比 O型圈密封 一次性安裝使用的情況下，性價比具有無可比擬的優(yōu)越性，但如工況特殊：工作介質、高溫、高壓、大間隙、潤滑不良、要求工作壽命等情況，其性價比不理想，雖然密封件本身很便宜，但反復拆檢安裝、泄漏等成本高。 U形密封 常溫下的低壓低速往復運動時，性價比高，高溫、高速或高壓等工況下使用不理想。 泛塞密封 因為價格較U形圈要貴，對于一般要求不高的使用工況可能不劃算，但如使用工況有特殊工作介質及要求低摩擦、高溫、高速或高壓等情況，或對使用壽命有要求，使用泛塞密封更好，性價比更高。 經過“禁賣中興芯片”事件，國人都知道芯片難造，技不如人，對這個事情非常重視，以至近

15、期投資芯片成風。其實，到目前為止，我們還有很多像芯片制造這樣的短板待補，密封行業(yè)就是一個。 密封行業(yè)又分機械密封和液壓/氣動密封，機械密封用于高溫、高速等特殊工況；液壓/氣動密封用在流體傳動方面。對于前者-機械密封，我們的技術與國外先進技術相差還較遠，很多關鍵件還必須進口。在流體傳動密封這一塊，國內經過幾十年的追趕，目前的技術差距已經不大，有些方面已經達到國外先進水平，這方面的典型代表如 “達曼森密封科技”的四氟乙烯密封和橡膠密封技術。 我們國家液壓工業(yè)從上世紀60年代開始起步，密封件行業(yè)也在半仿制半研發(fā)中開始前進。改革開放前期，

16、內地密封企業(yè)以貿易和代理國外品牌及簡單的仿制為主，到2000年前后，國內高質量的密封件基本上是靠進口，近年來，出現極少數的幾家重視密封產品質量和新品研發(fā)的企業(yè)，達曼森密封科技是其中重要的一員。 達曼森密封科技有限公司是一家專門從事密封原理、密封材料研究、密封系統(tǒng)設計及密封件生產與開發(fā)的科技型企業(yè)。公司每年用于研究開發(fā)的資金占銷售額的百分之5-10之間，與國外各大著名跨國公司的相當，遠高于國內同行的，相應的，密封技術方面也處于國內公司前列。達曼森密封的橡膠和四氟乙烯密封產品質量均已經達到并較出大部分的國外同類產品的。 達曼森密封

17、產品目前主要是液壓密封和汽車密封方面，也有相當部分特殊密封，如氣彈密封，較高壓水密封，煉鋼爐設備高溫密封，低溫液化氣、氮氣設備密封等特殊密封。 達曼森密封這些年在研發(fā)方面碩果累累： 1. 破碎錘浮動密封 現在常用的破碎錘，因為整體的結構問題，活塞密封采用滑閥式間隙密封，間隙一般大于5個絲，間隙小了可能會發(fā)生干涉和卡死，大了又會產生大的泄漏，導致設備整體效率低下，并伴隨大量發(fā)熱，極大的影響機器可維護性和整機壽命，可以說是行業(yè)痛點之一。達曼森發(fā)明的浮動密封，很好的解決了這兩個問題。 2. 高壓密封 達曼森開發(fā)的高壓密封，已經用于較大壓力150MPa的壓力機油缸，使用效果良好。

18、3. 高溫密封 高溫密封也是達曼森研發(fā)的重點方向之一，高爐打渣設備的工作溫度通常高達400-500C，達曼森為高爐打渣設備成功開發(fā)的高溫油缸密封，效果理想，達到預期。 4. 液壓缸抖動與爬行 液壓油缸的抖動與爬行，目前在液壓傳動特別是工程機械上很常見，是液壓行業(yè)的一個痛點。達曼森經過理論分析與模擬，找到了問題的根源，通過重新設計液壓油路和油缸密封方案，成功解決。 5. 長行程液壓缸密封方案 油缸行程變長后，會出現同樣結構短油缸沒有的新問題。如抖動與爬行，密封件拉傷，壽命短等。同樣達曼森也找到了相應的解決方案。 6. 新

19、型密封材料：vs011等一批高性能材料， 密封材料這一塊，達曼森開發(fā)了多種以四氟乙烯為基體的特殊工程材料，其性能較常用材料有巨大的改善。如達曼森內部代號為VS系列材料，材料的綜合性能較同類產品有極大的提高，在保持四氟的低摩擦系數、耐腐蝕、耐高溫、耐老化等特性外，耐磨能力、抗蠕變能力均達到了業(yè)內較好水平，產品已經應用于風電長效油缸(設計壽命20年)，橋梁高層建筑阻力器(設計壽命20年)、缸內直噴發(fā)動機高壓油泵密封(工作頻率≥20萬次/小時)。 達曼森生產的導向帶 類似的研發(fā)成績還有很多，典型的如下： 7. 汽車變速密封 8

20、. 汽車氣門密封 9. 氣彈密封 10. 泛塞密封原理及理想結構 11. 筒形坯料自動壓制機 12. 橡膠硫化快速布料裝置 13. 安裝快捷，性能優(yōu)良的新型密封結構 密封理論方面的研究達曼森也處于國內較好位置，應用達曼森的研究成果，設計了多個技術先進的密封案例，包括較高溫，較低溫，較高壓，較高速等案例，其密封效果均得到客戶高度認可。 達曼森公司與國內外多所大學及科研機構有長期合作和技術交流，擁有多項發(fā)明專利和國內較好的生產工藝，研發(fā)團隊具備應對各種復雜工況密封系統(tǒng)設計開發(fā)能力。公司已通過ISO9001質量體系認證和TS16949質量體系認證。 達曼森公司有各類中高級

21、專業(yè)技術人員二十多人，廠區(qū)占地一萬三千余平米，車間面積八千余平米。生產設備和檢測設備均處于同行較好水平，大型壓力機可壓制2米直徑的密封件坯料，加工設備全是技術先進的自動化CNC機床，生產能力和整體規(guī)模目前處于國內同類企業(yè)較前列。 公司在解決較高溫、較高壓、較低溫、強腐蝕等特殊工況方面有較為豐富的應用經驗和的深厚理論基礎，產品廣泛用于工程機械、汽車、自動化設備、石油、水利、化工、航空航天等領域。 達曼森始終為客戶提供較合適的產品、良好的技術支持、健全的售后服務。達曼森的服務從了解客戶的密封要求和密封工況開始，為客戶設計合理的密封系統(tǒng)，選用較合適的密封件，達到理想的密封效果。 達曼森提供的不僅僅是看得見的產品，更多的是方案、服務、信心與保障。 ..