密封圈又称为油封,是防止润滑油漏出及外物侵入的原零配件或零件,在工业设备中经常使用。密封圈的种类丰富,分类方式多样,常见的分类有按截面形状分、按材质分、按工作状态分等。流程君在这里做个全面梳理。

O 型密封圈:这是最常见的一种密封圈,截面为圆形。它具有结构简单、安装方便、密封性好等优点,适用于各种静密封和低速动密封场合,如管道连接、阀门、泵等设备的密封。O 型圈的材料种类繁多,可根据不同的工作环境和介质选择合适的材质。
Y 型密封圈:截面形状类似字母“Y”。这种密封圈的密封唇具有较好的活动性和适应性,能补偿较大的公差和角度偏差,可防止内部油脂或油液向外泄漏,也能防止外界的溅水或尘埃侵入。Y 型圈广泛应用于液压、机械、气动等行业的往复运动密封装置。
V 型密封圈:是一种轴向作用的弹性橡胶密封圈,其密封唇有较好的弹性和密封性,可用于转轴的无压密封。V 型密封圈能够补偿较大的公差和角度偏差,适用于一些对密封要求较高、工作条件较复杂的场合。
U 型密封圈:截面呈“U”形,常用于制造液压系统中的往复密封,在工程机械中液压缸的密封中应用广泛。U 型圈的密封性较好,能够承受一定的压力和磨损,但安装时需要注意方向和位置。

X 型密封圈:截面形状像字母“X”,具有较好的密封性和耐磨性,适用于一些对密封性能要求较高的场合。不过,由于其结构相对复杂,制造和安装难度较大,所以应用范围相对较窄。
L 型密封圈:一般用于直角或拐角处的密封,其形状可以适应拐角的结构,起到良好的密封作用。例如在一些机械设备的角落、管道的转弯处等地方会使用到 L 型密封圈
星型密封圈:也叫星形圈,是一种特殊形状的密封圈,由多个密封唇组成,形似星星。它具有良好的密封性和弹性,能够适应不同的工作压力和温度条件,常用于液压缸、气缸等设备的密封。
空心管密封圈:这种密封圈的内部为空心结构,可以在保证密封性能的同时,减少材料的使用量,降低成本。空心管密封圈常用于一些对重量和空间有限制的场合,如航空航天、医疗器械等领域。
异形密封圈:是根据特定的设备或部件的形状设计的非标准形状的密封圈,以满足特殊的密封需求。例如,一些不规则形状的容器、管道接口等需要使用异形密封圈来实现密封。
天然橡胶密封圈:具有良好的耐磨性、弹性、扯断强度及伸长率,但在空气中易老化,遇热变黏,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。适用于一些对密封性能要求不高、工作环境相对温和的场合,如普通的机械设备、门窗密封等。
丁腈橡胶密封圈:是目前用途最广、成本较低的橡胶密封件,适合于石油系液压油、甘醇系液压油、二酯系润滑油、汽油、水、硅润滑脂、硅油等介质中使用。但不适用于极性溶剂之中,如酮类、臭氧、硝基烃、MEK 和氯仿。一般使用温度范围为-40℃至120℃。
氢化丁腈橡胶密封圈:具有极佳的抗腐蚀、抗撕裂和抗压缩变形特性,耐臭氧、耐阳光、耐天候性较好,比丁腈橡胶有更佳的抗磨性。适用于洗涤机械、汽车发动机系统及使用新型环保冷媒 R134a 的制冷系统中。不建议使用于醇类、酯类或是芳香族的溶液中,一般使用温度范围为-40℃至150℃。
硅橡胶密封圈:具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化性能,有很好的绝缘性能。但抗拉强度较一般橡胶差且不具耐油性。适用于家用电器如电热水器、电熨斗、微波炉等,还适用于各种与人体有接触的用品,如水壶、饮水机等。不建议使用于大部份浓缩溶剂、油品、浓酸及氢氧化钠中,一般使用温度范围为-55℃至250℃。
氟橡胶密封圈:耐高温性优于硅橡胶,有极佳的耐候性、耐臭氧性和耐化学性,耐寒性则不良。对于大部份油品及溶剂都具有抵抗能力,尤其是酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油。适用于柴油发动机、燃料系统及化工厂的密封需求。不建议使用于酮类、低分子量的酯类及含硝的混合物,一般使用温度范围为-20℃至250℃。
氟硅橡胶密封圈:其性能兼有氟素橡胶及硅橡胶的优点,耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳,能抵抗含氧的化合物、含芳香烃的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。一般用于航空、航天及军事用途。不建议暴露于酮类及刹车油中,一般使用温度范围为-50℃至200℃。
三元乙丙橡胶密封圈:具有很好的耐候性、耐臭氧性、耐水性及耐化学性。可用于醇类及酮类,还可用于高温水蒸气环境之密封。适用于卫浴设备、汽车散热器及汽车刹车系统中。不建议用于食品用途或是暴露于矿物油之中,一般使用温度范围为-55℃至150℃。
氯丁橡胶密封圈:耐阳光、耐天候性能特别好,不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂,耐稀酸、耐硅脂系润滑油,但在苯胺点低的矿物油中膨胀量大,在低温时易结晶、硬化。适用于各种接触大气、阳光、臭氧的环境及各种耐燃、耐化学腐蚀的密封环境。不建议使用于强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中,一般使用温度范围为-55℃至120℃。
聚氨酯橡胶密封圈:机械性能非常好,耐磨、耐高压性能均远优于其它橡胶,耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相当好,但高温易水解。一般用于耐高压、耐磨损密封环节,如液压缸。
金属橡胶密封圈:采用不锈钢丝制成,不含任何橡胶成分,具有很强的使用特性,比如在高真空、高低温、强辐射及各种腐蚀等环境下保持正常工作。密封圈表皮根据用途不同由不同材质如不锈钢、铜、聚四氟乙烯等材料制作,被包覆的金属橡胶构件作为衬芯,具有密封强度高、效果好、可重复使用等优点。
静密封:密封部位是静止的,如管道法兰、螺纹连接、压力容器与盖间的密封等。静密封常用的密封圈有 O 型圈、矩形密封圈等。静密封对密封圈的压缩量、弹性等性能要求较高,以确保在静止状态下能够有效地防止介质泄漏。
垫圈材料
(1)非金属材料:如纸、麻、牛皮、石棉制品、塑料、橡胶等。
纸、麻、牛皮之类,有毛细孔,易渗透,使用时须浸渍油、蜡或其他防渗透材料。一般阀门很少采用。
石棉制品:又有石棉带、绳、板和石棉橡胶板等。其中石棉橡胶板结构致密,耐压性能好,耐温性能也很好,阀门自己和阀门与管子法兰毗连中,使用极为普遍。塑料制品:有很好耐侵蚀性能,使用也较普遍。品种有聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙66、尼龙1010等。
橡胶制品:质柔软,各类橡胶划分有一定耐酸、耐碱、耐油、耐海水能力。品种有自然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。
(2)金属材料:一般来说,金属材料强度高,耐温性能强。但铅其实不这样,仅取它耐稀硫酸特征。经常使用品种有黄铜、紫铜、铝、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金、银、镍等。
(3)复合材料:例如金属包皮(内部石棉)垫圈、组合波形垫圈、环绕纠缠垫圈等。
常见垫圈有:橡胶平垫圈、橡胶O形圈、塑料平垫圈、聚四氟乙烯包垫圈、石棉橡胶垫圈、金属平垫圈、金属异形垫圈、金属包皮垫圈、波形垫圈、环绕纠缠垫圈等。
(1)橡胶平垫圈:变形容易,压紧时不艰苦,但耐压、耐温能力都较差,只用于压力低、温度不高方。自然橡胶有一定耐酸碱性能,使用温度不宜跨越60℃;氯丁橡胶也能耐某些酸碱,使用温度80℃;丁腈橡胶耐油,可用至80℃;氟橡胶耐侵蚀性能很好,耐温性能也比一般橡胶强,可150℃介质中使用。
(2)橡胶O形垫圈:断面外形是正圆,有一定自紧作用,密封效果比平垫圈好,压紧力更小。
(3)塑料平垫圈:塑料最年夜特点是耐侵蚀性好,年夜部门塑料耐温性能欠好。聚四氟乙烯为塑料之冠,耐侵蚀性能优良,耐温范围比力宽阔,可-180℃~+200℃之内持久使用。
(4)聚四氟乙烯包垫圈:充实阐扬聚四氟乙烯优点,同时弥补它弹性较差错误谬误,做成聚四氟乙烯包裹橡胶或石棉橡胶垫圈。这样,既同聚四氟乙烯平垫圈一样耐侵蚀,又有优秀弹性,增强密封效果,减小压紧力。
(5)石棉橡胶垫圈:由石棉橡胶板剪成。它组分是60~80%石棉和10~20%橡胶,和填充剂、硫化剂等。它有很好耐热性、耐冷性、化学稳定性,货源丰硕,价格廉价。使用时,压紧力没必要很年夜。它能粘附金属,最好概况涂一层石墨粉,以免拆卸时费劲。
(6)金属平热圈:铅,耐温100℃;铝430℃;铜315℃;低碳钢550℃;银650℃;镍810℃;蒙乃尔(镍铜)合金810℃,不锈钢870℃。其中铅耐压能力较差,铝可耐64千克/平方厘米,其他材料可耐高压。
(7)金属异性垫圈:
透镜垫圈:有自紧作用,使用于高压阀门。
椭圆形垫圈:也属于高压自紧垫圈。
锥面双垫圈:用于高压内自慎密封。
此外,还有方形、菱形、三角形、齿形、燕尾形、B形、C形等,一般只高中压阀门中使用。
(8)金属包皮垫圈:金属既有优秀耐温耐压性能,又有优秀弹性。包皮材料有铝、铜、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纤维等。
(9)波形垫圈:具有压紧力小,密封效果好特点。常采用金属与非金属组合形式。
(10)环绕纠缠垫圈:是把很薄金属带和非金属带紧贴一起,环绕纠缠成多层圆形,断面呈海浪状,有很好弹性和密封性。金属带可用08钢、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、铜、铝、钛、蒙乃尔合金等建造。非金属带材料有石棉、聚四氟乙烯等。
动密封:密封部位有相对运动,可分为旋转密封和往复密封。旋转密封常用于旋转轴的密封,如机械密封、油封等;往复密封则用于活塞、活塞杆等往复运动部件的密封,如 Y 型圈、U 型圈等。动密封对密封圈的耐磨性、抗疲劳性等性能要求较高,以保证在运动过程中能够保持良好的密封性能。
一、填料密封
填料密封按其结构特点可分为:
软填料密封
硬填料密封
成型填料密封
1、软填料密封
软填料类型:盘根
盘根通常由较柔软的线状物编织而成,通过截面积是正方形的条状物填充在密封腔体内,靠压盖产生压紧力,压紧填料,迫使填料压紧在密封表面(轴的外表面和密封腔)上,产生密封效果的径向力,因而起密封作用。
软填料适用场合:
盘根填料所选择的制造材料,决定了盘根的密封效果,一般来说盘根制造材料要受工作介质温度、压力及酸碱度的限制,且盘根所工作的机械设备的表面粗糙程度、偏心及线速度等,也会对盘根的材质选择有所要求。
石墨盘根能耐高温、高压,是解决高温、高压密封问题的最有效的产品之一。耐腐蚀,密封性能优异,且作用稳定、可靠。
芳纶盘根是一种高强度的有机纤维,编织成的盘根再经浸渍聚四氟乙烯乳液和润滑剂。
聚四氟乙烯盘根是以纯聚四氟乙烯分散树脂为原料,先制成生料薄膜,再经过捻线,编强织成盘根.可广泛用于食品、制药、造纸化纤等有较高清洁度要求,和有强腐蚀性介质的阀门、泵上。
2、硬填料密封
硬填料密封有开口环和分瓣环两类。
二、机械密封
机封总是由旋转部件(黄色部分)和静止部件(橙色部分)两大部分组成,两相对运动的动,静环面成为密封的主密封面。
机械密封亦称端面密封,按国家有关标准定义为:由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动,而构成的防止流体泄漏的装置。
三、干气密封
干气密封即“干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封,属于非接触密封。
特点:
密封性能好,寿命长,不需密封油系统,功率消耗少,操作简单及运行维护费用低。干气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维修密封系统,正取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行业高速离心压缩机轴封的主体密封。
适用场合:
离心式压缩机等高速等高速流体机械,适用于少量工艺气泄漏到大气中无危害的工况,如空压机,氮压机等。
四、迷宫密封
迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。
迷宫密封是离心式压缩机级间和轴端最基本的密封形式,根据结构特点的不同,可分为平滑式、曲折式、阶梯式及蜂窝式等四种类型。
1、平滑式迷宫密封
平滑式迷宫密封有整体和镶片两种结构,它结构简单,便于制造,但密封效果较差。
2、曲折式迷宫密封
曲折式迷宫密封也分整体和镶片两种结构,这种迷宫密封的结构特点,是密封齿的伸出高度不一样,而且高低齿相间排列,与之相配的轴表面,是特制的凹凸沟槽,这种高低齿与凹凸槽相配合的结构,使平滑的密封间隙变成了曲折式,因此,增加了流动阻力,提高了密封效能。但只能用在有水平剖分面的缸体或隔板中,并且密封体也要作成水平剖分型。
3、阶梯式迷宫密封
阶梯式迷宫密封从结构上分析它类似于平滑式迷宫密封,而密封效果却与曲折式迷宫密封近似,常用于叶轮盖板和平衡盘处。
4、蜂窝式迷宫密封
蜂窝式迷宫密封的密封齿片焊成蜂窝状,以形成复杂形状的膨胀室,它的密封性能优于一般密封形式,适用于压力差较大的场合,如离心式压缩机的平衡盘密封。蜂窝式迷宫密封制造工艺复杂,密封片强度高,密封效果较好。
五、油封密封
油封密封是一种自紧式唇状密封,其结构简单,尺寸小,成本低廉,维护方便,阻转矩较小,既能防止介质泄漏,也能防止外部尘土和其它有害物质侵入,而且对磨损有一定的补偿能力,但不耐高压,所以一般用在低压场合的化工泵上。
六、动力密封
化工泵在与运转时,副叶轮所产生的压头平衡了主叶轮出口高压液体,从而实现密封。停车时,副叶轮不起作用,因此必须同时配备停车密封装置解决停车时可能产生的化工泵泄漏。副叶轮密封结构简单、密封可靠、使用寿命长,化工泵运转中可实现滴水不漏,因此在化工泵输送含杂质介质的泵上经常采用。
七、螺旋密封
螺旋密封也是动力密封的一种形式,它是在旋转的轴上或者在轴的包容套上加工出螺旋槽,轴和套之间充有密封介质。轴的旋转使螺旋槽产生类似于泵的输送作用,从而阻止密封液的泄漏。其密封能力的大小与螺旋角度、螺距、齿宽、齿高、齿的作用长度以及轴与套之间的间隙大小有关。由于密封之间不发生磨擦,因而寿命长,但由于结构空间的限制,其螺旋长度一般较短,因而其密封能力也受到局限。在泵降速使用时,其密封效果则会大打折扣。
流程工业
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