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內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)與組合密封技術(shù)
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內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)與組合密封技術(shù)

來源：東莞市東晟密封件科技有限公司 - xranyun.cn更新時間：2015-08-08
    傳統(tǒng)的彈性材料密封技術(shù)中采用O型圈、U型圈和Yx 型圈，不管壓力高低，都需要一個剛性材料環(huán)套支撐件。從這個角度看，組合密封件實質(zhì)上是將剛性材料環(huán)套支撐件異化的O型圈、U型圈和Yx 型密封圈，其密封機理和O形圈、Yx形圈等橡膠密封件密封技術(shù)基本上都一樣，都不是真正的彈性材料密封技術(shù)。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封裝置中單件密封圈（不采用其它擋圈、環(huán)套）的耐壓已達(dá)到40Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一大批組合密封件的工作壓力極限，解決了液壓傳動技術(shù)應(yīng)用中的介質(zhì)泄漏世界性難題，工作壽命成倍提高 成本卻大幅度下降，實現(xiàn)了真正的彈性材料密封技術(shù)。
液壓氣動密封技術(shù)的水平和規(guī)模在一定程度上代表了一個國家的機械工業(yè)水平和實力，是機械工業(yè)技術(shù)進步的一項標(biāo)志性技術(shù)，廣泛用于工、農(nóng)、軍、商等國民經(jīng)濟各部門，世界各國對液壓氣動工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。
    密封技術(shù)是液壓氣動技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，密封技術(shù)對于防止機電產(chǎn)品設(shè)備的滲漏，保證安全運行，提高工作性能和效率，節(jié)約能源，保護環(huán)境具有重大意義。隨著工業(yè)現(xiàn)代化、自動化的發(fā)展，各項基礎(chǔ)工業(yè)的加強，高、尖、精機電產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，機電產(chǎn)品的使用條件日益嚴(yán)酷使得橡膠密封件的使用工況越來越苛刻，對密封系統(tǒng)帶來了很大的問題，對密封件提出了更高的要求。不斷研究開發(fā)新材料和密封圈的結(jié)構(gòu)，對新的密封技術(shù)進行深層次的探討研究，求得新的突破,是世界各國都在努力奮斗的事情。
    國內(nèi)外幾百年來采用的液壓氣動彈性材料密封元件密封技術(shù)主要為以下兩種：
    1. 要依靠傳動介質(zhì)壓力對密封元件的張口唇口進行擠壓產(chǎn)生徑向力實現(xiàn)密封效果的，這類密封技術(shù)采用的密封元件為Yx形、U形圈等唇口密封圈。
    2．主要依靠橡膠密封圈彈性變形產(chǎn)生徑向壓力實現(xiàn)密封效果的。這類密封技術(shù)采用的密封元件為O形圈和以O(shè)形圈為彈性載體的組合密封圈。
    傳統(tǒng)的O型圈、U型圈和Yx 型密封技術(shù)中，介質(zhì)壓力是從密封圈外部擠壓密封圈體實現(xiàn)密封的。由于彈性材料的屈服率低，單件使用耐壓能力低，傳統(tǒng)的O形圈、U形圈和Yx形圈等彈性材料密封元件密封技術(shù)中彈性材料密封元件單獨使用的最大工作壓力為16MPa，壓力大于16MPa時就得采用高級材料做成組合式密封件，不但組合密封件本身價格昂貴，對被密封的加工精度要求也是極高，大大增加了設(shè)備制造成本。傳統(tǒng)的O型圈、U型圈和Yx 型密封技術(shù)中，彈性材料密封圈一直處于形變狀態(tài)，因而密封圈容易失去彈性，密封效果衰減速度快；同時單件使用磨損大、極易發(fā)生介質(zhì)泄漏，使用壽命短。
    正是在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需要和傳統(tǒng)密封技術(shù)的矛盾加劇情況下，內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)應(yīng)運而生，彈性材料密封技術(shù)實現(xiàn)了重大突破。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)中，介質(zhì)壓力是從密封圈內(nèi)腔擠壓密封圈體使其向外膨脹貼緊需密封的面而實現(xiàn)密封的，壓力越大密封效果越好。
一個密封技術(shù)是否高效、高性能，就要看其在滿足主機密封工藝性能要求的前提下，密封技術(shù)中的密封元件是否有較長的工作壽命（理論上說：越長越好），而這主要依靠密封技術(shù)中的密封元件在工作期間是否能和被密封面始終保持良好接觸來實現(xiàn)。由于彈性材料密封技術(shù)在工作時，其密封元件能隨著介質(zhì)壓力的升高產(chǎn)生形變，從而和被密封面始終保持良好接觸獲得補償性密封，基此，彈性材料密封技術(shù)較其它密封技術(shù)有很大的優(yōu)勢。幾百年來，國內(nèi)外科技界對提高彈性材料密封技術(shù)工藝性能的研究一直在進行，從未間斷；研究的方向也非常明確：就是密封元件的新結(jié)構(gòu)和新材料。近年來，密封元件材料方面的研究成果累累，密封元件結(jié)構(gòu)方面的研究卻一直局限在以O(shè)形圈、Yx形圈為基礎(chǔ)的各種類型的組合密封框架之中，格來圈、蕾形圈等組合密封圈就是其研究成果。
    傳統(tǒng)的彈性材料密封技術(shù)中采用O型圈、U型圈和Yx 型圈，不管壓力高低，都需要一個剛性材料環(huán)套支撐件。從這個角度看，組合密封件實質(zhì)上是將剛性材料環(huán)套支撐件異化的O型圈、U型圈和Yx 型密封圈。其密封機理和O形圈、Yx形圈等橡膠密封件密封技術(shù)基本上都一樣，都不是真正的彈性材料密封技術(shù)。傳統(tǒng)的O型圈、U型圈和Yx 型密封技術(shù)因剛性材料環(huán)套支撐件產(chǎn)生的不穩(wěn)定、易卡死同樣存在，一直存在著介質(zhì)泄漏問題，也不能耐很高的壓力，密封效果并不十分理想。而且由于將將剛性材料環(huán)套支撐件同彈性材料密封圈整合成一體，失去了彈性材料密封技術(shù)對主機密封付結(jié)合部分加工精度要求不高的優(yōu)勢，特別是當(dāng)同時使用一個以上密封元件時，實際上是增加了剛性材料環(huán)套支撐件的數(shù)量，形成多點接觸，更增加了主機的制造加工精度及裝配的難度，這給原本基礎(chǔ)工業(yè)水平不高的中國制造工業(yè)的企業(yè)帶來巨大的困難。由于中國制造工業(yè)的企業(yè)至今還沒有認(rèn)識組合密封件密封技術(shù)的這一密封機理，不能解決組合密封件工作中出現(xiàn)的各種故障，所以盡管國內(nèi)在重要的設(shè)備和關(guān)鍵的工程中采用的彈性材料密封圈及價格昂貴的組合密封件絕大多數(shù)是國外進口的，也不能生產(chǎn)出性能良好的采用組合密封件的主機。我國液壓件制造行業(yè)技術(shù)制約著民族工業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn)液壓工業(yè)已成為“中國制造”的短板。
    內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的研究就是沖破了這一框架，實現(xiàn)了真正的彈性材料密封技術(shù)，新的結(jié)構(gòu)帶來新的密封理論，帶來了出乎意料的優(yōu)良的工藝性能。
內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)創(chuàng)新點：
    1、結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新突破
    傳統(tǒng)的O型圈、U型圈和Yx 型密封技術(shù)中，介質(zhì)壓力是從密封圈外部擠壓密封圈體實現(xiàn)密封的；內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)中，介質(zhì)壓力是從密封圈內(nèi)腔擠壓密封圈體實現(xiàn)密封的。
    2、突破傳統(tǒng)O型圈、U型圈和Yx 型橡膠密封圈密封技術(shù)的耐壓極限
    傳統(tǒng)的O形圈、U形圈和Yx形圈等彈性材料密封元件密封技術(shù)中彈性材料密封元件單獨使用的最大工作壓力為16MPa，壓力大于16MPa時就得采用高級材料做成組合式密封件，不但組合密封件本身價格昂貴，對被密封的加工精度要求也是極高，大大增加了設(shè)備制造成本。而且這些價格昂貴的高檔組合密封件絕大多數(shù)是國外進口的。
得益于結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封裝置中單件密封圈（不采用其它擋圈、環(huán)套）的耐壓已達(dá)到40Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的密封技術(shù)中彈性材料密封圈單獨使用的工作壓力極限，也超出了一大批聚氨酯、硅橡膠等高級材料的組合密封件的工作壓力極限。由于該密封技術(shù)中的密封圈內(nèi)腔的密封力來源于系統(tǒng)本身的介質(zhì)壓力，只要在密封圈內(nèi)外形成一定的壓差,就能實現(xiàn)良好的密封效果。也就是說，從理論上來說，通過變更密封裝置有關(guān)技術(shù)參數(shù)，該密封技術(shù)適用于任何壓力范圍。
    3、解決了液壓傳動技術(shù)應(yīng)用中的介質(zhì)泄漏世界性難題
    液壓件產(chǎn)品質(zhì)量檢驗站做了采用內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償型密封技術(shù)的新型液壓缸的工藝性能檢測。檢測結(jié)果表明：介質(zhì)泄漏量（0.03-0.07ml/min）遠(yuǎn)低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)（0.26ml/min）規(guī)定值，而且在經(jīng)歷一萬次運轉(zhuǎn)后仍然基本保持不變，比國家標(biāo)準(zhǔn)（0.52ml/min）提高近7倍！
    4、工作壽命成倍提高 成本卻大幅度下降 
    5、提出了液氣壓傳動密封技術(shù)的新的理論
    內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封圈的結(jié)構(gòu)突破了傳統(tǒng)的O形圈、U形圈和Yx 形密封圈的結(jié)構(gòu)，新的結(jié)構(gòu)提出了新的密封理論，內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的發(fā)明適應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)科技進步的要求。
    6、擁有自主知識產(chǎn)權(quán) 屬世界首創(chuàng)
    現(xiàn)已擁有和申報了原創(chuàng)性系列化20多項國家專利和國際專利，內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)是我國屈指可數(shù)的原創(chuàng)性自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)。
    7、機械工業(yè)的一項技術(shù)革命
    內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)和傳統(tǒng)密封技術(shù)相比較：
    ①.密封形式、結(jié)構(gòu)和密封理論都是新穎的；
    ②.成本下降；
    ③.工藝性能大幅度提高。
    完全符合技術(shù)革命的三項指標(biāo)。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的發(fā)明是流體傳動工業(yè)的一項技術(shù)革命。
    8、簡化機械設(shè)備結(jié)構(gòu) 降低機械設(shè)備生產(chǎn)能耗和成本
    采用內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的機械設(shè)備不僅具有密封技術(shù)耐高壓、無泄漏、工作壽命長的優(yōu)勢，而且受益于內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，使得機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)得到簡化、加工制造難度下降，機械產(chǎn)品成本進一步降低而使用壽命顯著提高。
    僅舉一例說明：現(xiàn)有的液壓單體支柱，其端蓋、缸套和柱塞體之間的密封長時間來采用Yx形圈、O形圈密封技術(shù)，由于密封元件與柱塞體和缸套之間的摩擦力很大，故在卸載時，只靠柱塞體的自重尚不能復(fù)位，還需設(shè)復(fù)位彈簧。
    采用內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)制造液壓單體支柱，由于內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)密封圈內(nèi)腔中空，在卸載行程中，密封圈體和柱塞體之間摩擦輕微，較現(xiàn)有的液壓單體支柱大大減小，故在卸載時，靠柱體的自重就可以復(fù)位。簡化了結(jié)構(gòu)，進一步降低成本。新型液壓單體支柱將是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國制造液壓單體支柱。
    比較內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)和傳統(tǒng)的彈性材料Yx形圈、O形圈密封技術(shù)，優(yōu)劣的結(jié)論是顯而易見的。傳統(tǒng)的彈性材料Yx形圈、O形圈密封技術(shù)中，介質(zhì)壓力是從密封圈外部擠壓密封圈體，密封圈在預(yù)緊力和介質(zhì)壓力雙重作用下，強行沿著被密封面運動。當(dāng)介質(zhì)壓力升高到一定值時，密封圈體發(fā)生屈服形變，介質(zhì)就會穿越而過，因此傳統(tǒng)密封技術(shù)橡膠密封圈單件使用不能耐高壓。尤其是，當(dāng)被密封面狀況不太良好時，傳統(tǒng)密封技術(shù)橡膠密封圈單件使用時密封圈工作面會被撕裂，導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，密封失效。而內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)中介質(zhì)壓力是從密封圈內(nèi)腔擠壓密封圈體，密封件在介質(zhì)壓力的擠壓下，總是向外膨脹，使其密封工作面時時刻刻緊緊貼合在被密封面上。當(dāng)遇到被密封面狀況不太良好的情況時（如：表面加工精度不太高或是出現(xiàn)沙孔等），內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償方面技術(shù)的密封圈的中空結(jié)構(gòu)就顯出優(yōu)勢，它可以在不脫離和被密封面接觸的前提下，自動調(diào)節(jié)密封圈體的形態(tài)，實現(xiàn)了在保持良好的工作狀況下，保護了密封圈自身的安全，因此不僅能耐較高工作壓力，而且具有較長的工作壽命。
    由于內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)中的密封圈內(nèi)腔的密封力來源于系統(tǒng)本身的介質(zhì)壓力，只要在密封圈內(nèi)外形成一定的壓差,就能實現(xiàn)良好的密封效果。也就是說，從理論上來說，通過變更密封裝置有關(guān)技術(shù)參數(shù)，該密封技術(shù)適用于任何壓力范圍，其最高耐壓極限有待探討。同時其密封元件的工作壽命較使用傳統(tǒng)橡膠密封圈密封技術(shù)的的密封技術(shù)提高許多倍；介質(zhì)泄漏量低于傳統(tǒng)的O形圈、U形圈和Yx形圈等橡膠密封件密封技術(shù)一個數(shù)量級；其耐高溫、耐沖擊力性能超群，工作穩(wěn)定性等各種工藝性能，都是傳統(tǒng)的O形圈、U形圈和Yx形圈等橡膠密封件密封技術(shù)無法比擬的。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)中是具有耐高壓、無泄漏、工作壽命長等優(yōu)良密封性能的新型高效密封技術(shù)。
而且，這些優(yōu)良的工藝性能的取得是在成本大幅度降低的情況下取得的，這一巨大成就得益于內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封圈的全新的結(jié)構(gòu)，新的結(jié)構(gòu)提出了新的密封理論。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的發(fā)明適應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)科技進步的要求。
    內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)和傳統(tǒng)密封技術(shù)相比較：
    1.密封形式、結(jié)構(gòu)和密封理論都是新穎的；
    2.成本下降；
    3.工藝性能大幅度提高。
    完全符合技術(shù)革命的三項指標(biāo)，內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的發(fā)明是流體傳動工業(yè)的一項技術(shù)革命。
    內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封裝置中單件密封圈（不采用其它擋圈、環(huán)套）的耐壓已達(dá)到40Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一大批組合密封件的工作壓力極限，解決了液壓傳動技術(shù)應(yīng)用中的介質(zhì)泄漏世界性難題，工作壽命成倍提高成本卻大幅度下降，實現(xiàn)了真正的彈性材料密封技術(shù)。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)是世界首創(chuàng)的專利技術(shù)，我們擁有該技術(shù)原創(chuàng)系列化20多項國家專利和國際專利，內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)2009年獲得了第三屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽金獎項。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)將取代沿用了300多年的O形圈、Yx形圈和U形橡膠密封圈傳統(tǒng)密封技術(shù)成為主流密封技術(shù)，這是我國對世界密封技術(shù)的貢獻(xiàn)。

    內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術(shù)的發(fā)明標(biāo)志著我國在液壓氣動密封技術(shù)領(lǐng)域走在了世界的前列，本技術(shù)是打造中國品牌的一項自主創(chuàng)新核心技術(shù)，將使大到萬噸液壓機，小至家用澆花噴水壺等一大批相關(guān)機械設(shè)備的更新?lián)Q代，打破了我國機械制造業(yè)沒有原創(chuàng)性自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的局面，成為真正意義上的中國制造。該技術(shù)的推廣應(yīng)用將提高我國重大技術(shù)裝備質(zhì)量與水平，將淘汰一批現(xiàn)有的液壓設(shè)備。不但替代進口產(chǎn)品，并可向國外出口，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益，提高我國的科技實力和國家競爭力。


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