斯特封缓冲密封：高压液压系统中的二级密封解决方案，实现稳定摩擦与受控泄漏

缓冲密封自20 世纪 70 年代出现，是液压密封设计史上一个节点，是每一个高压液压应用领域不可或缺的重要元件。于 20 世纪 80 年代，开始在液压密封市场获得真正的关注。

缓冲密封出现前的常见问题：

• 压力峰值导致聚氨酯Y圈材料开裂失效

• 主密封单独使用导致热量积聚，加速了密封材料磨损

• 摩擦和内部泄漏导致能源利用效率低下

如何保护关键密封件免受破坏性的压力峰值、摩擦高温和挤出的损害——同时还能延长系统寿命并保持无泄漏的性能。

斯特封密封原理：

当油缸伸出时，会有微量的油液从密封唇口下方泄漏（功能性泄露-平衡压力并润滑系统，），当活塞杆缩回油缸时，缩回侧产生压力，几何形状设计、表面光洁度和压力平衡的流体动力学会促使缓冲环的PTFE滑动环元件向低压侧轻微摇摆，促成了缓冲环独特的自我修正动作，将泄漏的油液强行推回油缸的缩回侧（有效地对油膜加压，并将其再循环回系统）—在保持润滑的同时防止压力积聚，实现压力缓冲器、润滑调节器的功能统一，允许受控量的油液到达唇形U 形圈Y圈，从而实现冷却并减少摩擦，减少了泄漏，还延长了液压密封件的寿命，彻底改变了工程师处理高压液压密封系统的方式。

斯特封的早期改进尝试：

由于简单形状的矩形滑动环设计不满足活塞杆动态缓冲密封的需求，出现了阶梯型的设计，通过O圈的非对称定位，尝试在PTFE接触面的流体端附近建立最大接触压力梯度，但实际缓冲效能并不理想，直至现有斯特封的出现。

密封系统中的协调使用：

1.密封件U 形圈、活塞杆密封件协同工作，以分配载荷、调节润滑并防止挤出。

2．叠式缓冲密封（高压+高速，即在不需要传统 U 形圈的情况下使用两个缓冲密封），与双作用刮油防尘密封圈（聚四氟乙烯配O圈）配合使用时，泄漏的油液可以被重新捕获并送回系统，从而形成一个更独立、更高效的液压回路（需考虑泄压阀设计）。

缓冲密封的2种弹性体轮廓设计

1.标准的 O 形圈弹性体使用。可根据需求增加 O 形圈的压缩率。

2.矩形环弹性体替代 O 圈，能提供更大的密封负荷（增加近 30%），同时还能减少油缸伸出时的泄漏。和更高的稳定性，与其他矩形弹性体的挤压型密封常用于重载应用，如金属冶炼锻压行业。

缓冲密封斯特封在当今工业中的应用

缓冲密封已经进入了几乎所有使用液压或气动力的行业。常见的应用包括：

• 重型设备与工程机械：反铲挖掘机、装载机和挖掘机。

• 农业设备：液压执行器和控制系统。

• 航空航天与国防：起落架、执行器和液压飞行系统。

• 工业制造：压力机、成型系统和自动化油缸。

• 石油与天然气：需要高压密封的钻井和阀门执行系统。

早期的缓冲密封斯特封使用铜粉填充的特氟龙聚四氟乙烯PTFE，随着更多填充PTFE的出现，可以针对不同的工况要求来选择性提高柔韧性、耐磨性、抗挤压强度。

常见的斯特封材料：

• 40%铜粉填充： 适用于高压应用，具有优异的耐磨性和抗蠕变。

• 15%玻璃纤维+5%二硫化钼填充： 提高了抗压强度和滑动性能。

• 20%碳纤维填充： 降低磨损，高强度。

• UHMWPE 或 PEEK： 极端压力或化学腐蚀环境。

• 超高硬度聚氨酯（X-PU）: 适用中低载工况，更好的性价比。

• 超高硬度自润滑聚氨酯（XS-PU）: 相比X-PU,更好的润滑性，常用于特定工况下替代铜粉填充PTFE四氟。

选择合适的材料取决于工作压力、温度、介质、寿命要求以及采购预算。青岛克洛克密封坚持选用进口及国产中高端原料，以实现最佳的密封性能和寿命。