金属赋能弹簧装在泛塞封内提供预紧力。使密封件具有永久弹性,不受工作温度、压力或化工工艺变化的影响。
常见的3种弹簧: V型弹簧(悬臂弹簧),H/O型(螺旋弹簧),C(斜圈弹簧 )
常用的3种弹簧材质:
SS300系列不锈钢(普通用途):油、油脂、空气、水、蒸汽、溶剂、食品药品、气体等
哈式C-276(腐蚀介质):酸、腐蚀剂、海水等。
Elgiloy®(石油化工):原油、含硫天然气等。
弹簧性能要素:
3种设计的弹簧各自拥有独特的性能,除了耐腐蚀特性,最重要的特性是负载值和变形范围。影响密封件的密封能力、摩擦和磨损率,弹簧载荷直接影响密封性能、摩擦力及磨损速率——载荷增大时密封唇口压紧度增强,摩擦与磨损亦同步加剧。弹簧形变范围则决定了密封件补偿腔体公差偏差与正常磨损的能力。3种弹簧均有特定形变区间,随着密封件与弹簧截面尺寸增加,有效形变范围亦相应扩大,影响不同截面规格的选择。当密封表面存在不同心度时,应优先选用宽形变范围的弹簧。性能特性曲线见下图
V型悬臂弹簧
V型弹簧是标准型弹簧,常用材质300系列不锈钢或Elgiloy®。过冲压或化学蚀刻工艺将带材加工成蛇形纹路,成型为V字结构,它像一组“悬臂梁”那样工作,从位于弹簧底部的弧形来展开。弹簧的形状造成负载集中在密封唇的前缘,使密封件有了可靠的擦拭作用。通过不同的V簧设计,可提供轻载荷与中载荷。
应用: 专为旋转或往复运动的动态密封设计,也可适用于需宽域形变能力的静态工况——如腔体公差过大、热胀冷缩显著或高压引起的密封件浮升,由于悬臂梁结构将弹簧载荷集中于密封前沿,当在研磨介质中选用刮屑唇口时,选用V簧可实现最佳刮擦效果。
• 往复运动杆件与活塞密封
• 线速度<0.5m/s的旋转轴密封
• 宽公差与不对中腔体的静态密封
• 磨蚀性介质环境
• 200°以上的动态工况密封。
当截面尺寸与直径不匹配时,簧片可在内径处重叠排列或在外径处扩散分布,通过带间隙的独立簧片结构实现柔性适配,V型使其能灵活应用于径向与轴向密封设计。用作杆密封/活塞密封及内压/外压端面密封时,有最小直径值限制,详细信息请联系我们。若在限制值之外,可选用H型或C型弹簧。
H型螺旋弹簧
螺旋弹簧采用扁平金属带材卷制为螺旋结构,常用材质300系列不锈钢或Elgiloy®, 相比V型或C型弹簧具有更大的单位载荷和更短的变形范围。其螺旋构造通过紧密排列的簧圈实现近乎连续的载荷分布,显著减少潜在泄漏路径。专为静态密封工况优化,其高单位载荷特性使其在摩擦磨损次要于绝对密封性的低速/低频动态场景中也可适用。结合螺旋弹簧与密封体的独特设计,可将载荷精准集中于接触点形成强力密封。具备高载荷-形变特性。
应用:最适合用于摩擦和磨损不是关键问题的静态和缓慢的动态用途,高单位载荷特性特别适合真空、低温或压力不足以激活自紧密封的工况。同样受限于其有限的形变范围,不适用于宽公差、偏心或不对中工况。
• 静态杆件与活塞密封
• 静态工况内/外压端面密封
• 线速度<1 m/s的低速动态工况
• 真空环境密封
• 密封可靠性要求极高的关键工况
C型斜圈弹簧
斜圈弹簧采用圆线材经斜圈工艺成型,形成具有平坦载荷-形变曲线的径向压缩弹簧,在很宽的变形范围内具有相对恒定的载荷。压缩载荷作用于密封件中心区域,标准斜唇密封结构使接触点略微前移,迫使弹簧回压至弹簧腔室内。这种唇口设计能在密封界面形成集中单位载荷,同时允许润滑剂渗透至动态唇部,有效延长磨损寿命。
根据不同的弹簧设计,可实现配备轻/中/重三种载荷等级。
国内常用的斜圈弹簧属于轻载荷和小的形变范围。允许在密封件的工作寿命期间,能够精确控制摩擦。使得密封件不会由于过度变形而损坏弹簧,适用于密封性要求低于摩擦控制的场景,提供极低启动力与运行摩擦。
中载荷:通用型选择,平衡摩擦系数、密封效能与动态磨损,建议作为新应用初始选项
重载荷:适用于硬件分离需最优回弹性的工况,动态磨损率较高但能确保绝对密封性
应用:
• 对摩擦敏感的应用工况
• 往复运动杆件与活塞密封
• 线速度<5m/s的旋转轴密封
• 宽公差与不对中腔体结构
• 200摄氏度以上的动态高温工况
• 直径低于13mm且截面2.4mm的紧凑型密封。