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格莱圈斯特封的密封机理及改进设计
2025.09.18

同轴密封件(如格莱圈斯特封)属于挤压型密封件,由具有优异滑动性能的PTFE滑动环和赋能型橡胶O型圈/矩形圈构成。

 

静态密封(安装后无压力)

 

安装后,O形圈被压缩在沟槽中,压缩变形产生一个初始的预紧力,作用在滑动环(PTFE或其他材质)上,将滑动环的外径压靠在密封偶合面上(密封接触面),行成静态的密封,在特殊液压缸静密封方案中,有采用格莱圈(聚氨酯PU 替代PTFE)加 橡胶O形圈挡圈的组合。


 


动态密封(有压力)

 

介质压力将滑环同弹性体一起推向密封沟槽侧面,通过压力激活原理,弹性体O圈带压进一步变形,放大并更加均匀地传递给格滑动环。,并使PTFE密封环保持与缸筒的接触,密封唇口更加紧密地贴住缸筒内壁,由于压力自紧的特性 ,压力越高,密封唇口的接触压力也就越高,在高压下密封性能反而更好,并且能自动补偿磨损,实现自封。

 


PTFE同轴密封特点:

 

优势:PTFE耐磨,寿命长,能承受苛刻的工况.

 

其摩擦系数极低,无爬行现象:PTFE的低摩擦特性显著降低了功率损失和发热,提高了系统效率,适用于高速往复运动

具有自润滑性:极薄的油膜,可保证长期运行的润滑性。

完美的压力适应:从低压到超高压,密封能力随系统压力自动调节,始终保持最佳密封状态。

抗挤出:在高压下,PTFE环能有效抵抗被挤入活塞与缸筒之间的间隙,O形圈提供了柔性支撑。

 

 

与唇形密封圈(单体结构)相比,组合密封中滑动环和O圈间多了一个密封接触面,由于PTFE的高硬度,同时缸简内存在可能的划痕, 同轴密封圈与缸壁间的接触面可能会存在更明显的泄露。

 

低压、低速的轻负载工况:为了提升密封性能,可选用优质性能的聚氨酯(PU)替代PTFE 充当滑动环, 通过特殊的设计,可通过对油膜的控制,将泄露量将到最低,并具有优异的价格优势。

 

 

低速高压的工况:可在基础格莱圈的设计上,在密封面增加X/星型圈,以降低泄露量,在活塞蓄能器中,常被用来做不同介质的隔离。

 





鉴于PTFE的高硬度,和聚氨酯的高弹性特性, 克洛克密封提供兼具两种特征的密封材料,超高硬度自润滑聚氨酯,用来实现更加优异的密封性,材料硬度低于PTFE,高于普通聚氨酯,除了不适用于高温工况,适用速度(5m/s)低于填料PTFE(10m/s)外 ,  具有优异的耐磨性,抗高压性和自润滑性能,在润滑不足的情况下,可适用于干摩擦工况, 很适合生产滑动环,具有很高的性价比,也适用于需要高弹性恢复率工程塑料元件的工况。

 

 

 


峰值压力下的窜漏问题:

 

当系统压力突然升高时,格莱圈密封可能遭遇全面失效。密封环和腔体槽端面之间的间隙设计不合理, 会限制介质与O形圈的接触,致使O形圈不带压,无法传递给滑动环,不能保持与缸筒的接触。同时,介质压力会直接传递给滑动环密封,加压使与缸筒之间的间隙增大,介质窜漏,可能导致整个设备故障的突然严重泄漏。


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