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泛塞封

泛塞封

  • 弹簧密封圈由工程塑料与金属弹簧组合而成,是高温腐蚀、润滑困难、低摩擦应用环境中的理想密封圈,有适当的弹簧力加上系統流体压力,将密封唇顶出而轻轻压住被密封的金属面以生成优异的密封效果。在旋转接头,泵阀,液压缸,压力容器等产品上得到了广泛应用。
  • 产品详细

密封唇有各种不同的设计。这样能达到密封状态,减小摩擦。这样密封件的寿命变长。即使在无压状态下,金属弹簧保证了密封唇不受泄漏。弥补各种热膨胀现象。

在液体火箭发动机上,各种各样的阀门是不可缺少的部分。在火箭发动机设计师眼中,阀门就是改变流体流动或流动特性的装置,通过对气体、推进剂流量和压力的控制,实现对发动机状态的控制。

此处可能大家已经不太懂了,其实你可以将阀门理解成一个超级复杂的水龙头,或者是超级复杂的燃气灶,水出多少,火有多大,要靠它来控制。

既然阀门是控制液体和气体的,那么问题就来了:液体和气体会漏啊!更不要提流经火箭发动机阀门主要的就是推进剂,无论是有毒的四氧化二氮和偏二甲肼,还是脾气暴躁,一点就炸的液氢液氧,就算是煤油、甲烷这些看起来似乎安全一些的燃料,一旦泄漏也是危险至极。因此,保证阀门不漏是一个非常重要的问题。


密封的“职业素养”——不漏

产生泄漏的根本原因一是机械加工问题,在对产品进行车削等加工过程中,不可避免的会产生各种缺陷,凹凸不平,或是尺寸上的偏差,要知道,世界上的磨床也做不出完全平整的加工面。 因此,在机械零件联接处不可避免地会产生间隙,这些间隙就是泄漏的通道;第二个原因是因为密封两侧存在压力差,工作介质就会通过间隙而泄漏。

火箭推进剂大多数处于加压状态,当其经过阀门时,由于压力的作用,自然而然的就向外挤,遇到缝隙就要出去。如果形象一点理解的话,就像大家平时经常见到的医用注射器,如果中间推杆上的橡胶端头和针筒之间不密封,药液就会顺着两者之间的缝隙漏出来。如果缝隙足够大,那么注射器的推杆和针筒就像是不相干的两个物体,也就彻底失效了。阀门的结构和动作当然复杂的多,但是,泄漏所导致的后果是一样的。

阻止泄漏主要的途径就是减小或消除间隙,也就是密封,就是将组件之间的间隙封住,阻止里面的介质外泄,或者是在这些间隙外增加压力,让内外压差部分抵消或者完全平衡,以减少或者杜绝泄漏。

对于密封,目前主要分为静密封和动密封两种。静密封很好理解,是静止面之间的密封,主要用于相对静止的接合面之间。动密封技术相对复杂,但如果回到之前的针筒的例子,大家也能简单理解。可火箭发动机阀门的工作环境要比针筒复杂的多。比如,火箭飞行期间,阀门要经历外界环境温度和压力变化的影响,同时,要受到发动机工作时产生的剧烈振动以及燃料燃烧时产生的高温等。而在目前广泛使用的低温液体燃料面前,阀门要经受更加严酷的考验,一面是火焰烘烤,一面是低温燃料,可谓冰火两重天。

在这个时候,泛塞封成了众多材料密封圈中很好的选择。

泛塞封是英文“Variseal”的音译,意思是复合密封、组合密封,主要指弹簧蓄能密封(PTFE Spring Energized Seal)。泛塞封是由非金属夹套及弹簧组合的压力辅助密封装置。它的密封夹套是由高性能高分子聚合材料经精密车削制成U形外壳,弹簧由耐腐蚀金属制成,密封圈适用于从-268℃~427℃温度范围,性能稳定。泛塞封安装在密封沟槽内,弹簧将夹套唇边紧贴密封沟槽,形成初始密封力,介质压力也会提供密封力,介质压力越高,介质密封力越大。通过弹簧弹力和系统压力,无论在高压或低压下,都可以实现有效密封。

航天低温阀门选择泛塞封并非偶然,他具有以下特点:

泛塞封已经在多行业有广泛的应用,已经成功的成为汽车密封圈、机械行业密封圈、食品设备密封圈、石油化工密封圈、鹤管接头密封圈、点胶机密封圈、医药密封圈,成熟的产品用起来自然更为放心。
2.泛塞封在超低温高压液体火箭发动机上的应用会产生很多优势。比如,它能有效减小低温动密封尺寸,优化发动机结构。同种密封规格,泛塞封重量比其他动密封结构轻约70%~80%,结构尺寸小约70%,寿命提高10倍以上。

3.泛塞封技术成熟、便宜,能够有效地节约研制经费,缩短研制周期,降低机械加工难度。对比其他动密封结构,泛塞封研制周期在一个月内即可完成,采购成本为波纹管的十分之一。

4.通用性好。泛塞封动密封结构的超低温发动机阀门研制成功经验,同样也可应用于发动机其他专业和火箭箭体结构的动密封结构,非常适合商业航天的快速迭代要求。

为适应航天自研的超低温液氧甲烷发动机的低成本,高可靠,快速迭代等要求,国内航空业采用泛塞封动密封技术。

为了攻克超低温高压泛塞封动密封技术,斯特福密封配合国内阀门专业工程师经过多年的研制工作,分别从泛塞封和动密封唇的材料,结构等关键点入手,经过多轮摸索试验,确定了适合超低温液氧、液甲烷、液氮和氦气介质,压力范围涵盖低压、中压和高压的泛塞封结构,形成一整套泛塞封设计标准和选型目录。

斯特福密封为适应不同客户需要,有几百种不同的泛塞封结构可供不同行业客户选择。


根据超低温液氧甲烷发动机系统需求,结合泛塞封结构特点,斯特福密封创新性的设计出多种超低温高压阀门,阀门经过了常温,低温,振动,寿命,自然环境等一系列试验考核, 装有泛塞封的阀门按照发动机时序可靠动作,性能稳定,满足发动机系统要求。


斯特福密封真诚期待每一位有密封需求客户的到来,为中国各行各业的密封贡献自己的一份力量,实现密封报国的梦想。


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