【学术前沿】泛塞圈在深冷球阀中的应用

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概述 ●

密封技术应用的历史悠久，早在15世纪就用有弹性的材料为当时的抽水机提供密封，一直沿用到18世纪初，出现了皮革制作的衬垫，即密封件（seals）。密封件，广泛定义为这种产品控制和阻止液体在设备中相邻局部区域之间流动或流动到外部环境中。密封件处理两个零件表面之间的连接处，以此建立可靠的密封，可分为两种类别：静态密封和动态密封。静态密封包括O形圈、垫圈、密封胶和金属密封等，涉及一些非常细微的移动过程，这种移动包括设备的膨胀或系统内部影响密封自身的压力循环。动态密封主要包括填料、机械密封和基于聚合物的密封，基于聚合物的密封就包含了泛塞密封圈（以下简称泛塞圈）。

泛塞圈，又称为弹簧蓄能密封圈、唇型蓄能密封圈等（Lipseal, Spring seal, Spring energizedseal, Veriseal），最早在1975年由美国某泛塞公司研制而成，并从1975年起推出了三种不同结构，奠定了后续泛塞密封圈的基本结构。

泛塞圈在汽车能源行业、生物制药、石油化工、航空航天、电子精密工业等多个领域应用极其广泛。泛塞圈主要由金属弹簧和塑料夹套组成，是一个压力辅助密封装置。其夹套及弹簧的材质都因不同的工况和工作介质而不同，一般而言夹套材质有：纯PTFE、填充PTFE、超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）、聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）等；弹簧常用材料有：AISI301、Elgiloy、Inconel718、HastelloyC276和AISI304、AISI316、17-7PH等。可适用于良好的动静密封环境，几乎通用的化学相容性，-253~300 ℃的工作温度，耐热性、抗老化性好，压缩变形小，与化学制品接触后不发生永久弹性变形，同时能够承受15000 Psi的超高压环境。

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图2  圆形弹簧泛塞圈在深冷球阀阀座处的应用

图3  传统单圈弹簧泛塞圈

图4  改良后的双弹簧泛塞圈

图5  传统带骨架双弹簧泛塞圈

图6  新型带骨架双弹簧泛塞圈

图7  V/U型弹簧泛塞圈

图8  V型夹套组合泛塞圈

图9  泛塞圈在深冷上装式固定斜面球阀中的应用

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