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标题: 如此做临时密封，是否可行 [打印本页]
作者: hawk23    时间: 2015-10-15 00:26
标题: 如此做临时密封，是否可行
本帖最后由 hawk23 于 2015-10-15 00:28 编辑
3 N$ m8 y) n& t5 V+ u) G' C' `
最近在设计时，遇到一个密封小问题
( ]) ~' }1 @. b因为以前很少做过密封设计，所以，这个问题可能在很多大侠看来有点小儿科，先不要拍砖，希望获得各位的指点
* c& s& t& k+ `( v! c6 m鉴于没法将实际设计发出来，望各位见谅，我做了个说明性的图1 ^2 ^+ H. O4 U$ p! h: C3 y
在一个管道里，有100MPa的油压，但这个压力不是经常有，而是仅仅在需要做压力测试的时候有的，也就是说，为了某种原因，我要向这三段管道内部通入100MPa的压力
3 e7 e9 l1 J; u2 v图中可以看到3段管道，大家可以认为这三段管道已经都彼此固定好了，不会有任何方向的移动
$ a8 P. X# ~% K+ _+ m0 {相邻的两段管道之间均有0.5mm的缝隙，我想在做压力测试的时候，将这两个缝隙临时堵上，于是我用两个O型圈放在缝隙处，并用两个半圆抱箍将O型圈压紧，缝隙处管道口有1.5mm的倒角% [( a% l+ ]& U8 F; J
需要保压2个小时' B' n$ u; }; s, k7 I
由于抱箍处会有间隙，会造成O型圈两点没被压紧，在这间隙的部位，我考虑添加铜箔片来平均压力- f  ]4 n& q0 W7 G/ q* Q/ \
这个想法很糙，不知是否可行，望各位大侠赐教6 _7 R6 M- C1 ^+ U

+ `1 f, \/ R+ h. T  u
: B4 g& R- e+ @5 D  u1 ~
作者: zerowing    时间: 2015-10-15 06:29
没戏。别说100兆，10兆你都封不住。
作者: pacelife    时间: 2015-10-15 08:13
楼主想法很大胆，除了抱箍结合处竟然找不到什么破绽，但我和zerowing一个观点，你一个O型圈防不住这么高的压力，而且结合处的解决方案也不明朗，风险很大，最好能做2到3道，100m的地方直接用形密封，最后到o型圈的地方压力不要超过10M
作者: 菜鸟hong32696    时间: 2015-10-15 08:19
如果没有旋转和温度，是可行的。
作者: 麦兜大侠    时间: 2015-10-15 08:21
感觉还是加法兰连接吧  或者如果允许的话把中间管道做成插接式，在台面上开密封沟槽
作者: xlf63    时间: 2015-10-15 08:22
同意zerowing大侠意见，此方案不可行。
6 S$ T# r6 ~" e  o俺们早年试过平面密封在40MPA下，密封圈安放在槽中，也是临时试验一个机构，大部分O密封图在40MPA下基本被炸了，只有偶而能成的。5 a. E+ o# b* ^6 ]$ D0 o; H8 N, }
你这种受力更复杂。压力更大。
作者: 南飘    时间: 2015-10-15 08:33
楼主的方法简单成本低，可以先做个验证，不行再改法兰吧
作者: 无名小白    时间: 2015-10-15 08:49
楼主，我也是小白，正好前几天看了O型圈密封这块，感觉你这个方案不可行，O型圈密封原理貌似不适合你现在这种情况。
# l) P$ m# T2 B/ u! u' M; g( c3 Q, O9 ^, P" @( ]
O型圈是依靠内压将O型圈压入缝隙密封的，你现在这种结构没有缝隙用来密封啊，反倒让O型圈更像一个单向阀了，而且方向和你需要的正好相反。# w4 |5 c$ o9 A

7 R4 b/ I. n6 `6 G$ B愚见，轻拍……
作者: 陈公公    时间: 2015-10-15 08:52
我们做30mpa的都不能用O型圈，用Y型密封圈
作者: nieting1203    时间: 2015-10-15 09:01
同意8#观点，O型圈密封是靠压缩量来保证的，你的实验压力比较大，个人愚见液体会不会将O型圈顶开缝隙，从O型圈下面管道倒角处泄压
作者: zms9439    时间: 2015-10-15 09:12
我觉得按照活塞杆密封形式来做比较可靠，每个槽两侧加O型圈，支撑，可以尝试
作者: leo乐    时间: 2015-10-15 09:14
略微有点不理解你为啥非要在缝隙处做密封啊？6 F' u0 ~* q) j
你敢这么做，这套设备应该能保证你在加压时两端有强力固定装置，所以两边的筒子应该不会有位移的，那你何不把密封放到两端筒子的外表面啊？在抱箍或筒子外缘挖俩槽，用硬度90以上，直径在3.55以上的氟橡胶（氢化丁腈也行，不过你要对厂家有把握）。至于o圈内经尺寸，你都干到100mpa了，应该不会是兴趣使然吧？该找正规厂家定制的时候还是不要怕花钱为妙。
作者: hawk23    时间: 2015-10-15 09:20
本帖最后由 hawk23 于 2015-10-15 09:43 编辑 / C$ Q9 w; b* W( f

$ ]+ J$ ?6 q, }非常感谢各位的意见
0 }6 M# H- U" l& e+ q# H首先先回复下各位的一个共同的问题，就是为什么要这样做- [6 ^! a. w; J4 @7 j7 p
在设计中，目前的确有其他的密封方案，是O全密封和车氏密封组合使用，每一侧都有两道密封，而且，O全压缩量很大，但是目前使用的办法安装非常不方便，而且极易损坏O圈，所以目前想改这个临时密封方案
; L* @' I1 H5 a6 }4 ]* L3 m" A这个地方没法加法兰，因为会影响到其他地方的工装+ f" u+ h3 u9 d3 g9 p3 d8 [1 U6 w2 f
另外，这里的O圈是通过管道一端套进去的，就是说，虽然图里面相邻管道是有缝隙的，但实际中几个管道是已经通过内壁等牢牢固定在一起的
; @. V4 X5 I* h7 r如果O型圈不能用，那么可否用其他形式的密封圈呢？
# ~/ ^1 L, n1 G1 q2 d% L再次感谢各位1 p* p* F+ a. X( `4 _. z
感谢各位大侠的意见，请继续关注此问题，我会继续更新
: ^5 F) ]: \8 h@zerowing @pacelife@害怕伏枥 @xlf63 @菜鸟hong32696 @刘嵩 @菜鸟hong32696  @麦兜大侠 @南飘 @无名小白 @陈公公 @nieting1203 @zms9439 @leo乐  
作者: 初涉池中    时间: 2015-10-15 09:51
o型圈只是简单密封，你可以试试唇形密封，材料嘛，可以试试硅胶
作者: hawk23    时间: 2015-10-15 09:56
目前我们更改了一种方案，采用O型圈活塞密封的方式，这种方式应该和O型圈的密封工作环境是相匹配的+ J' w  |) G, K; z& X/ q
但如果O型圈无法承受100MPa压力的话，这种方案是否也会有问题呢？
& d1 E- f7 @! \. p
作者: kingreader    时间: 2015-10-15 10:00
  密封圈位置有问题，密封圈放置在离缝隙2~3MM处开槽；抱箍结构也有问题，用叠加拼接的抱箍。
作者: zerowing    时间: 2015-10-15 10:28
个人观点，对不对的大侠考量。当然，首楼说10Mpa有些夸张。
% x: G* x! R+ r- K7 a! N# CO圈密封，无论动静，有三个重要面，即两个密封接触面和一个支撑面。而且，一般O圈需要坐在O圈槽中，像你这样凑合的至少我没见过。
- E9 I2 k( e6 j对于低压状态时，O圈密封一般仅靠两个接触面就可满足密封要求。对于高压状态，一定需要垂直方向的一个支撑面。同时，还要涉及一个挤出间隙问题。一般的说，这个支撑面和垂直面的夹角在0-10度之间。挤出间隙根据压力和橡胶硬度不同要求亦不同。以90度13兆帕的O圈为例，挤出间隙不应大于0.3mm。压力升高，间隙应更小。所以，理论上O圈能承受很高压力，但是你加工上未必能做到。这里更正一点，恢复X大侠时说16兆，看来是我记错了。应该是30兆左右。( a- o( P! A4 k) Y
说你这设计的问题。个人认为，有三方面。
/ }, @4 J3 b0 T  _第一，半环抱紧本身不可靠。主要是两方面。一方面是半环抱紧最终对O圈的挤压不均，会出现局部密封不严，特别是在同心度难保证的时候，这个问题会放大。另一方面，半环抱紧，为了保证抱紧同时又不在安装中破坏O圈，一般要在内接缝处开倒角，而这部分让口，会导致高压状态时O圈的进一步变形，成为破坏和泄漏的突破口。
! ?& Y# E1 v( y. W1 H3 U. _第二，就是我上面提到的三面。大侠的这个设计实际上只有两面，即两个接触面，并且由于压力方向垂直于接触面，那么很容易出现单面接触，导致密封实效。O圈的使用，一般遵循压力方向平行于接触面，支撑面垂直于压力方向。以保证时刻密封。同时就如我上面提到的，你现在预留的间隙0.5mm问题（估计0.5是装配调整间隙吧），0.5的间隙，别说对应100Mpa，10Mpa都要求过百硬度的橡胶了，你这么留压根没发玩了。另外，O圈密封有压缩极限，静压状态是30%，动压是10-15%。压多了，胶体本身承受不了。4 W, B! A$ P8 G/ q* L
第三，轴向问题。这个可能不是密封问题。说实话，100Mpa，会直接导致你连接两轴直接承受一个高推力，一方面你的0.5间隙会急剧增大，其增大量同你的管长成正比，另一方面会形成压弯，头部变形，甚至局部破坏（可能说得过于严重）。因此，做断面密封的零件，一般选择缩小端面固定间距，所以，多数要么是端盖，要么是法兰，或者就是端部螺纹近距缩紧。显然，你用半环抱达不到这效果。两侧远端固定隐患颇多。& v3 j1 D) n. [- X' P9 }
简单说这些。大侠考量。
作者: kingreader    时间: 2015-10-15 10:44
kingreader 发表于 2015-10-15 10:00 6 `$ Q( U3 A" |6 o/ K
密封圈位置有问题，密封圈放置在离缝隙2~3MM处开槽；抱箍结构也有问题，用叠加拼接的抱箍。

3 m3 h4 T0 R" ]4 x* v新上传的没看到；第2个方案结构可行，就是在选择密封圈型号的时候看下；楼上O型圈的使用场合说的很清楚了，推荐使用Y、U型密封圈。9 r3 j2 Z7 |6 x
作者: hawk23    时间: 2015-10-15 11:00
zerowing 发表于 2015-10-15 10:28
, d3 f' b! q8 Q( F0 u/ r个人观点，对不对的大侠考量。当然，首楼说10Mpa有些夸张。0 C  ^/ P- k3 G* C
O圈密封，无论动静，有三个重要面，即两个密封 ...

$ Q$ L; W* Z1 d: o4 |3 I! H非常感谢零侠的指教- E5 |# I+ P8 w+ D) P2 }  d
第一种方案的确有问题，如零侠所说，两个接触面和一个支撑面，而首楼的方案里，有3个接触面，而且，半圆抱箍的接触面也为支撑面，这样会出问题
6 h% M, o8 {! i  h  N" K0 ]) _7 A另外，管道和管道之间可以认为在高压力情况下不会影响间隙的变化，首楼方案里的0.5mm间隙只是我示意表达出来的，管道和管道之间还有其他结构
. v9 a- T- E$ H# b受教了
# h- J2 A4 s- c4 I& a再次感谢零侠的指教，我会继续考虑这个问题
0 [; v0 @7 I5 r
作者: hawk23    时间: 2015-10-15 11:16
@陈公公 @kingreader , Z& ]3 J* W" B- r
我查了一下，Y型密封圈的耐压有点低& |! b( k7 k. e& S0 g5 y# p% d. w
不知道是不是我查的不对呢
( V# W, g; r+ {) H2 c, |: I
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作者: 陈公公    时间: 2015-10-15 11:28
hawk23 发表于 2015-10-15 11:16 ' P- d9 X7 Y9 P. u) P
@陈公公 @kingreader ; _( I; g8 |0 @+ y
我查了一下，Y型密封圈的耐压有点低5 n# M8 U+ S4 M' U: }: D
不知道是不是我查的不对呢
( w- T' Y0 g) u. |- I- V9 _
应该是你这边查的不对，我见过比你更高的压力都是用Y型密封圈，你可以了解一下等静压机的密封方式
& h+ ?& j1 P8 ^) G0 @$ t$ [
作者: 刘嵩    时间: 2015-10-15 12:42
本帖最后由 刘嵩 于 2015-10-15 12:49 编辑
# D- V: q+ L, M$ ]' |5 A/ G- @2 h2 r1 D9 O$ U2 c8 b
楼主看这个帖子，//www.szfco.com/forum.php?mod=viewthread&tid=110912
1 U: F9 o. X$ ~: z0 J我个人意见，既然你能做那么大的抱箍，装法兰当然不在画下，如果你的抱箍只是示意图，那么按照拉杆型油缸的方型法兰方式做一个也可。' c5 l& {* v. g4 w3 N, L; a
楼主可能不知道100MPa是什么概念，我见过30MPa的油压就能把一个6mm厚300x300的方箱打成圆的。抛去能否单用密封圈密封。就这2种密封结构，还要保压，凭你这小抱箍，这点摩擦力，简直就是儿戏。
/ ^2 Y4 p* v. g/ M9 P/ y
作者: hawk23    时间: 2015-10-15 13:49
本帖最后由 hawk23 于 2015-10-15 18:22 编辑 ' G3 @- s) k8 U& P

1 u& N8 m, a8 p4 Q@zerowing @pacelife @害怕伏枥 @xlf63 @菜鸟hong32696 @刘嵩 @菜鸟hong32696 @麦兜大侠 @南飘 @无名小白 @陈公公 @nieting1203 @zms9439 @leo乐 , d( ^* R6 w- \' t7 t4 r" S2 j
首先感谢各位的指教
! f- n5 t- |" s9 x9 I上午又重新考虑了下密封结构的问题，有以下几个想法，先不考虑压力大小，单纯从结构上来讨论
! Z$ x; J  q: d' G8 `O型圈的使用场合：2个密封面，1个支撑面0 S0 R# v0 o3 w+ N3 W
图1中的使用情况是比较常见的O圈使用情况，密封面和压力方向平行，支撑面与压力方向垂直；
5 k( ], Z; C2 m; X图2就是我一开始使用的方案，两个倒角的斜面是密封面，上面的水平面是支撑面，在实际情况中，系统压力作用到O圈以及倒角面上时，会产生两个分量，这两个分力都会沿着倒角面的方向向上，从这个角度来说，密封面和压力方向平行，而支撑面和总压力方向垂直，与图1中不同之处在于，密封面与支撑面之间有个角度，而这个角度使得密封效果打折扣，系统压力在挤压O圈时，由于倒角和O型圈之间的空间较大，会使得O圈向两边空白处变形，导致O全对密封面的压力不如图1中大；% N$ y( K1 w4 q$ |, I! T/ K
而图3的情况和图1是一样的，与图2相比，只不过是密封面和支撑面是垂直的，而在实际使用中，图3这种工况也是存在的；
& u1 A* h# t" M- x. m: S于是考虑到是否是系统压力方向和倒角的缘故，想到将倒角面更改方向，于是就有了图4
: @0 U' A# Z0 ^, j图4中，密封面是两个倒角面，由于O型圈和上面的水平面没有接触，那么在系统压力将O型圈压变形的情况下，O型圈会接触上面的水平面，形成一个可能的支撑面，那么密封面和压力方向平行，支撑面和压力方向垂直，而在系统压力的情况下，O圈变形会挤压两个密封面，而且，压力越大，挤压力也会越大，密封效果也会越好（此处请先忽略压力大小，仅仅是考虑结构方面），这种方案要优于图2，但使用时应该要考虑O型圈内部装一个支撑环，提供一定的预紧力，其余存在的问题，还请各位大侠指教；
7 C- G  ?! q% O. h8 X考虑到O型圈变形量较大，在使用中自身的稳固性不好，考虑到更换密封圈的形式，想到了金属C型圈，于是就有了图5的想法
2 V2 n! R' X; S图5中与图4的接触面和支撑面情况均相同，而且，C型圈在系统压力作用下向两侧膨胀，会使得两侧密封面密封效果更好，而且由于金属强度的原因，这种效果应该要优于O型圈，而且，也不需要内部装支撑环；
( j; B5 z. q' [8 H各位大侠请先忽略O型圈是否能承受100MPa的压力这个情况，先从密封结构来讨论吧, J! w2 \: H. h4 g" ^, v, f( C0 w
作者: leo乐    时间: 2015-10-15 14:00
我想问一个题外话...4 d$ u/ U: V( ^" @/ c
从你的设备间隙来看，应该是你这三个筒子做完实验还要拆开吧？你们对现在结构不满意也主要是嫌拆卸过程太麻烦吧？
作者: kunshanyu    时间: 2015-10-15 14:45
这个估计要用卡箍密封，20号钢做密封件
作者: 哥是个传说    时间: 2015-10-15 17:17
本帖最后由 哥是个传说 于 2015-10-15 17:19 编辑
9 _/ ?. M! |" t6 ^+ D% ~" W
6 N1 \! o  Q6 Y1 l两办法仅供参考：1 加工两个环，装管子前就套在管子上，保护好，要测压时就拿来用一下。6 G% o3 l* k7 \) r
2 用软紫铜绕一圈，接头处处理好，再用你那套子一压就ok，静密封100MPa算毛线，当然，里面j最好放个0.5mm厚的钢环衬一下最佳~！
作者: 大粒粒    时间: 2015-10-15 20:22
楼主你好 我的专业方向是机械密封，是一种动密封，但是最近一年一直在江苏这边一家搅拌机装配厂，搅拌机上有机械密封也有静密封，叶轮转速不高，试压防止机械密封泄漏的时候也只是加压到0.4Mp，但是我觉得这边对付静密封的方式值得借鉴，自己的一点拙见希望您不要介意，搞点石棉密封片，在两个管子的接缝处，在石棉垫内圈可以加密封胶，这两种方式都是很便宜的，买一管密封胶花不了多钱，石棉密封垫就更加便宜了，最后就是大家都普遍统一的一种想法多加几层o形圈，也可以查查文献看看不一定非得是O型的密封圈，看看文献中哪种最适合这种情况。另外100MP的油压再加O型圈，是完全不行，普通O型圈最大密封30多Mp以下的。 最后楼主最终解决了，记得让我知晓一下你的改进方案。谢谢
作者: 大粒粒    时间: 2015-10-15 21:38
楼主 您好 我是主要搞得是机械密封是一种动密封，最近在江苏一家私企实习，做的是固定角侧向和竖直顶部深入式的搅拌器，这里机械密封（集装式的）动密封，静密封都有，针对你上述提出的东西，我觉得我在这里他们针对 静密封的东西值得借鉴，你可以用石棉的密封垫做成圆环形，然后用密封胶将石棉的密封垫封在管道横截面上，这里石棉密封垫和密封胶市面上都有销售，很便宜的，但是要注意的是石棉密封垫的厚度和密封胶的选型，石棉密封垫的厚度和密封胶的选型你最好打电话问问那边厚度是多少，我们用密封胶的时候，有的溶于油了，所以它的选型也很重要。下一步就是上面大家都说的多层O型圈，这里不一定非要O型的，其他形式的只要效果优于这个就好，这你可以去查查文献，看看哪种密封圈性价比高。
+ p/ }  H  e! G! G另一种解决方案就有点奇特了，这是我最近读的一篇汽轮机密封改造的文献中，借助汽轮机现在的迷宫式的密封原理去解决，文献中说的就是把迷宫式的密封改为蜂窝式的密封，他们那里的蜂窝式的密封显然不适合你的情况，迷宫密封显然很好，它与网友们说的方法类似，就是在你的抱箍内侧车好几道齿，这样可以起到阻档高压流体的作用，具体的原理发图给你在下面你好好想想，试试说不定很有效果 ，这是我的一点想法。# [% q  H9 y% s0 P
最后，您怎么解决的可以@我
作者: hawk23    时间: 2015-10-15 21:44
大粒粒 发表于 2015-10-15 21:38
. P3 R# r+ P$ J8 A4 M8 X楼主 您好 我是主要搞得是机械密封是一种动密封，最近在江苏一家私企实习，做的是固定角侧向和竖直顶部深入 ...
8 h- @  Z9 R2 @
很感谢你的建议' e" u. h4 x  x( H4 n3 D* a+ n9 X
管道外部工作环境非常恶略，没法用常用的密封，比如石棉等材质的东西
- h9 C5 i1 Q$ u5 C% p0 v: k3 I/ a
作者: 大粒粒    时间: 2015-10-15 21:47
图片. \: M  {" C8 ?
作者: 大粒粒    时间: 2015-10-15 21:55
好咧
作者: 浣溪沙    时间: 2015-10-17 09:27
两个字，没戏
作者: zqb1893    时间: 2015-10-18 01:52
个人认为这种密封不可行，还这么高的压力。如果左右两根管上车密封槽装密封圈，会好一些。还有问题就是抱箍的两个接触平面会泄露，不能保持压力，这个问题也需要解决。
作者: kunshanyu    时间: 2015-10-19 16:46
hawk23 发表于 2015-10-15 09:56
* T4 e0 Q# ]9 P) W) t7 b目前我们更改了一种方案，采用O型圈活塞密封的方式，这种方式应该和O型圈的密封工作环境是相匹配的7 _' A5 ^. U  o4 J% @
但如果 ...

' c( w5 \9 |: A8 i# s* S% F6 }采用这种方案100MPA肯定不行，压力会迫使o型圈从密封缝隙中失效，可以采用这种结构压力先经过o型圈，在用聚四氟乙烯挡圈在O型圈后面挡住，防止o型圈失效，或者前后都使用聚四氟乙烯挡圈，我以前使用过这种结构，当时压力为120MPA) x! ?( y+ y& S6 ~5 G
作者: hawk23    时间: 2015-11-25 09:39
本帖最后由 hawk23 于 2015-11-25 11:16 编辑
' j3 s+ a$ f: `. I1 \; Q7 m+ |: O0 z) l! K3 L* F0 [) R( @
更新一下这个问题吧
2 p# ?, Z: ~/ S' z目前我没有采用之前帖子里提到的一些密封结构，而是沿用了传统的O型圈密封的方式
9 ]+ F6 d+ W2 s5 U进行耐压实验室，我们需要验证多道密封件
! V, I1 g) Y+ h' {: y$ V$ O/ a, A对车氏密封圈进行耐压试验时，可以耐120℃温度下50MPa的压力，但发现PTFE保持架部分有少许泄露量! k% N& J+ n, a3 e- V' A8 ^
对O型圈进行耐压试验时，常温下，O型圈可以耐60MPa，但在120℃的温度下，压力以一上50MPa，O型圈瞬间失效3 H. k# ]9 F- Q1 q) B* C0 h3 V  H  M' F
这是这半个月来做试验得出的结论
3 ~) {  P8 Q; G  ]/ _# M+ P0 k楼上各位经过试验得出的O型圈的耐压数据应该都是真实的，只是结构不一样，耐压的数据也不一样  Z/ R1 C2 }, y# D  i
再次感谢楼上各位的帮助和指点) B/ @7 e: P5 q/ \; P  z4 o
关于密封件的使用，本人后续会继续更新. N# s# |8 X- a" }, D2 ]; u) M
@zerowing @pacelife @菜鸟hong32696 @麦兜大侠 @xlf63 @南飘 @LIAOYAO @无名小白 @陈公公 @nieting1203 @zms9439 @leo乐 @初涉池中 @kingreader @刘嵩 @kunshanyu @哥是个传说 @大粒粒 @zqb1893
作者: hollkoll    时间: 2015-11-25 10:14
这怎么行啊？只有密封圈的上下部分受到往圆心的挤压，两侧没有，所以起不了多大的密封效果。
作者: 小冷2025    时间: 2015-11-26 13:03
看压力吧你这个压力估计O圈撑不住
9 D) r+ n# C: X
作者: 机械小丑    时间: 2015-11-28 21:55
绝对不可能！还要提醒你，这样做极其危险！不是开玩笑。
$ s* p8 S( X& {
作者: szspark    时间: 2016-3-24 11:42
这种完全不可行



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