支撑环有助于保持设备密封的牢固可靠。将支撑环放置在密封件旁边，它可以支撑密封件，防止其被高压挤压。该环可防止间隙形成，从而提供更佳的泄漏防护。使用支撑环，可以延长密封系统的使用寿命，并提高其安全性。
关键精华
支撑环有助于将 O 形圈固定在位。它们可以防止 O 形圈在高压下被挤出或破裂。这有助于防止泄漏，并延长密封件的使用寿命。
挡圈主要有三种类型：实心挡圈、开口挡圈和螺旋挡圈。每种挡圈的防护性能不同。有些挡圈比其他挡圈更容易安装。它们适用于不同的机器。
挡圈通常由 PTFE 或 PEEK 制成。PTFE 不与许多化学物质发生反应，且易于滑动。PEEK 可以承受极高的压力和热量，非常适合高强度作业。
您必须为您的系统选择合适的挡圈。考虑压力、温度、化学物质和凹槽尺寸。这有助于挡圈良好贴合并有效密封。
正确使用备用环有助于延长设备的使用寿命，降低维修成本，并防止密封件破损。这适用于静止系统和运动系统。
备用环基础知识
什么是备用环
挡圈是一种坚固的环形部件，可放置在O形圈或其他密封圈旁边的凹槽内。它可以支撑O形圈，防止其在系统高压时被挤压到狭小的间隙中。挡圈紧密贴合在密封外壳中，起到屏障的作用，防止较软的O形圈被挤出或损坏。大多数挡圈由聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）或硬橡胶等坚固材料制成。这些材料抗变形，能够承受严苛的工况。在压力极高的液压和气动系统中，您经常会看到挡圈的身影。
提示：如果您希望 O 型圈的使用寿命更长并防止泄漏，请务必在高压装置中添加备用圈。
备用环的工作原理
使用支撑环可以为 O 形圈提供额外的支撑。支撑环位于 O 形圈凹槽内的正后方。这种设计可以封闭挤压间隙，也就是 O 形圈在压力下可能被挤出的狭小空间。支撑环就像一道物理屏障，在压力上升时防止 O 形圈拉伸或撕裂。
备用环紧密贴合在凹槽中并支撑 O 形环，从而防止挤压。
他们使用更坚硬、抗挤压的材料来阻止 O 形圈被推入缝隙。
备用环可以位于 O 形圈的一侧或两侧，具体取决于压力来自何处。
您可以选择实心、开口或螺旋形备用环来满足您的系统需求。
无论是静态系统还是动态系统，支撑环都能起到作用。在静态系统中，部件不会移动，但压力仍然可能引发问题。在动态系统中，例如移动的活塞，支撑环可以保护O形圈免受运动和压力变化造成的损坏。这种分层结构可以保护O形圈免于撕裂、切割或变形。确保您的密封系统坚固可靠。
为什么要使用备用环
使用备用环有几个重要原因：
支撑环减少了气缸内金属部件之间的挤压间隙，从而阻止了高压下 O 形环的挤压和损坏。
它们为较软的 O 形圈提供强有力的支撑，使其能够在高压下正常工作。
备用环可保护 O 形圈免受运动部件中金属与金属接触造成的损坏。
支撑环的设计和材料（例如平面或凹面形状以及 PTFE 或腈纶等材料）会影响其抗挤压性能和安装难易程度。
例如，如果您使用 70A 硬度计 O 形圈并且系统压力超过 1,500 PSI，则需要一个备用环来防止挤压。
备用环在防止泄漏和减少泄漏方面发挥着关键作用。如果没有备用环，O 形圈在高压或高温环境下很容易失效。测试表明，没有备用环的密封件由于挤压和磨损，故障率更高。添加备用环可以提高密封系统的使用寿命和可靠性。这意味着您的设备停机时间更短，维护成本更低。
挡圈类型
选择挡圈时，您应该了解其类型。挡圈有实心挡圈、开口挡圈和螺旋挡圈。每种挡圈都有其独特的设计和安装方式。合适的挡圈可以保护您的O形圈安全，并确保您的设备正常运行。
实心支撑环
实心支撑环为一体式结构，无任何切割痕迹，能提供最佳的抗挤压保护。这些支撑环可在高压高温环境下工作，常见于液压歧管和静态密封件中。实心支撑环可承受高达 20,000 psi 的压力，并可在高达 575°F 的温度下正常工作。当采用PTFE或 PEEK 材料制成时，这些支撑环均能满足上述要求。它们为 O 型圈提供强力支撑，使用寿命长。
注意：实心背带环很难安装在狭小的空间内。它们不能大幅度弯曲或拉伸。
下表比较了实心挡圈与其他类型的挡圈：
备用环类型 | 材料 | 最大工作压力 | 安装槽型 | 应用笔记 |
|---|---|---|---|---|
实心备用环 | PTFE | 高达 70 兆帕 | 分体安装槽 | 最佳性能、最高压力等级 |
开口备用环
开口式挡圈具有一定角度的切口，这使得它们更容易安装到位。您可以将它们安装到凹槽中，而无需拉伸O形圈。您无需拆卸设备，从而节省维修时间。开口式挡圈非常适合快速更换。如果您无法轻松够到零件，它们也是不错的选择。
开口挡圈的防挤压性能不如实心挡圈。开口挡圈在压力下会张开和闭合，这可能会导致O形圈被夹住或损坏。当安装便捷性比强度更重要时，请使用开口挡圈。
特征/方面 | 实心挡圈 | 开口挡圈 |
|---|---|---|
建筑业 | 单个连续环 | 精密斜切戒指（分体式） |
抗挤压 | 卓越的抗挤压性和耐用性 | 挤压保护稍差 |
安装 | 在狭窄或受限的空间内安装更困难 | 无需拉伸或操作 O 形圈，安装更轻松 |
保养与维修 | 由于持续设计而更具挑战性 | 有利于在有限通道或狭小空间内进行维护 |
螺旋支撑环
螺旋挡圈看起来像线圈或弹簧。无需拆卸即可安装。这有助于在狭小空间内进行维修。螺旋挡圈可防止O形圈在静止和运动部件中挤压。它们在高压和严苛环境下工作良好。它们常见于航空航天和石油天然气设备中。
螺旋支撑环可轻松安装在零件周围。
它们可防止 O 形圈因压力而被推出。
PTFE 螺旋环具有耐化学性和低摩擦性。
安装它们时，它们的形状就不会过度拉伸。
提示：选择螺旋式背衬环，安装快捷，在恶劣条件下提供强力保护。
备用环材料
PTFE 和 PEEK
在选择支撑环材料时，PTFE 和 PEEK 是非常常见的选择。PTFE 也被称为特氟龙。它的优势在于耐化学腐蚀和低摩擦系数。这意味着 PTFE 制成的支撑环可以承受强腐蚀性化学品的侵蚀。它们在带有运动部件的系统中也能平稳运行。PTFE 的耐热温度高达 575°F（约 300°C）。如果内部填充玻璃或碳，它还可以承受高达 5,800 psi（约 2600 巴）的压力。纯 PTFE 适用于较低压力环境，而填充 PTFE 则更适合高负载应用。PTFE 比其他一些材料更软，在高压下可能会变形。因此，PTFE 最适合用于那些无需承受极端严苛工况的支撑环。
PEEK 比 PTFE 强度更高、刚度更大。您可以将 PEEK 支撑环用于非常严苛的作业。例如，它们适用于石油和天然气钻探。这些场合的压力高达 20,000 psi，温度高达 500°F（约 XNUMX°C）。PEEK 不易磨损，即使在恶劣环境下也能保持形状。这使得 PEEK 非常适合高压、高温和需要长时间作业的场合。PEEK 的价格比 PTFE 更高，但它的使用寿命更长，并且在严苛环境下能更好地保护密封件。
以下是一个快速比较：
材料 | 压力限制（psi） | 温度限制（°F） | 主要功能 |
|---|---|---|---|
PTFE | 3,600（原始），5,800（填充） | 575 | 低摩擦、耐化学腐蚀 |
PEEK | 20,000 | 500 | 高强度、耐磨、抗蠕变 |
提示：如果需要耐化学腐蚀和低摩擦系数，请选择 PTFE。如果需要用于高压、高温和长期使用的背衬环，请选择 PEEK。
其他常见材料
还有很多其他材质的支撑环，每种材质都有各自的优势。尼龙6,6强度高，不易变形。但它吸水，所以不要在潮湿的地方使用。聚氨酯非常坚固，不易磨损，非常适合用于需要持久耐用的活动部件。全氟橡胶（FFKM）和氟橡胶（FKM，Viton）耐化学品和高温。全氟橡胶可承受高达600°F（约XNUMX°C）的高温。硅胶、三元乙丙橡胶（EPDM）和氯丁橡胶则适用于特殊应用，例如食品、医疗或蒸汽系统。
这里有一张表格可以帮助您进行比较：
材料 | 机械性能 | 温度极限 | 化学耐受性 | 典型用例 |
|---|---|---|---|---|
PA6,6 | 强度好、热稳定性好 | 186°F | 对湿度敏感 | 汽车、工业 |
聚氨酯 | 高强度、耐磨 | 中 | 不适用于酸/酮 | 动态密封件、液压系统 |
实况调查团 | 最高的耐化学性 | 600°F | （卓越）等级 | 腐蚀性、高温环境 |
FKM（氟橡胶） | 良好的耐化学性和耐高温性 | 430°F | 不适用于蒸汽/酮 | 石油、天然气、化学加工 |
硅胶 | 柔韧、抗紫外线 | 高 | 耐化学性有限 | 食品、医疗、静态密封 |
PTFE | 低摩擦、耐化学腐蚀 | 575°F | 优秀 | 腐蚀性化学品、高温 |
PEEK | 高强度、耐磨 | 500°F | （卓越）等级 | 石油天然气、航空航天、严酷工况 |
您还可以找到由 PEK、Arlon 3000XT 和玻璃填充 PTFE 等新材料制成的支撑环。这些材料在非常艰苦的工作中效果更佳。例如，它们可用于航空航天或高压系统。
注意：务必根据系统中的化学品、温度和压力来选择备用密封环的材料。合适的材料可以确保密封件的安全，并延长设备的使用寿命。
选择备用 O 形圈
压力和温度
选择备用O型圈时，需要考虑系统内的压力和温度。高压会将O型圈挤压到狭小的缝隙中，导致损坏和泄漏。使用备用O型圈可以避免这种情况。这些备用圈起到屏障作用，保护O型圈。如果系统压力超过1,500 psi，则必须使用备用O型圈。此外，还需要检查O型圈的硬度。较软的O型圈在较低压力下需要更多的支撑。
温度同样重要。有些材料在高温或低温下性能更佳。例如，PTFE 挡圈可承受 -400°C 至 500°C 的温度。硅胶 O 形圈可承受高达 450°C 的高温，而氟橡胶 O 形圈可承受高达 400°C 的高温。如果使用错误的材料，密封可能会失效。务必根据系统的温度范围选择合适的材料。
材料 | 温度范围 (°F) | 密封完整性和应用注意事项 |
|---|---|---|
NBR（丁腈橡胶） | -40 至 250（特殊最高 300） | 适用于静态密封；检查化学相容性 |
有机硅弹性体 | -65 至 450（特殊最高 500） | 不适用于碳氢化合物流体 |
氟橡胶 | 高达 400个 | 处理酸、燃料、油 |
PTFE（特氟龙）聚合物 | 400到500 | 在极端情况下可能会变得僵硬 |
全氟弹性体（FFKM） | 最高 550（特殊情况 650） | 最适合高温和化学品 |
提示：选择备用O型圈之前，务必检查其压力和温度极限。这有助于避免泄漏和密封失效。
兼容性和尺寸
您还必须确保备用 O 型圈与系统中的流体和化学品相匹配。某些材料的耐化学性优于其他材料。聚四氟乙烯 (PTFE) 和聚醚醚酮 (PEEK) 因其耐化学性和耐高温性能而广受欢迎。在食品、医疗或石油天然气行业，您可能需要符合严格标准的特殊等级材料。务必检查备用O 型圈是否能够承受其将要接触的化学品。
尺寸确定是另一个关键步骤。备用 O 形圈需要与 O 形圈紧密贴合。凹槽或压盖必须足够宽，以便同时容纳 O 形圈和备用圈。如果使用两个备用圈，请在 O 形圈两侧各放置一个，以获得最佳保护。许多行业使用 MS28774 或 AN6244 等标准来指导尺寸确定。这些标准可以帮助您根据应用选择合适的尺寸和形状。
以下是选择备用 O 形圈的快速清单：
检查系统的压力和温度。
选择能够抵抗液体和化学物质的材料。
使用行业尺寸标准来确保合适。
确保凹槽足够宽，可以容纳 O 形圈和备用圈。
使用两个支撑环来从两侧施加压力。
注意：务必在实际工况下测试密封件。实验室测试结果并不能完全反映密封件在您的设备中的实际性能。
备用环在高压系统中起着重要作用。它们可以防止O形圈挤压，从而保障设备安全。选择合适的类型和材质至关重要，这能让您的密封系统更好地工作。以下图表展示了材质如何提高可靠性：
材料 | 关键属性 | 可靠性优势 |
|---|---|---|
PTFE | 低摩擦、耐化学腐蚀 | 磨损更少，使用寿命更长 |
PEEK | 强度高、热稳定 | 处理艰苦的工作，保持体形 |
选择前，请检查压力、温度和化学品。如果您的设置比较复杂，请咨询专家。
常见问题解答
备用环的主要作用是什么？
支撑环可以防止O型圈被挤压到缝隙中。它支撑O型圈，即使在高压下也不会使其破裂或泄漏。
备用环可以重复使用吗？
备用环不可重复使用。一旦取下，备用环可能无法再次安装到位。为了确保最佳密封性和安全性，请务必使用新的备用环。
您怎么知道该选择哪个备用环？
检查系统的压力、温度和化学物质。选择符合这些需求的材料。确保尺寸适合您的凹槽和O形圈。如果您不确定，请咨询专家。
O 形圈两侧都需要备用环吗？
如果压力来自两个方向，则两侧都需要一个挡圈。如果压力来自一侧，则只在该侧使用挡圈。
如果您不使用备用环会发生什么情况？
不使用备用环可能会导致O形圈失效。您可能会看到泄漏、损坏，甚至系统故障。使用备用环可以帮助您的设备更耐用、更高效地运行。
