程天馥 李双喜 马钰虎 陈坤毅 施任杰

(北京化工大学机电工程学院 北京 100029)

从航空航天工程到化工机械制造，从医药设备研制到生活用品的包装，密封结构无处不在。虽然通常密封元件在设备中占比很小，但其结构的可靠性直接影响着设备整体的运行情况及使用寿命[1]。中外相关领域的学者对各类密封结构进行了大量的深入研究，如刷式密封、干气密封、迷宫密封以及应用于离心压缩机上的各类密封等，并且取得了可观的进展。由于航空航天领域的飞速发展，以液氢、液氧为燃料的火箭发动机越来越多地应用于其中，由于工作环境特殊，使得其密封结构必须同时具备耐低温、耐高压的能力[2-5]，因此金属密封环应运而生。与普通密封环相比，金属密封环更耐低温，在高压下变形更小，且可根据实际工况对密封环的形状进行灵活的设计。目前常用的金属密封环有C形、K形、X形、E形、W形、空心O形及U形等[6-9]。

针对金属密封环的研究开始于1970年前后[10-11]。国外密封行业代表Parker公司所开发的BS密封结构具备很好的抗冲击性能，开发的AF形密封结构则可以灵活地随活塞杆移动。国内对金属密封环的研究较晚，但也取得了许多成果[12]。我国专家学者开发出了很多具有代表性的金属密封环结构，如适用于高温高压工况下的梯形截面静密封结构[13]；动、静密封均适用的改良Y形密封环[14]以及应用于环保系统中的非接触式静密封结构[15]等。

金属密封环虽然有诸多优点，但仍存在很多的不足。……