填料密封

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填料密封主要用于机械行业中的过程机器和设备运动部分的动密封,比如离心泵压缩机、真空泵、搅拌机、反应釜的转轴密封和往复泵、往复式压缩机的柱塞或活塞杆,以及做直线、螺旋运动阀门的阀杆与固定机体之间的密封。
中文名
填料密封
外文名
Gland Packings
又    称
压紧填料密封
俗    称
盘根密封
主要用于
机械行业中的过程机器运动部分
比    如
离心泵、压缩机、真空泵、阀门

填料密封定义

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填料密封又称为压紧填料(Gland Packings)密封,俗称盘根(Packings)密封。盘根密封是最古老的一种密封结构,在我国古代的提水机械中,就是用填塞棉纱的方法来堵住泄漏的,世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封形式。而19世纪石油和天然气开采技术的生产与发展,使填料密封的材料有了新的发展。到了20世纪,填料密封因其结构比较简单,价格不贵,来源广泛而获得许多工业部门的青睐。

填料密封原理

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填料装入填料腔以后,经压盖螺丝对它作轴向压缩,当轴与填料有相对运动时,由于填料的塑性,使它产生径向力,并与轴紧密接触。与此同时,填料中浸渍的润滑剂被挤出,在接触面之间形成油膜。由于接触状态并不是特别均匀的,接触部位便出现“边界润滑”状态,称为“轴承效应”;而未接触的凹部形成小油槽,有较厚的油膜,接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫,起阻止液流泄漏的作用,此称“迷宫效应”。这就是填料密封的机理。显然,良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。也就是说,要保持良好的润滑和适当的压紧。若润滑不良,或压得过紧都会使油膜中断,造成填料与轴之间出现干摩擦,最后导致烧轴和出现严重磨损[1] 
为此,需要经常对填料的压紧程度进行调整,以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后,再挤出一些润滑剂,同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。显然,这样经常挤压填料,最终将使浸渍剂枯竭,所以定期更换填料是必要的。此外,为了维持液膜和带走摩擦热,有意让填料处有少量泄漏也是必要的。

填料密封分类

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填料密封毛毡

毛毡密封是在壳体的槽中填以毛毡圈组成的密封结构。
在接触式密封装置中,毛毡密封是最简单的一种,它广泛应用于低速、常温、常压的电机、齿轮箱等机械中,用以密封黄油、滑油。毛毡密封还适于防尘,但不宜用作气体密封。毛毡密封用作液体密封时,介质的粘度越大则密封效果越好,对于象煤油这一类粘度较小的液体,毛毡密封的效果很差。在毛毡密封中如果使用粗毛毡,则轴的圆周速度只允许在3米/秒以下,若用优质细毛毡,则速度可提高2-3倍,但不能超过10米/秒。如果设计得当,而且轴的硬度高,表面光度好,润滑充分,那么,在个别情况下毛毡密封还可在20米/秒的高速下正常工作。毛毡密封的使用温度一般不超过90℃,使用压力一般为一个大气压力。盘根密封在轴与壳体(盘根箱)之间缠绕盘根,然后用压盖和螺钉压紧。盘根密封广泛应用于各种泵类(如水泵、真空泵等)的密封,用作液体或气体介质的封严装置。

填料密封盘根

盘根密封可用于高温、高压。例如,油浸石棉盘根,其密封压力可达12公斤/厘米,介质温度可达250℃。但是盘根密封的速度却较低。例如,用于水泵时,其使用速度上限为6米/秒。这是因为盘根填料不耐磨,而盘根与轴的接触摩擦面很大,且盘根对轴的压力也很大,因而发热及磨损严重。如果密封介质的压力较高,还必须将螺钉拧得更紧,使盘根刘轴的压紧力更大,这样才能保证高压密封不漏。此时,轴的转速必须降得更低。可见,压力和转速是互相联系的,压力较低时,可允许转速高一些;若压力较高,则必须降低转速,以满足高压密封的要求。一般盘根密封产生泄漏的原因,是由于摩擦产生高温,使盘根中某些成分挥发或碳化而形成漏泄间隙。此时,可更换新的盘根以恢复其密封性能。盘根成本很低,这是其他各种高压密封所不如的。但是,盘根密封所占的体积和重量很大,远不如石墨密封和涨圈密封紧凑、轻巧。

填料密封材料特性

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①有一定的弹性。在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。
②有足够的化学稳定性。不污染介质,填料不被介质泡胀,填料中的浸渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面。
③自润滑性能良好。耐磨、摩擦系数小。
④轴存在少量偏心的,填料应有足够的浮动弹性。
⑤制造简单、装填方便。

填料密封渗漏原因

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(1)填料选用不合适。例如,选用的填料不耐介质腐蚀、不耐高压或真空、不耐高温或低温等。
(2)填料压盖未压紧。只有受到一定的压紧力时,填料才能产生一定的径向形变,充实泵轴(阀杆)与填料筒内壁之间的间隙,从而起到密封作用。当压紧力很小时,填料的径向形变就很有限,密封效果比较差。
(3)所用填料太细。如果填料太细,当受到填料压盖的挤压作用时,它本身所能产生的径向形变就很有限,不能起到很好的密封作用。
(4)填料切得太短,两切面不能密合。
(5)填料安装圈数太少,达不到使用要求。
(6)填料安装不正确。主要是由于填料切口角度过大或过小,填料切面的接合方式不正确,各圈填料的切口没有错开等原因造成填料安装不正确。
(7)填料润滑剂选用不当或失效。用于浸渍填料绳的润滑剂必须具有良好的保持性能、润滑性能和成膜性能。当润滑剂选用不当或失效时,填料绳得不到润滑剂的浸润 ,纤维之间的空隙就得不到密封,泵轴 (阀杆)转动时也得不到充分润滑。若填料老化、干裂就表明填料润滑剂已经失效。
(8)填料保存不当或超过使用期限,造成老化、干裂或丧失弹性。如果填料绳本身丧失了弹性,当受到填料压盖的挤压作用时,难以发生径向形变,就不能充实泵轴 (阀杆)与填料筒内壁之间的间隙。
(9)填料筒与压盖筒的径向配合间隙过大。当填料压盖与填料筒不配套、压盖筒的厚度相对于填料腔的宽度小得多时,填料受到压盖的挤压作用就很有限,不能产生充分的径向形变。这种情况常见于一些老式阀门阀杆处的填料密封,但往往不容易被发现。
(10)填料筒内壁或泵轴 (阀杆 )表面受损(腐蚀、磨损、表面划伤或阀杆螺纹断丝等)。
(11)泵轴 (阀杆)弯曲。泵轴 (阀杆)的磨损、弯曲或偏心严重是造成渗漏的重要原因。
(12)填料太硬或夹杂颗粒杂质,长期运转造成轴的磨损。试验证明,石棉填料对轴 (阀杆)的磨损最严重。
(13)泵的实际扬程过高。一般情况下,对于同一台离心泵,若转速一定,当流量减小时,其扬
程增大。一旦内部介质的压力增大,就可能破坏原来的填料密封形成渗漏。
(14)填料磨损严重。正常装填的填料磨损比较均匀 ,靠近压盖处较大,向内逐渐减小;装填不好的填料,压盖附近在短时间内即出现很大的磨损,而填料深处却无磨损现象。
(15)填料使用时间过长。填料在运行过程中,容易受到磨损、浸蚀、老化、干涸、温度等因素的影响,逐渐失去致密性能而导致渗漏,这种现象在填料密封装置中较为普遍。[2] 
参考资料
词条标签:
科技术语 科学