填料密封基本分類

毛氈密封是在殼體的槽中填以毛氈圈組成的密封結(jié)構(gòu)。

在接觸式密封裝置中，毛氈密封是最簡(jiǎn)單的一種，它廣泛應(yīng)用于低速、常溫、常壓的電機(jī)、齒輪箱等機(jī)械中，用以密封黃油、滑油。毛氈密封還適于防塵，但不宜用作氣體密封。毛氈密封用作液體密封時(shí)，介質(zhì)的粘度越大則密封效果越好，對(duì)于象煤油這一類粘度較小的液體，毛氈密封的封嚴(yán)效果很差。在毛氈密封中如果使用粗毛氈，則軸的圓周速度只允許在3米/秒以下，若用優(yōu)質(zhì)細(xì)毛氈，則速度可提高2-3倍，但不能超過(guò)10米/秒。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，而且軸的硬度高，表面光度好，潤(rùn)滑充分，那么，在個(gè)別情況下毛氈密封還可在20米/秒的高速下正常工作。毛氈密封的使用溫度一般不超過(guò)90℃,使用壓力一般為一個(gè)大氣壓力。盤根密封在軸1與殼體(盤根箱)之間纏繞盤根，然后用壓蓋和螺釘壓緊。盤根密封廣泛應(yīng)用于各種泵類(如水泵、真空泵等)的密封，用作液體或氣體介質(zhì)的封嚴(yán)裝置。

盤根密封可用于高溫、高壓。例如，油浸石棉盤根，其密封壓力可達(dá)12公斤/厘米，介質(zhì)溫度可達(dá)250℃。但是盤根密封的速度卻較低。例如，用于水泵時(shí)，其使用速度上限為6米/秒。這是因?yàn)楸P根填料不耐磨，而盤根與軸的接觸摩擦面很大，且盤根對(duì)軸的壓力也很大，因而發(fā)熱及磨損嚴(yán)重。如果密封介質(zhì)的壓力較高，還必須將螺釘4擰得更緊，使盤根劉軸的壓緊力更大，這樣才能保證高壓密封不漏。此時(shí)，軸的轉(zhuǎn)速必須降得更低?？梢?，壓力和轉(zhuǎn)速是互相聯(lián)系的，壓力較低時(shí)，可允許轉(zhuǎn)速高一些;若壓力較高，則必須降低轉(zhuǎn)速，以滿足高壓密封的要求。一般盤根密封產(chǎn)生泄漏的原因，是由于摩擦產(chǎn)生高溫，使盤根中某些成分揮發(fā)或碳化而形成漏泄間隙。此時(shí)，可更換新的盤根以恢復(fù)其密封性能。盤根成本很低，這是其他各種高壓密封所不如的。但是，盤根密封所占的體積和重量很大，遠(yuǎn)不如石墨密封和漲圈密封緊湊、輕巧。

填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋螺絲對(duì)它作軸向壓縮，當(dāng)軸與填料有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于填料的塑性，使它產(chǎn)生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時(shí)，填料中浸漬的潤(rùn)滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤(rùn)滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應(yīng)”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機(jī)理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。也就是說(shuō)，要保持良好的潤(rùn)滑和適當(dāng)?shù)膲壕o。若潤(rùn)滑不良，或壓得過(guò)緊都會(huì)使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。

為此，需要經(jīng)常對(duì)填料的壓緊程度進(jìn)行調(diào)整，以便填料中的潤(rùn)滑劑在運(yùn)行一段時(shí)間流失之后，再擠出一些潤(rùn)滑劑，同時(shí)補(bǔ)償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。

填料密封又稱為壓緊填料（Gland Packings）密封，俗稱盤根（Packings）。盤根密封是最古老的一種密封結(jié)構(gòu)，在我國(guó)古代的提水機(jī)械中，就是用填塞棉紗的方法來(lái)堵住泄漏的，世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機(jī)也是采用這種密封形式的。而19世紀(jì)石油和天然氣開采技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展，使填料密封的材料有了新的發(fā)展。到了20世紀(jì)，填料密封因其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格不貴，來(lái)源廣泛而獲得許多工業(yè)部門的青睞。

填料密封主要用于機(jī)械行業(yè)中的過(guò)程機(jī)器和設(shè)備運(yùn)動(dòng)部分等動(dòng)密封，比如離心泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)、反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)軸密封和往復(fù)泵、往復(fù)式壓縮機(jī)的柱塞或活塞桿，以及做螺旋運(yùn)動(dòng)閥門的閥桿與固定機(jī)體之間的密封

①有一定的彈性。在壓緊力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并緊密與軸接觸。

②有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。不污染介質(zhì)，填料不被介質(zhì)泡脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面。

③自潤(rùn)滑性能良好。耐磨、摩擦系數(shù)小。

④軸存在少量偏心的，填料應(yīng)有足夠的浮動(dòng)彈性。

⑤制造簡(jiǎn)單、裝填方便。

(1)填料選用不合適。例如,選用的填料不耐介質(zhì)腐蝕、不耐高壓或真空、不耐高溫或低溫等。

(2)填料壓蓋未壓緊。只有受到一定的壓緊力時(shí),填料才能產(chǎn)生一定的徑向形變,充實(shí)泵軸(閥桿)與填料筒內(nèi)壁之間的間隙,從而起到密封作用。當(dāng)壓緊力很小時(shí),填料的徑向形變就很有限,密封效果比較差。

(3)所用填料太細(xì)。如果填料太細(xì),當(dāng)受到填料壓蓋的擠壓作用時(shí),它本身所能產(chǎn)生的徑向形變就很有限,不能起到很好的密封作用。

(4)填料切得太短,兩切面不能密合。

(5)填料安裝圈數(shù)太少,達(dá)不到使用要求。

(6)填料安裝不正確。主要是由于填料切口角度過(guò)大或過(guò)小,填料切面的接合方式不正確,各圈填料的切口沒(méi)有錯(cuò)開等原因造成填料安裝不正確。

(7)填料潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)或失效。用于浸漬填料繩的潤(rùn)滑劑必須具有良好的保持性能、潤(rùn)滑性能和成膜性能。當(dāng)潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)或失效時(shí),填料繩得不到潤(rùn)滑劑的浸潤(rùn) ,纖維之間的空隙就得不到密封,泵軸 (閥桿)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也得不到充分潤(rùn)滑。若填料老化、干裂就表明填料潤(rùn)滑劑已經(jīng)失效。

(8)填料保存不當(dāng)或超過(guò)使用期限,造成老化、干裂或喪失彈性。如果填料繩本身喪失了彈性,當(dāng)受到填料壓蓋的擠壓作用時(shí),難以發(fā)生徑向形變,就不能充實(shí)泵軸 (閥桿)與填料筒內(nèi)壁之間的間隙。

(9)填料筒與壓蓋筒的徑向配合間隙過(guò)大。當(dāng)填料壓蓋與填料筒不配套、壓蓋筒的厚度相對(duì)于填料腔的寬度小得多時(shí),填料受到壓蓋的擠壓作用就很有限,不能產(chǎn)生充分的徑向形變。這種情況常見于一些老式閥門閥桿處的填料密封,但往往不容易被發(fā)現(xiàn)。

(10)填料筒內(nèi)壁或泵軸 (閥桿 )表面受損(腐蝕、磨損、表面劃傷或閥桿螺紋斷絲等)。

(11)泵軸 (閥桿)彎曲。泵軸 (閥桿)的磨損、彎曲或偏心嚴(yán)重是造成滲漏的重要原因。

(12)填料太硬或夾雜顆粒雜質(zhì),長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)造成軸的磨損。試驗(yàn)證明,石棉填料對(duì)軸 (閥桿)的磨損最嚴(yán)重。

(13)泵的實(shí)際揚(yáng)程過(guò)高。一般情況下,對(duì)于同一臺(tái)離心泵,若轉(zhuǎn)速一定,當(dāng)流量減小時(shí),其揚(yáng)

程增大。一旦內(nèi)部介質(zhì)的壓力增大,就可能破壞原來(lái)的填料密封形成滲漏。

(14)填料磨損嚴(yán)重。正常裝填的填料磨損比較均勻 ,靠近壓蓋處較大,向內(nèi)逐漸減小;裝填不好的填料,壓蓋附近在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)很大的磨損,而填料深處卻無(wú)磨損現(xiàn)象。

(15)填料使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。填料在運(yùn)行過(guò)程中,容易受到磨損、浸蝕、老化、干涸、溫度等因素的影響,逐漸失去致密性能而導(dǎo)致滲漏,這種現(xiàn)象在填料密封裝置中較為普遍。