填料密封

填料密封又稱為壓緊填料（Gland Packings）密封，俗稱盤根（Packings）密封。盤根密封是最古老的一種密封結構，在我國古代的提水機械中，就是用填塞棉紗的方法來堵住泄漏的，世界上最早出現的蒸汽機也是採用這種密封形式。而19世紀石油和天然氣開採技術的生產與發展，使填料密封的材料有了新的發展。到了20世紀，填料密封因其結構比較簡單，價格不貴，來源廣泛而獲得許多工業部門的青睞。

填料裝入填料腔以後，經壓蓋螺絲對它作軸向壓縮，當軸與填料有相對運動時，由於填料的塑性，使它產生徑向力，並與軸緊密接觸。與此同時，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由於接觸狀態並不是特別均勻的，接觸部位便出現“邊界潤滑”狀態，稱為“軸承效應”；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則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應”。這就是填料密封的機理。顯然，良好的密封在於維持“軸承效應”和“迷宮效應”。也就是説，要保持良好的潤滑和適當的壓緊。若潤滑不良，或壓得過緊都會使油膜中斷，造成填料與軸之間出現幹摩擦，最後導致燒軸和出現嚴重磨損。

為此，需要經常對填料的壓緊程度進行調整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間流失之後，再擠出一些潤滑劑，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力鬆弛。顯然，這樣經常擠壓填料，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。

毛氈密封是在殼體的槽中填以毛氈圈組成的密封結構。

在接觸式密封裝置中，毛氈密封是最簡單的一種，它廣泛應用於低速、常温、常壓的電機、齒輪箱等機械中，用以密封黃油、滑油。毛氈密封還適於防塵，但不宜用作氣體密封。毛氈密封用作液體密封時，介質的粘度越大則密封效果越好，對於象煤油這一類粘度較小的液體，毛氈密封的效果很差。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，若用優質細毛氈，則速度可提高2-3倍，但不能超過10米/秒。如果設計得當，而且軸的硬度高，表面光度好，潤滑充分，那麼，在個別情況下毛氈密封還可在20米/秒的高速下正常工作。毛氈密封的使用温度一般不超過90℃,使用壓力一般為一個大氣壓力。盤根密封在軸與殼體(盤根箱)之間纏繞盤根，然後用壓蓋和螺釘壓緊。盤根密封廣泛應用於各種泵類(如水泵、真空泵等)的密封，用作液體或氣體介質的封嚴裝置。

盤根密封可用於高温、高壓。例如，油浸石棉盤根，其密封壓力可達12公斤/釐米，介質温度可達250℃。但是盤根密封的速度卻較低。例如，用於水泵時，其使用速度上限為6米/秒。這是因為盤根填料不耐磨，而盤根與軸的接觸摩擦面很大，且盤根對軸的壓力也很大，因而發熱及磨損嚴重。如果密封介質的壓力較高，還必須將螺釘擰得更緊，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，軸的轉速必須降得更低。可見，壓力和轉速是互相聯繫的，壓力較低時，可允許轉速高一些;若壓力較高，則必須降低轉速，以滿足高壓密封的要求。一般盤根密封產生泄漏的原因，是由於摩擦產生高温，使盤根中某些成分揮發或碳化而形成漏泄間隙。此時，可更換新的盤根以恢復其密封性能。盤根成本很低，這是其他各種高壓密封所不如的。但是，盤根密封所佔的體積和重量很大，遠不如石墨密封和漲圈密封緊湊、輕巧。

①有一定的彈性。在壓緊力作用下能產生一定的徑向力並緊密與軸接觸。

②有足夠的化學穩定性。不污染介質，填料不被介質泡脹，填料中的浸漬劑不被介質溶解，填料本身不腐蝕密封面。

③自潤滑性能良好。耐磨、摩擦係數小。

④軸存在少量偏心的，填料應有足夠的浮動彈性。

⑤製造簡單、裝填方便。

(1)填料選用不合適。例如,選用的填料不耐介質腐蝕、不耐高壓或真空、不耐高温或低温等。

(2)填料壓蓋未壓緊。只有受到一定的壓緊力時,填料才能產生一定的徑向形變,充實泵軸(閥杆)與填料筒內壁之間的間隙,從而起到密封作用。當壓緊力很小時,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。如果填料太細,當受到填料壓蓋的擠壓作用時,它本身所能產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)填料安裝圈數太少,達不到使用要求。

(6)填料安裝不正確。主要是由於填料切口角度過大或過小,填料切面的接合方式不正確,各圈填料的切口沒有錯開等原因造成填料安裝不正確。

(7)填料潤滑劑選用不當或失效。用於浸漬填料繩的潤滑劑必須具有良好的保持性能、潤滑性能和成膜性能。當潤滑劑選用不當或失效時,填料繩得不到潤滑劑的浸潤 ,纖維之間的空隙就得不到密封,泵軸 (閥杆)轉動時也得不到充分潤滑。若填料老化、乾裂就表明填料潤滑劑已經失效。

(8)填料保存不當或超過使用期限,造成老化、乾裂或喪失彈性。如果填料繩本身喪失了彈性,當受到填料壓蓋的擠壓作用時,難以發生徑向形變,就不能充實泵軸 (閥杆)與填料筒內壁之間的間隙。

(9)填料筒與壓蓋筒的徑向配合間隙過大。當填料壓蓋與填料筒不配套、壓蓋筒的厚度相對於填料腔的寬度小得多時,填料受到壓蓋的擠壓作用就很有限,不能產生充分的徑向形變。這種情況常見於一些老式閥門閥杆處的填料密封,但往往不容易被發現。

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

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

(12)填料太硬或夾雜顆粒雜質,長期運轉造成軸的磨損。試驗證明,石棉填料對軸 (閥杆)的磨損最嚴重。

(13)泵的實際揚程過高。一般情況下,對於同一台離心泵,若轉速一定,當流量減小時,其揚

程增大。一旦內部介質的壓力增大,就可能破壞原來的填料密封形成滲漏。

(14)填料磨損嚴重。正常裝填的填料磨損比較均勻 ,靠近壓蓋處較大,向內逐漸減小;裝填不好的填料,壓蓋附近在短時間內即出現很大的磨損,而填料深處卻無磨損現象。

(15)填料使用時間過長。填料在運行過程中,容易受到磨損、浸蝕、老化、乾涸、温度等因素的影響,逐漸失去緻密性能而導致滲漏,這種現象在填料密封裝置中較為普遍。