2020-12-20 11:44:42

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填料密封是指通过预紧或介质压力的自紧作用使填料与转动件及固定件之间产生压紧力的动密封装置。又称"填料函密封"。结构形式较多,主要由填料、填料箱和填料固定件组成。常用的填料材料有石棉织物、碳纤维、橡胶、柔性石墨和工程塑料等,预制成环状或条状(有的需预先浸渍润滑性好的填充物),并采用多环或螺旋状多层结构。填料箱用以安置填料。填料固定件包括压盖、螺栓和弹簧等,用以使填料预紧,工作时阻止介质外漏,弹簧可起补偿作用。

基本信息

  • 中文名称

    填料密封

  • 外文名称

    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

折叠 编辑本段 基本定义

填料密封又称为压紧填料(Gland Packings)密封,俗称盘根(Packings)。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的。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。填料密封填料密封

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等动密封,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,以及做螺旋运动阀门的阀杆与固定机体之间的密封

折叠 编辑本段 密封原理

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。

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。

折叠 编辑本段 基本分类

折叠 毛毡密封

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,毛毡密封的封严效果很差。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1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。

折叠 盘根密封

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4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。

折叠 编辑本段 材料特性

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。

折叠 编辑本段 渗漏原因

(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。

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