填料密封

填料与转动件及固定件间的动密封装置

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。

定义

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。

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。

分类

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

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。

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。

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。

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。