填料密封(技术部)
填料密封的密封原理
填料密封的密封原理
填料密封原理
1. 定义：填料密封是指将填料塞入液体流道中，填料固定位置，使液
体仅能经过填料密封和设备密封面的螺纹密封而不能泄漏的一种密封
技术。
2. 原理：填料密封本质上利用的是两个密封面之间的端部填料来将液
体稀释，使液体不能穿过端部填料的薄层，间接实现的液体的泄漏，
从而形成一定的压力差，达到液体密封的目的。
3. 优点：（1）填料密封具有抗热胀性，上密封面，下密封面即使在温
度发生变化时仍然不会发生变形，保持密封。
（2）填料密封在多种工况下仍可保持稳定的密封性能。
（3）填料密封的装拆维修方便、易操作，重复使用性能强，且容易更换修理。
4. 缺点：（1）填料密封需要经常检查，因它们有很多可以损坏的部件，如果损坏将会损害密封性能，从而造成漏水。
（2）填料密封由于受压很大，使用寿命较短，经常需要更换新的填料。
5. 应用：填料密封常用于温度、压力和流量较低的工业应用环境中，
它可以用于防止泄露，如冷却水和电液伺服调节控制系统，以及某些交接的或配管的地方等。
填料密封密封介绍
填料密封密封介绍填料密封是一种常见的密封方式，它通过填充一定类型的填料材料来固定和填充密封空间，以达到密封效果。
在工业生产和民用领域广泛应用，填料密封可以有效防止介质泄漏、外界灰尘和污染介质等情况的发生。
本文将详细介绍填料密封的原理、应用范围、材料选择及特点等方面的内容。
一、填料密封的原理填料密封的原理是利用填料材料填充在密封间隙中，通过填料之间的摩擦力和填充度，形成与被密封件间的压力或摩擦力之间的平衡，从而实现密封效果。
填料材料的选择和填充方法的合理性对密封性能至关重要。
填料的选择要根据介质的性质、工作压力和温度等因素确定，确保填料材料具有较好的耐磨、耐压、耐腐蚀和抗老化的性能。
二、填料密封的应用范围填料密封广泛应用于各个行业的密封领域，如石油、化工、电力、纺织、造纸、冶金等工业领域。
在石油行业中，填料密封被应用于各类管道、阀门的密封，有效防止石油介质的泄漏。
在化工行业中，填料密封被广泛应用于各类反应釜、搅拌罐、容器等设备的密封，确保介质的安全和环境保护。
此外，填料密封还被应用于汽车、船舶、铁路等交通运输设备的密封，以及家电、建筑等民用领域的密封。
三、填料密封的材料选择填料密封的材料选择应根据具体的工作条件和要求来确定，常见的填料材料有无石棉、石墨、聚四氟乙烯、金属填料等。
无石棉填料具有耐磨、耐压、耐腐蚀的特点，适用于各类介质的密封。
石墨填料具有良好的导热性和耐腐蚀性，适用于高温高压条件下的密封。
聚四氟乙烯填料具有优异的耐腐蚀性和低摩擦系数，适用于化工行业中各类特殊介质的密封。
金属填料则具有耐高温、抗压和耐腐蚀的特点，适用于金属密封件的填料。
四、填料密封的特点填料密封具有以下几个特点：1.良好的密封性能：填料密封采用填料材料填充密封间隙，通过填料材料之间的摩擦力和填充度，形成与被密封件间的压力或摩擦力之间的平衡，从而实现良好的密封效果。
2.适应性强：填料密封可以适应不同的工作条件和环境要求，填料材料的选择也较为灵活。
密封技术第二章 填料密封
4. 偏摆或振动的影响
某些机器（如压缩机等）或设备（如反应釜等）在工作时， 轴有较大的振动和偏摆，轴与旋转中心之间将会出现较大偏
心。如图所示，若轴的中心与旋转中心不重合，偏心距为e， 则轴与填料之最大间隙就为2e，最小间隙为零。间隙沿圆周
的分布象月牙形。月牙形的间隙位置随着轴的转动而周期性 变化，因此起到了类似容积泵的增压作用，这对密封是非常 不利的。
（二）常用软填料
1. 典型的软填料结构形式
（1）绞合填料
绞合填料是把几股纤维绞合在一起，将其填塞在 填料腔内用压盖压紧，即可起密封作用，常用于低压 蒸汽阀门，很少用于转轴或往复杆的密封。用各种金 属箔卷成束再绞合的填料，涂以石墨，可用于高压、 高温阀门。若与其它填料组合，也可用于动密封。
（2）编织填料 编织填料是软填料密封采用的主要形式，它是将填料
材料进行必要的加工而成丝或线状，然后在专门的编织机 上按需要的方式进行编结而成，有发瓣编织、套层编织、 穿心编织、夹心编织等。
聚四氟乙烯纤维编织
柔性石墨穿心编织填料
黑白四氟编织填料
含油白四氟编织填料
（3）叠层填料
是在石棉或其它纤维编织的布上涂抹黏结剂，然 后将一层层叠合或卷绕，加压硫化后制成填料，并在 热油中浸渍过。最高使用温度可达120130℃,密封性 能良好。可用于120℃以下的低压蒸汽、水和氨液，主 要用作往复泵和阀杆的密封，也可用于低速转轴轴封。 当涂敷硬橡胶时，还可用于水压机的活塞杆。因它含 润滑剂不足，所以在使用时必须另加润滑剂。
（二）压紧载荷与压盖螺栓尺寸
1. 填料的压紧载荷确定
图2-6 填料受力分析图
2. 压盖螺栓尺寸的确定
首先要确定螺栓的载荷F，即取F 、F 中的较大者， 则压盖螺栓的螺纹根径db
填料密封技术最新进展综述
填料密封技术最新进展综述摘要：对填料密封的基本结构及原理、传统密封缺点以及新型填料密封材料、技术进行介绍，展现当前最新填料密封技术的发展趋势及前景。
关键词：填料密封、泄漏、纤维、新型材料。
0.前言：填料密封又称盘根密封，是利用填料在填料函中挤压，来阻止介质的泄漏。
主要用于往复运动、旋转运动和螺旋转运动元件的密封。
如离心泵、转子泵、往复泵、搅拌机、阀杆等设备的密封，以及各种阀门密封，只应用于非腐蚀性或弱腐蚀性，且对密封要求不高的介质。
由于填料材质粗糙，进而在轴周围形成一道遭空隙，形成类似于迷宫密封的密封形式。
更换填料及操作都较机械密封简单，但容易泄漏，应用周期短[1]。
1.填料密封的基本结构与密封机理以泵体的密封为例，填料密封结构由填料轴套、挡环、冷却水管、填料和填料压盖等组成，结构如图1所示。
填料室由泵体和泵盖组成，填料装在填料室内。
其密封机理是：编织填料装入泵的填料函后，填料与轴、填料与填料函内壁接触面之间有一个环状微小间隙；泵工作时，填料一方面阻止高压水向外泄漏造成浪费，另一方面也阻止外部空气进入水泵，影响水泵的抽水性能。
填料在填料函内受到预紧力的作用而变形。
填充环状间隙，并产生径向压力。
当这种径向力大于介质压力时，便阻止介质泄漏。
实现介质密封。
可见，只有填料对轴的压紧力足够大时，才能达到密封效果；但此时，转动轴必须克服盘根的压紧力而旋转。
当填料装配紧密时。
会导致填料函过热。
轴套与填料间机械磨损大。
消耗功率大。
当填料装配疏松时，又达不到密封效果，易造成泄漏，能耗增加。
因此常引入泵内压力介质对轴套进行冷却和润滑。
也就是说，允许一定流量的介质从泵中向外泄漏。
水封管引入泵壳内的压力水进行冷却和润滑，但水太多又会造成浪费。
在填料密封中，泄漏量少时散热不足，泄漏量大时，泵的工作效率降低。
常用的填料有浸油石棉填料、石墨石棉填料[2]。
2.传统填料密封的缺点(1)轴套磨损和电能损耗较大因为填料密封的密封力来源于压盖对填料的轴向压力而使填料产生径向扩张力，造成填料与轴之间形成较大的摩擦，产生磨损[3]，所以需要周期更换轴套，而克服这种摩擦，必然要消耗一定的电能。
填料密封简介、填料密封改机械密封
第10章填料密封简介、填料密封改机械密封1、填料密封简介，填料密封是一种最古老的密封方式，在中国已有上千年的历史。
它最早是以棉、麻等纤维填塞在泄漏通道内来阻止液流泄漏，主要用作提水机械的密封。
国外迟至1782年才使用填料，当时作为蒸汽机的轴封，用与压力在0.05mpa的蒸汽。
由于填料来源很广，加工容易，价格低廉，密封可靠，填料密封操作简单，所以沿用至今。
由于密封填料有了很大的发展，在材料、结构型式及各种特性方面都有极大的改善，所以在机械行业中，填料密封应用很广。
填料密封主要用作动密封。
它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌等转轴密封，往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。
为了适应上述设备的工作条件，填料密封必需具备下列条件：⑴有一定的塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。
⑵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。
⑶自润滑性能良好，耐磨，摩擦因数小。
⑷轴存在少量偏心时，填料应有足够的浮动弹性。
⑸制造简单，填装方便。
填料的种类很多，可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类，最常用的有下列四类：绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。
2、填料密封的机理填料装入填料腔以后，经压盖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。
填料密封密封介绍
填料密封密封介绍填料密封是一种常见的工业密封方式，广泛用于各类容器、设备以及管道的连接处，用于防止流体、气体或粉尘的泄漏。
填料密封主要由填料、填料室和填料密封器等组成，其设计目的是实现有效的密封效果。
填料作为填料密封的核心组成部分，是一种柔性材料，如碳纤维、石墨、聚酰亚胺纤维等。
填料通过填充在填料室内，可以填满连接处的微小缝隙，形成一种阻止流体、气体或固体颗粒通过的屏障。
填料具有耐高温、耐腐蚀、良好的弹性和密封性能等特点。
填料室是容纳填料的密封空间，多为圆形或方形设计。
填料室通常由两个平行的填料箱体组成，分别连接于需要密封的设备或管道上。
填料室内的填料密集且紧密排列，以最大限度地减少泄漏的可能性。
填料密封器是将填料与填料室紧密结合在一起的装置。
它位于填料室的两端，通过调节填料室内填料的压力，控制填料与连接处的贴合程度，从而实现良好的密封效果。
填料密封器通常由金属制成，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
填料密封的工作原理是通过填料的压缩和弹性恢复来实现密封。
当填料室内填料受到压力时，填料密封器通过外部力的作用，将填料均匀地推向连接处，填满连接处的缝隙，形成一条连续的密封线。
这种填料的压缩和回弹特性，使填料密封能够适应设备的变形和运动，并能够在较高温度和压力下工作，确保密封效果的持久性和可靠性。
填料密封具有一些独特的优势。
首先，填料密封相对简单且易于安装和维护。
其次，填料密封适用于广泛的工作环境，包括高温、高压和腐蚀性介质等。
此外，填料密封还可以适应设备的运动和变形，具有较高的适应性和可靠性。
然而，填料密封也存在一些不足之处。
首先，填料密封对填料的选择较为复杂，需要根据具体的工作条件和介质特性进行选择。
其次，填料密封在高速旋转设备中容易产生摩擦磨损和磨粒，导致泄漏问题。
此外，填料密封的压力和温度限制也是需要考虑的因素。
在使用填料密封时，需要注意一些关键要点。
首先，填料密封的压力应在正确的范围内，过高或过低都可能导致泄漏问题。
填料密封
填料密封填料蜜密封是一种最古老的密封方式，在中国已有上千年的历史。
它最早以棉、麻的纤维填塞在泄露通道内来阻止液流泄露，主要用作提水机械的密封。
填料密封主要用作动密封。
它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封，往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。
为了适应上述设备的工作条件，填料密封必需具备下列条件：1）有一定的塑性，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，填料中的侵渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。
3）自润滑性能良好，耐磨，摩擦因数小。
4）轴存在少量偏心时，填料应有足够的浮动弹性。
5）制造简单，填装方便。
填料的种类很多，可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类，最常用的有下面四类：绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。
4.1 绞合填料和编结填料绞合填料即把几股石棉线绞合在一起，将它填塞在填料腔内即可起密封作用。
编结填料是以棉、麻以及石棉纤维纺线后编结而成，并于其中侵入润滑剂或聚四氟乙烯。
4.2 塑性填料塑性填料是几经膜具压制成型的填料。
4.3 金属填料金属填料有半金属填料和全金属填料两种。
所谓半金属填料是金属与非金属组合而成，全金属填料则不含非金属。
4.4 碳纤维填料碳纤维填料是一种新型填料。
其优异的自润滑性能、耐高、低温性能和耐化学品性能引起人们的极大的注意，而且作为压缩填料的弹性和柔软性也极为良好，其缺点仅在于有渗透泄露，但侵渍聚四氟乙烯或其他粘接剂之后可以防止。
目前其成本较高，但随着碳纤维的发展，其成本定会下降，因此，碳纤维填料是一种最为理想和最有希望的填料。
`4.5 填料的选择选择填料时，应考虑：机器的种类、介质的物理、化学特性、工作温度和工作压力，以及运动速度等，其中尤以介质的腐蚀性（以pH值表示），pH值及使用温度为最重要。
4.6 填料的合理装填填料的合理装填应按下列步骤进行：1）清理填料腔，检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象。
填料密封ppt
一、硬填料密封环的结构形式
分瓣环
1）分瓣原理
环浮装于轴上，轴向和径向均 有间隙，为减少泄露，往往将 两个环组成一组，切口错开， 互相遮盖，环的外圆周有弹簧 将环与轴箍紧，产生径向预紧 力，流体压力起自昆作用。当 环内圆周磨损各片可以沿切口 滑移，使内孔缩小，环与轴始 终保持紧密贴合。 适用范围： 压力：P≤50MPa 温度：T≤400℃ 速度：V≤110m／s
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软填料的分类
分类： 功能： 阀门、离心泵、往复压缩机用填料等 材料： 橡胶、天然纤维、合成纤维和金属填料
加工方法： （软填料分为）绞合填料、编结填料、层叠填料和膜压填料
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填料的选择
•
8
软填料密封的缺点及改进
•1填料会磨损 改进：增加弹性元件 •2导热性差，温度高 改进：用带水夹层的填料箱 •3震动或摆动引起压差 改进：采用调心式填料箱 谢谢！
2.2、密封原理
2.2.1、静密封
1)、自紧
O 型圈密封比平垫密封更好。平行密封垫的密封 接触面所受压力是均匀分布的，如果介质压力大于 接触面上的压力就可能产生泄漏。 对于O形密封圈，装配后O形圈受压缩，接触面上 的压力是不均匀的。
2)、强制
受内压后O型圈向
受力方向移动，被压 到沟槽一侧改变其断 面形状。此时密封接 触面上的压力除安装 时的压紧力之外，还 要加上由介质压力P的作用产生的接触压力，因此接 触面上的压力分布随内压变化而变化。
凡是运转体箱内有液体润滑油而又与外部相连接的部位 都需要油封。有些是橡胶的，有些是金属的，多数是钢 骨橡胶的，如曲轴后油封，变速箱前后油封，左右半轴 油封，主减速器前油封，空压机曲轴油封等
４、优点
1、油封结构简朴、轻易制造。简朴油封一次便可以模 压成型，即使最复杂的油封，制造工艺也不复杂。金属 骨架油封也只需经由冲压、胶接、镶嵌、模压等工序即 可将金属与橡胶组成所要求的油封。
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软填料密封的结构
2）封液环 ①作用：在机器上采用有压 紧力的填料箱时，工作介质 仍会或多或少地泄漏。为此 6 要想填料密封更可靠，就装 上封液环。 1 2 3 4 5 ②安装：封液环通常装在填 料之中靠近压盖的地方，丝 孔与压力泵或压缩机相连， 有压力的中性液由此进入环 内，液体的压力须比填料箱 的工作压力高0.1~0.3Mpa。 ③中性液体选择原则：它既 不会弄脏工作介质，同时又 能作为填料箱的润滑剂，使 填料的使用寿命延长（特别 是高速回转轴的填料箱，装 上封液环更为有利）
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1-底衬套 2-填料箱体 3-封液环 4-填料 5-压盖 6-压盖螺栓
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软填料密封的结构
3）压盖 ①尺寸：压盖的内径比轴 径稍大，外径比填料箱内 径稍小，上有螺孔，与填 料箱体相配，用螺栓压紧 6 1 3 4 5 2 ②作用：填料磨损后，流 体要漏出，则紧螺丝。
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软填料密封的原理
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盘根填料对材料的要求
盘根填料所选择的制造材料，决定了盘根的密封效 果，一般来说盘根制造材料要受工作介质温度、压力 及酸碱度的限制，且盘根所工作的机械设备的表面粗 糙程度、偏心及线速度等，也会对盘根的材质选择有 所要求。 盘根材料无论如何选择，都会具备一些基本的材质 特点。盘根的制造材料应具备较好的化学稳定性、耐 温性和不渗透性，以适应大部分的工作介质。同时， 盘根材料要有较好的弹性及自润滑能力，且盘根的材 料应价格适当、便于制造。
e 芳纶纤维填料：强度高、密度低、弹性好、耐燃烧、 耐磨损。 f 玻璃纤维填料：耐热性、尺寸稳定性好，拉伸强度 高，不燃烧，散热性好
g 碳素纤维或石墨纤维填料：有极好的耐热性和抗化 学腐蚀性。
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PTFE密封（编织）填料
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⑤柔性石墨填料和金属软填料
柔性石墨填料 性能： 良好的耐高低温性、耐辐射、耐腐蚀、自润滑、导 热性、密封性，摩擦系数低 两种形式 编织填料和膜压填料 密封高速轴，必须与其它填料组合使用 金属软填料 软金属丝加强或软金属箔包卷非金属软填料
b a c
1-底衬套 2-填料箱体 3-封液环 4-填料 5-压盖 6-压盖螺栓
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软填料密封的原理
1)流体泄漏的通 道
通道 a：流体穿透 纤维材料编织的软 填料而出现渗漏； 通道 b：填料与填 料箱体内壁表面间 形成的微小间隙； 通道 c：填料与轴 杆表面的微小间隙， 也是主要的泄漏通 道。
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填料密封的原理
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一些盘根的简介
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一些盘根的简介
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一些盘根的简介
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一些盘根的简介
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一些盘根的简介
填料密封
2013年2月16日
1
第一节填料密封：盘根
盘根也叫密封填料，通常由较柔软的线状物编织而 成，通过截面积是正方形的条状物填充在密封腔体内, 从而实现密封。 填料密封最早是以棉麻等纤维塞在泄漏通道内来阻 止液流泄漏，主要用作提水机械的轴封。由于填料来 源广泛，加工容易，价格低廉，密封可靠，操作简单， 所以沿用至今。 现在盘根主要以石墨、各种纤维为主要材料，根据 不同的要求，采用碳纤维、铜丝、304、316L、茵苛镍 合金丝等材料加强。 填料密封按其结构特点可分为：软填料密封、成型 填料密封、硬填料密封和油封。
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夹心套层式
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发辫式
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穿心式
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④ 常用编织填料（材料）
a 亚麻填料：浸渍不同润滑剂，增强致密性， 减小磨损 b 石棉填料：浸渍物——矿物油混合石墨或二 硫化钼，浸渍PTFE乳液，增强化学稳定性， 且PTFE有自润滑作用 c 聚四氟乙烯填料：PTFE加工成纤维再编织 而成
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④ 常用编织填料（材料）
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填料的合理切割、安装
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ57
第二节 成型填料密封
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成型填料密封
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第三节 油封
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第四节 硬填料密封
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谢谢
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2
盘根发展
压盖填料Gland Packing
盘根 Packing
最古老的密封形式：提水机械、蒸汽机的密封
十九世纪：有了新发展
二十世纪初、中期：应用达到顶峰
二十世纪中、后期期：宇航、核电、大型石化等重 要的场合较少应用，被机械密封代替。
3
软填料密封的结构
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b a c
9
软填料密封的原理
盘根之所以能起到密封的作用，其原理主要在于 轴承效应和迷宫效应。 盘根的轴承效应是指在盘根填料和轴之间，会因 为张力的作用形成一层液膜，使盘根填料和轴形成 类似于滑动轴承的关系，这样盘根填料和轴就不会 因为过度摩擦而出现磨损。 盘根的迷宫效应则是指，轴的表面平整程度无法 达到围观水平，盘根和轴只能部分贴合而做不到完 全贴合，在盘根和轴之间永远存在着极为微小的间 隙，这些间隙就形成了迷宫带，介质在其中被多次 节流，而达到密封的作用。
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非矩形截面石墨填料
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填料的选择
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软填料密封的特点及改进
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软填料密封的特点及改进
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软填料密封的特点及改进
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软填料密封的特点及改进
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软填料密封的特点及改进
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软填料密封的特点及改进
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填料的选择
填料材料的正确选择考虑因素： 设备种类和运动方式、介质的性能、工作温度和压力、运 动速度
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盘根知识
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盘根工具
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填料的合理切割、安装
a 阀杆填料的安装
清理旧填料，清洁阀杆和填料函
确定填料尺寸 测量阀杆之间，填料函直径，填
料函深度
填料切环，45℃切口，
安装
预紧螺栓，加载
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填料的合理切割、安装
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填料的合理切割、安装
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填料的合理切割、安装
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b 泵用填料的安装
清理、切割和安装步骤与阀门相同，但要安装 封液环 用手拧紧螺母。开泵，拧紧螺栓，直至泄漏减 少到允许的泄漏程度。运行1h内，将压盖螺栓 分步拧紧，以减少到允许的滴漏和发热程度
1-底衬套 2-填料箱体 3-封液环 4-填料 5-压盖 6-压盖螺栓
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软填料密封的结构
1）底衬套 ①材料：是用较软材 料（如青铜）制成。 ②尺寸：其内径比轴 杆直径稍大。 ③目的：是使轴杆不 与铸铁或钢的本体而 是与较软的青铜接触， 故底衬套磨损后就需 更换。为方便拆卸避 免抽出整个轴杆，常 将底衬套做成剖分的。
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软填料的分类
① 分类： 功能： 阀门、离心泵、往复压缩机用填料等
材料： 橡胶、天然纤维、合成纤维和金属填料
加工方法： （软填料分为）绞合填料、编结填料、层叠填 料和膜压填料
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② 材料 基体材料和辅助材料
14
增强石墨填料环
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③ 编结填料结构
a 夹心套层式编结填料 b 发辫式编结填料 c 穿心式编结填料