盘根填料的密封原理
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。
密封的原理及分类
密封概述泄露是机械设备常产生的故障之一。
造成泄露的原因主要有两方面：一是由于机械加工的结果，机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此，在机械零件联接处不可避免地会产生间隙；二是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄露。
减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径。
密封的作用就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄露物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露。
对于真空系统的密封，除上述密封介质直接通过密封面泄露外，还要考虑下面两种泄露形式：渗漏。
即在压力差作用下，被密封的介质通过密封件材料的毛细管的泄露称为渗漏；扩散。
即在浓度差作用下，被密封的介质通过密封间隙或密封材料的毛细管产生的物质传递成为扩散。
1.2 密封的分类密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。
静密封主要有点密封，胶密封和接触密封三大类。
根据工作压力，静密封由可分为中低压静密封和高压静密封。
中低压静密封常用材质较软，垫片较宽的垫密封，高压静密封则用材料较硬，接触宽度很窄的金属垫片。
动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。
按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。
一般说来，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。
非接触式密封的密封性较差，适用于较高速度的场合。
1.3 密封的选型对密封的基本要求是密封性好，安全可靠，寿命长，并应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉。
大多数密封件是易损件，应保证互换性，实现标准化，系列化。
1.4 密封材料1.4.1 密封材料的种类及用途密封材料应满足密封功能的要求。
由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料的具有不同的适应性。
对密封材料的要求一般是：1）材料致密性好，不易泄露介质；2）有适当的机械强度和硬度；3）压缩性和回弹性好，永久变形小；4）高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂；5）抗腐蚀性能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；6）摩擦系数小，耐磨性好；7）具有与密封面结合的柔软性；8）耐老化性好，经久耐用；9）加工制造方便，价格便宜，取材容易。
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。
离心泵常用的轴封装置——填料密封
离心泵常用的轴封装置——填料密封填料密封又叫压盖填料密封，俗称盘根。
它是一种填塞环缝的压紧式密封，具有结构简单、成本低廉、拆装方便等特点。
(一）填料密封的工作原理与结构1.填料密封的工作原理与结构图2-10软填料密封图2-11填料密封泄漏途径1-压盖螺栓；2-压盖；3-封液环；1-压盖螺栓；2-压盖；3-填料函；4-封液入口；4-软填料；5-填料函；6-底衬套5-封液环；6-软填料；7-底衬套A-填料渗漏；B-靠箱壁侧泄漏；C-靠轴侧泄漏图2-10为一填料密封的典型结构。
填料4装在填料函5内，压盖2通过压盖螺栓1轴向预紧力的作用使填料产生轴向压缩变形，同时引起填料产生径向膨胀的趋势，而填料的膨胀又受到填料函内壁与轴表面的阻碍作用，使其与两表面之间产生紧贴，间隙被填塞而达到密封。
即填料是在变形时依靠合适的径向力紧贴轴和填料函内壁表面，以保证可靠的密封。
为了使沿轴向的径向力分布均匀，采用中间封液环3将填料函分成两段。
为了使填料有足够的润滑和冷却，往封液环人口注人润滑性液体（封液）。
为了防止填料被挤出，采用具有一定间隙的底衬套6。
在填料密封中，液体可泄漏的途径有三条，如图2-11所示。
①流体穿透纤维材料编织的填料本身的缝隙而出现渗漏（如图2-11中A所示）。
一般情况下，只要填料被压实，这种渗漏通道便可堵塞。
高压下，可采用流体不能穿透的软金属或塑料垫片和不同编织填料混装的办法防止渗漏。
②流体通过填料与箱壁之间的缝隙而泄漏（如图2-11中B所示）。
由于填料与箱壁内表面间无相对运动，压紧填料较易堵住泄漏通道。
③流体通过填料与运动的轴（转动或往复）之间的缝隙而泄漏（如图2-11中C所示）。
显然，填料与运动的轴之间因有相对运动，难免存在微小间隙而造成泄漏，此间隙即为主要泄漏通道。
填料装入填料函内以后，当疔紧压盖螺栓时，柔性软填料受压盖的轴向压紧力作用产生弹塑性变形而沿径向扩展，对轴产生压紧力，并与轴紧密接触。
但由于加工等原因，轴表面总有些粗糙度，与填料只能是部分贴合，而部分未接触，这就形成了无数个不规则的微小迷宫。
填料密封工作原理
填料密封工作原理
填料密封工作原理是通过将填料放置在机械密封装置中，使填料与转动的轴向或固定的壳体之间形成一个密封界面，以阻止流体或气体的泄漏。
填料密封通常采用柔性填料，如软木、涂层纤维、纺织品等，其工作原理主要包括以下几个方面：
1.填料压缩密封：填料密封装置中的填料由于受到轴向的压力
作用，会被压缩并填满密封间隙，使填料之间形成高度凝聚的结构，从而实现密封效果。
2.填料摩擦密封：填料与密封件接触面之间存在摩擦力，填料
通过与轴或壳体接触的摩擦力，阻止流体或气体从密封间隙中泄漏。
3.填料润滑密封：填料与轴或壳体之间形成润滑膜，减少填料
与密封件之间的磨损和摩擦，并利用润滑剂的填充和流动作用，进一步提高密封效果。
4.填料对流动的阻碍：填料中的纤维结构具有较高的表面粗糙
度和较大的内外周面积，能够有效地阻碍流体或气体的泄漏，并增强密封性能。
综上所述，填料密封工作原理主要是通过填料的密实和摩擦力，以及填料与轴或壳体之间的润滑和阻碍作用，实现对流体或气体的有效密封。
盘根填料密封的工作原理
盘根填料密封的工作原理
盘根填料密封是一种常用的密封装置，其工作原理如下：
1. 盘根填料：盘根是一种由多股纤维线拧制而成的填料，它具有很好的弹性和弯曲性能。
填料材料一般选用耐磨、耐腐蚀的化学纤维或金属材料。
2. 填料密封：填料通过包围旋转轴或阀杆等密封部位，在填料与被密封部件之间形成一道密封层。
填料材料弯曲后可以填满孔隙，阻止介质的泄漏。
填料的弹性能使其适应由于轴的微小变形而产生的间隙，保持密封效果。
3. 密封原理：填料密封利用填料的弹性来保持密封。
填料密封时，填料中的纤维线在被压扁并弯曲后会相互间抵住，以及填料与被密封部件之间的摩擦力阻止介质泄漏。
4. 调节：通过调整填料密封件的压力，可以控制填料与被密封部件之间的力的大小，从而实现对泄漏量的控制。
过大的压力会导致填料的过度压实，增加泄漏；过小的压力则会影响密封效果，造成泄漏。
总的来说，盘根填料密封通过填料的弹性和弯曲性能，配合填料与被密封部件之间的摩擦力，实现对介质泄漏的阻止。
密封效果的好坏取决于填料的选择和调节。
第五章密封技术 第3节软填料密封
2.主要材料
2.主要材料
(2)非纤维质材料 非纤维质材料中柔性石墨应用较广。柔性石 墨做成板材后模压成密封填料使用。柔性 石墨又称膨胀石墨，它是把天然鳞片石墨 中的杂质除去，再经强氧化混合酸处理后 成为氧化石墨。氧化石墨受热分解放出 CO2，体积急剧膨胀，变成了质地疏松、柔 软而又有韧性的柔性石墨。
四、软填料密封存在的问题与改进
(一)存在的问题 1.受力状态不良 2.散热、冷却能力不够 滑动接触面较大，摩擦热量较大，热量需通过较厚 的填料，且软填料的导热性能都较差。密封寿命 会显著降低。 3.自动补偿能力较差 随着间隙增大，泄漏量也逐渐增大。因此，须频繁 拧紧压盖螺栓。 4.偏摆或振动的影响
(二)常用软填料
1.典型的软填料结构形式
(l)纤维质材料 按材质可分为天然纤维、矿物纤维、合成纤维、陶瓷和金属纤维四大类 l)天然纤维 天然纤维有棉、麻、毛等。一般用于清水、工业水和海水的密封。 2)矿物纤维 矿物纤维主要是石棉类纤维，具有柔软性好、耐热性优异、强度、耐酸 碱和多种化学品以及耐磨损等一系列优点，缺点是有渗透泄漏，故浸渍 油脂和其他润滑剂能防止渗漏，并能保持良好的润滑性。一般适用于介 质为蒸汽、空气、工业用水和重油的转轴、往复杆或阀杆的密封。但由 于石棉具有致癌性，国际上已制定出关于限制或禁止使用石棉制品的规 定。 3)合成纤维 聚四氟乙烯纤维、碳纤维、酚醛纤维、尼龙、芳纶等，化学性能稳定， 强度高，耐磨，耐温，摩擦系数较小，使填料密封的使用范围进一步 扩大，寿命延长，解决了使用石棉材料所不能解决的一些问题。
，管线膨胀节、换热器浮头及其他设备的密封。
一、基本结构及密封原理
在软填料密封中，流体可泄漏的途径有三条，图 中A、B 、 C 所示。
填料装入填料箱内压紧后，柔性软填料与轴紧密接触。轴表面 与填料部分贴合，形成了无数个不规则的微小迷宫。当有一定压 力的流体介质通过轴表面时，将被多次引起节流降压作用，型材 “迷宫效应”，使流体沿轴向流动受阻而达到密封。填料与轴表 面也类似滑动轴承，故应有足够的液体进行润滑，以保证寿命， 即所谓的“轴承效应”。
密封填料——盘根
密封填料——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。
现在盘根被广泛用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封、活塞泵、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。
盘根型号名称：浸四氟石墨盘根型号：WBO-1230浸四氟石墨盘根由鳞片状膨胀石墨内衬棉纱线编织外浸四氟乳液而成。
我们可以根据腐蚀环境与用户需求把填料(盘根)进行缓蚀剂处理，使填料(盘根)具有更好防腐功能。
产品适用于高温下的静态密封。
使用范围：热水、蒸汽、油类、热交换液、酸、碱、氨气、氢气、有机溶剂、碳氢化合物、低温液体产品规格：3*3mm以上，特殊规格可定做温度：450°C压力：旋转泵3Mpa往复泵10Mpa 阀20Mpa名称：芳纶纤维盘根型号：WBO-1110芳纶纤维盘根由芳纶纤维线浸渍聚四氟乳液和润滑剂处理编织而成。
它具有很强的耐磨性，被称为人造金属线。
该盘根经久耐用，适用于含固体颗粒的易磨损介质，高线速度下的旋转或往复机构的填料密封。
它既可单独使用，也可与其它盘根组合使用，作为端环防挤出。
设备：泵，阀，旋转机械行业：化学、石油、制药、食品和食糖，纸浆、造纸及电力行业。
介质：适合于含固体颗粒的易磨损介质，推荐使用于过热蒸汽、溶剂、液化汽、糖浆及其它易磨流体。
产品规格：3*3mm以上，特殊尺寸可定做。
主要技术参数：压力旋转泵25Mpa往复泵10Mpa 阀20Mpa温度280°CPH值2-12线速度0-12米/秒m/s名称：苎麻纤维盘根型号：WBO-1520苎麻纤维柔软，纺织性能好，浸渍性好，经浸渍聚四氟乙烯乳液的苎麻纤维强度增加，抗腐能力提高，摩擦系数减小，对轴的磨损性也很小，可用于低压，低速的海水，清水处的密封，也适用于输送食品，油，水果汁等介质设备的密封。
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盘根填料的密封原理
作者：欧能德国际工业科技集团有限公司
一、盘根填料的密封原理
盘根填料的密封原理主要取决于迷宫效应和轴承效应。
迷宫效应：轴在微观下表面非常的不平整，与盘根只能部分贴合，而部分未接触，所以在盘根和轴之间着微小的间隙，像迷宫一样，带压介质在间隙中多次被节流，从而达到密封的作用。
轴承效应：在盘根填料和轴之间会存在着一层薄薄液膜，使盘根填料和轴类似于滑动轴承，起到了一定的润滑作用，从而避免了盘根和轴的过度磨损。
二、盘根填料对材料的要求
由于受密封介质的温度、压力、PH ，以及设备的线速度、表面粗糙度、同轴度、径跳、偏心等因素，就要求盘根材料具有以下特点：
1、有一定的弹塑性
2、化学稳定性
3、不渗透性
4、自润滑性
5、耐温性
6、拆装方便
7、制造简单，价格低廉。
上述材料特性直接影响着盘根填料的密封性能和使用寿命，而能完全符合上述所有性能的材料很少，所以获取优质的密封材料和提高其材料性能，一直是密封领域研究的重点。
三、盘根填料的形式和特点
随着生产工艺的不断出现，盘根填料的编制形式也逐渐多样化，根据使用条件和环境的不同，不同的编制形式对密封的性能和受用寿命有着直接的影响。
盘根编制填料主要采用的编制形式有：发辫编织、套层编织、穿心编制、夹心编制等。
盘根的编制形式和特点如下：
1、发辫编织
发辫编织是用八个锭子在二轨道上运行编织，在四角和中间没有绒芯，编织的产品断面为方形，其特点是盘根松散，但对轴振动和偏心用一定的补偿作用，只用于小断面填料，但断面尺寸大将会出现填料外表花纹粗糙，结构松弛，致密性差的缺点
2、套层编织
套层编织是用8、12、16、24、36、48、60等个锭子在二轨道上编织，根据盘根规格决定套层，一般编织1~4层，中间没有绒芯，套层填料致密性好，密封性强，但由于是套层，层间没有纤维相连容易脱层，故多用于静密封或低速设备。
3、夹心编织
夹心编制是以橡胶或金属为芯子，纤维在外，一层套一层的编织，层数按需要而定，类似于套层编织，夹心编织致密性较好，强度高，弯曲性能好，密封性好，但与套层结构一样，表面层磨损后就容易脱落，一般用于泵、阀，极少用于往复设备。
4、穿心编制
穿心编织是用8、12、16、24、36、48、60等个锭子在三或四个轨道上编织而成，断面呈方形，表面平整，弹性和耐磨性好，强度高，致密性好，与轴接触面比发辫式大且均匀，纤维间空隙小，所以密封性好，表面层磨损后整个填料不会松散，使用寿命长，是一种比较先进的编织结构。
在选用盘根时，要根据设备的具体工况来选择盘根的编织形式，才能使盘根发挥出应有的密封性能。
四、盘根填料的分类、组成和应用
由于工况条件的不同，盘根填料的种类也非常的繁多。
为了更好的区分和选用盘根，我们通常按盘根填料的主体密封基材的材质将盘根填料分为：
1、天然纤维类盘根
天然纤维类主要有天然棉、麻、毛等为密封基材的盘根
2、矿物纤维类盘根
矿物纤维类盘根主要有石棉类盘根等
3、合成纤维类盘根
合成纤维类盘根主要有：石墨类盘根、碳纤维类盘根、聚四氟乙烯类盘根、Kevlar类盘根、亚克力夹硅胶型纤维盘根等
4、陶瓷和金属纤维类盘根
陶瓷和金属纤维盘根主要有：碳化硅盘根、碳化硼盘根、中碱玻璃纤维盘根等，由于单一的纤维材料都或多或少存在一些材料本身所具有的缺点，采用单一的纤维来编织盘根，由于盘根纤维间存在着空隙，容易也引起渗漏，同时有些纤维的自润滑性差，摩擦系数大，所以要浸渍一些润滑剂、填充剂及特种添加剂等。
来提高填料的致密性和润滑性，如：混有石墨粉的矿物油或二硫化钼润滑脂，还有滑石粉、云母、甘油、植物油等，还有浸渍聚四氟乙烯分散乳液，并在乳液中加以适量的表面活性剂和分散剂等。
特种添加剂通常有锌微粒、阻隔剂、钼基缓蚀剂等等，来降低盘根填料对设备的腐蚀。
随着科技的发展，纳米技术的应用越来越广泛，纳米技术主要是发掘了材料本身固有的一些隐含特性，有些特性可以降低或消除材料本省的一些弊端，并发挥出材料本身所具有的一些卓越特性。
在密封行业中，密封材料的研究和开发一直是行业的尖端技术领域，经国内外知名纳米研究机构的长期合作，成功开发出了纳米盘根系列，并向国家知识产权局申请了发明专利，同时也开辟了盘根应用的新领域，使盘根填料密封技术跨越性的提高，它的应用使设备的密封性能和使用寿命均有显著提高，并给用户带来可观的经济效益。
五、盘根填料材料的性能指标
盘根填料的的材料特性直接影响着盘根填料密封性和使用寿命，有以下指标：
1、压缩率：加载时，材料的厚度压缩量与初始厚度之比
2、回弹率：固体物质卸载时的回弹量与加载时的压缩量之比
3、耐磨性：两材料表面之间相对运动引起的损耗程度
4、自润滑性：材料自身具有润滑性的性能
5、应力松弛率：应力松弛状态下应力衰减的百分数
6、热失量：物质在规定温度规定时间内灼烧后失去的质量百分数
7、酸失量：材料在规定操作程序的酸溶液中处理后失去的质量百分数
8、碱失量：材料在规定操作程序的碱溶液中处理后失去的质量百分数
盘根填料的的每种材料每个性能指标国家或行业都有严格的规定，从而确保盘根的质量能够得保证。
(end)。