填料密封是指通過預(yù)緊或介質(zhì)壓力的自緊作用，使填料與旋轉(zhuǎn)部件和固定部件之間產(chǎn)生壓緊力的動密封裝置。又稱“填料函密封”。結(jié)構(gòu)形式有多種，主要由填料、填料函和填料固定件組成。常用的填充材料有石棉布、碳纖維、橡膠、柔性石墨和工程塑料等，預(yù)先制成環(huán)狀或條狀（有的需預(yù)先浸漬潤滑性良好的填料），并采用多種填充材料。環(huán)狀或螺旋多層結(jié)構(gòu)。填料函用于放置填料。填料固定件包括壓蓋、螺栓和彈簧等，用于預(yù)緊填料并防止運行時介質(zhì)泄漏，彈簧可補償。

填料密封簡介

填料密封又稱Gland Packings seal，俗稱填料密封。填料密封是最古老的密封結(jié)構(gòu)。在中國古代提水機械中，棉紗是用來堵漏的。世界上最早的蒸汽機也采用這種密封形式。 19世紀(jì)石油和天然氣開采技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展導(dǎo)致了填料密封材料的新發(fā)展。到了20世紀(jì)，填料密封因其結(jié)構(gòu)相對簡單、價格低廉、用途廣泛而受到許多工業(yè)部門的青睞。

填料密封原理

填料裝入填料腔后，被壓蓋螺釘軸向壓縮。當(dāng)軸與填料相對運動時，由于填料的塑性，產(chǎn)生徑向力并與軸緊密接觸。同時，浸漬在填料中的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)不是特別均勻，因此在接觸部分會出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應(yīng)”；而不接觸的凹陷部分則形成油膜較厚的小油槽，接觸部分與非接觸部分形成一條不可分割的線。規(guī)則的迷宮可以防止液體泄漏，這被稱為“迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機理。顯然，良好的密封性在于保持“承載效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。換句話說，保持良好的潤滑和適當(dāng)?shù)膲嚎s。如果潤滑不良或壓力過緊，油膜就會中斷，引起填料與軸之間的干摩擦，最終導(dǎo)致軸燒毀和嚴(yán)重磨損。

為此，需要經(jīng)常調(diào)整填料的壓縮程度，使填料內(nèi)的潤滑劑在運行一段時間后流失后，可以擠出一些潤滑劑，同時使填料的松弛度增加。由填料體積變化引起的壓力得到補償。顯然，如此頻繁地擠壓填料最終會耗盡浸漬劑，因此定期更換填料是必要的。另外，為了保持液膜并帶走摩擦熱，還需要有意地允許填料處有少量泄漏。

填料密封分類

毛氈

毛氈密封是由填充在殼體凹槽中的毛氈環(huán)組成的密封結(jié)構(gòu)。

在接觸式密封裝置中，毛氈密封是最簡單的一種。廣泛應(yīng)用于低速、常溫、常壓電機、變速箱等機械上密封黃油、潤滑油。毛氈密封件也適用于防塵，但不適合用作氣體密封件。當(dāng)毛氈密封用作液體密封時，介質(zhì)的粘度越大，密封效果越好。對于煤油等粘度較小的液體，毛氈密封效果很差。毛氈密封若采用粗毛氈，則軸的圓周速度只允許在3m/s以下。若采用優(yōu)質(zhì)細(xì)氈，速度可提高2-3倍，但不能超過10m/s。如果設(shè)計得當(dāng)，軸的硬度高，表面光潔度好，潤滑充分，那么在某些情況下毛氈密封可以在20米/秒的高速下正常工作。氈密封的工作溫度一般不超過90，工作壓力一般為1個大氣壓。填料密封是將填料包裹在軸與外殼（填料函）之間，然后用壓蓋和螺釘緊固而成。填料密封廣泛應(yīng)用于各種泵（如水泵、真空泵等）的密封，用作液體或氣體介質(zhì)的密封裝置。

包裝根

填料密封可用于高溫、高壓。例如油浸石棉盤根的密封壓力可達(dá)12公斤/厘米，介質(zhì)溫度可達(dá)250。但包裝封口速度較低。例如，用于水泵時，速度上限為6米/秒。這是因為填料填料不耐磨，填料與軸的接觸摩擦面較大，填料對軸的壓力也很大，導(dǎo)致嚴(yán)重發(fā)熱磨損。如果密封介質(zhì)壓力較高，必須擰緊螺釘，增加填料軸的壓緊力，以保證高壓密封不泄漏。此時，軸轉(zhuǎn)速必須降低得更低?？梢钥闯?，壓力和轉(zhuǎn)速是相互關(guān)聯(lián)的。當(dāng)壓力較低時，轉(zhuǎn)速可較高；如果壓力較高，則必須降低轉(zhuǎn)速以滿足高壓密封的要求。一般填料密封泄漏的原因是由于摩擦產(chǎn)生的高溫，使填料中的某些成分揮發(fā)或碳化，形成泄漏間隙。此時，可更換新填料，以恢復(fù)其密封性能。填料的成本很低，比其他高壓密封件遜色。但填料密封體積和重量較大，而且遠(yuǎn)不如石墨密封和膨脹環(huán)密封緊湊和輕量化。

填料密封材料特性

有一定的靈活性。在壓緊力的作用下，能產(chǎn)生一定的徑向力，與軸緊密接觸。

具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。不污染介質(zhì)，填料不被介質(zhì)溶脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面。

自潤滑性能好。耐磨、摩擦系數(shù)小。

如果軸有少量偏心，填料應(yīng)有足夠的浮動彈性。

制造簡單，裝載方便。

填料密封滲漏原因

(1)填料選擇不當(dāng)。例如，所選填料不耐介質(zhì)腐蝕、不耐高壓或真空、不耐高溫或低溫等。

(2)填料壓蓋壓緊不嚴(yán)。只有當(dāng)受到一定的壓縮力時，填料才能產(chǎn)生一定的徑向變形，填充泵軸（閥桿）與填料筒內(nèi)壁之間的間隙，從而達(dá)到密封效果。當(dāng)壓緊力較小時，填料的徑向變形非常有限，密封效果相對較差。

(3)所用填料太細(xì)。如果填料太薄，當(dāng)它受到填料壓蓋擠壓時，它所能產(chǎn)生的徑向變形將非常有限，不能達(dá)到良好的密封效果。

(4)填料切得太短，兩切面不能緊密閉合。

(5)填料安裝環(huán)數(shù)量太少，不能滿足使用要求。

(6)填料安裝不正確。主要原因是填料切口角度過大或過小、填料切口面的接合方法不正確、填料各圈切口不錯開等，造成填料安裝不正確。

(7)填充潤滑劑選擇不當(dāng)或無效。用于浸漬填充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(dāng)潤滑劑選擇不當(dāng)或失效時，填料繩不能被潤滑劑浸潤，纖維之間的間隙不能被密封，泵軸（閥桿）轉(zhuǎn)動時不能得到充分潤滑。如果填料老化、龜裂，則表明填料潤滑劑已失效。

(8)填料存放不當(dāng)或超過使用壽命，造成老化、干燥或失去彈性。如果填料繩本身失去彈性，在受到填料壓蓋擠壓時，將難以產(chǎn)生徑向變形，無法填充泵軸（閥桿）與填料筒內(nèi)壁之間的間隙。

(9)填料筒與壓蓋筒徑向配合間隙過大。當(dāng)填料壓蓋與填料筒不匹配且壓蓋筒的厚度遠(yuǎn)小于填料腔寬度時，填料受到壓蓋的擠壓作用受到限制，不能產(chǎn)生足夠的徑向變形。這種情況常見于一些舊閥門閥桿處的填料密封，但往往不易發(fā)現(xiàn)。

(10)填料桶內(nèi)壁或泵軸(閥桿)表面損壞(腐蝕、磨損、表面劃傷或閥桿螺紋斷裂等)。

(11)泵軸(閥桿)彎曲。泵軸（閥桿）的磨損、彎曲或嚴(yán)重偏心是造成泄漏的重要原因。

(12)填料太硬或含有顆粒雜質(zhì)，長期運轉(zhuǎn)可能造成軸的磨損。測試證明石棉填料對軸（閥桿）造成最嚴(yán)重的磨損。

(13)泵的實際揚程過高。一般來說，對于同一臺離心泵，如果轉(zhuǎn)速一定，當(dāng)流量減小時，其揚程增大

過程增加。一旦內(nèi)部介質(zhì)壓力升高，原有的填料密封就可能被破壞而發(fā)生泄漏。

(14)填料磨損嚴(yán)重。正常填充填料的磨損比較均勻，靠近壓蓋處磨損較大，向內(nèi)逐漸減??；對于填充不良的填料，短時間內(nèi)在壓蓋附近會發(fā)生很大的磨損，但填料深處不會有磨損。

(15)填料使用時間過長。填料在運行過程中，容易受到磨損、腐蝕、老化、干燥、溫度等因素的影響，逐漸失去致密性能而導(dǎo)致泄漏。這種現(xiàn)象在填料密封裝置中比較常見。