软密封填料工作原理简介

理论研究

目前，软填料密封理论研究的主要任务就是如何利用软填料密封有效地解决工业生产中遇到的密封问题。密封件在实现对被密封流体介质有效密封的同时，必须保证密封有足够长的使用寿命和较低的摩擦功耗和磨损速率。从密封的角度出发，要求泄漏率尽可能小，但必须同时考虑摩擦、磨损和寿命问题。

(1)尽量小的密封泄据间隙

从流体通过软填料密封泄漏的机理分析可以看出只要存在间隙、存在泄漏通道，就会产生泄漏。软填料密封的本质就是利用密封填料柔软特性、在轴向压紧力的作用下径向膨胀阻塞可能存在的流体泄漏通道。为达到这的，软填料密封设计理论认为，对软填料密封施加的力必须使填料与被密封表面之间产生的接触应力能封堵被密封流体压力的作用。一般要求填料函底部的径向接触压力必须等于或大于被密封流体的压力，这一原理一直是软填料密封设计的主要理论准则。

多孔隙泄漏机理揭示密封界面的微观不平为流体的泄漏提供了通道，为达到有效密封从而要求填料柔软而富有弹性。填料柔软使其受变形后能较易填塞密封界面的微观泄漏通道，并且摩擦功耗低;良好的填料回弹性可以补偿固体积损失引起的应力松弛，以及降低被密封轴不圆度及偏摆对密封作用的不利影响。要求填料具有良好的回弹性与柔软性，也是开发新型填料一直遵循的基本观点。为防止或减少牯附作用造成的泄漏，应尽量减少微观凹槽的深度，降低被密封轴的表面粗糙度不失为一种有效方法。减少和防止动力泄漏的有效方法是避免在转轴表面上残留螺旋形痕迹或控制螺旋形痕迹的方向，使之与流体泄漏方向相反。

(2)良好的润滑性能

软填料密封良好的润滑性能是保证密封长周期运行的必要条件，同时使密封具有较低的摩擦功耗和磨损速率。为了保证良好的润滑条件，软填料密封通常允许少量的泄漏存在。对于一般的填料(不包括具有自润滑性能的填料)只是对流体的流泄起节流作用而不是将其完全阻止或封闭填料中浸渍润滑剂或提高填料本身的自润滑能力就是为 保证填料具有良好的润滑性能。

(3)软填料密封机理的"轴承效应"和"迷宫效应"辨析关于软填料密封如何保证持久稳定地起密封作用，有两种常见的观点，即"轴承效应"和"迷宫效应"。软填料装人密封腔后，经压盖对它作轴向压缩，使它产生径向力保持与轴紧密接触，建立起密封状态。与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成液膜。呈"边界润滑"状态，类似滑动轴承，故称为"轴承效应"。早在60年代，有人指出，"填料在需要润滑这一方面很像轴承"。有的文献认为，"在典型的密封装置中，流体流经很小的问隙，对于填料就像润滑剂的作用一样当密封构件配台过紧时，流体流不进去，填料就会干转，除非润滑剂由别的方法来提供，否则填料就会发热、变硬，并划伤轴。和轴承的破坏一样"。因此按照"轴承效应"的观点，要求软填料密封必须像轴承一样。应得到良好的润滑。

关于"迷宫效应"，意思是说，"填料压紧后，未接触的凹部形成小沟槽，有较厚的液膜，当轴与填料有相对运动时，接触部分与非接触部分组成一道道规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用"，并认为良好的密封在于维持"迷宫效应"。不少作者都支持这一观点。

这种"迷宫效应"的解释，气体迷宫密封的原理是气体通过密封齿和膨胀空腔，依靠节流、膨胀和涡流摩擦使速度能转换成摩擦耗能而实现逐级降压达到密封 。而填料密封中微观不平度构成的所谓"迷宫"，并投有这种降压作用。实际上，恰恰相反，它是造成多空隙泄漏、粘附泄漏或动力泄漏的基本条件。

早在60年代，就人就提到过，"填料函的操作像一个可调整的迷宫。迷宫的大小，决定于填料在轴向力作用下径向膨胀的能力，流体通过填料界面的泄漏可以认为是通过一个有敬径向问隙为Cr的环隙，以层流的形式实现。间隙由无数类似迷宫的泄漏通道所组成，问隙的太小反比于密封比压"。显然，这里提到的"迷宫"，正是为流体泄漏提供的泄漏通道。所以，如果按维持或加强"迷宫效应" 的观点改进软填料密封性能将得出相反的效果。

1:不需冲洗和冷却。

2:可节约轴功率的消耗，节约电能。

3:永不磨损轴和轴套。

4:可在线修复(即在不停机的状态调整、修复和补充)，维修强度低。

5:安装简单，维护方便。

6:无规格限制，可减少库存，使用寿命长。

7:泄漏量减少或可做到无泄漏。

8:具有反复使用性，长期使用综合经济效益显著，管理上台阶。

根据工作介质及工况条件的不同，选择相应的软填料:

1:拆开泵体压盖，清除所有旧的盘根及其他连接物的辅助装置，拆除分水环或将水环推入底端。

2:清洁轴或轴套，将轴套上的锈垢及水垢清除干净，以减少润滑的阻力。

3:选择两端环用盘根，应按工况条件的不同选择不同的端环盘根，大小应按填料涵的间隙大1mm的盘根为益。

4:盘根接口切成45°的斜角，长短必须以包裹住轴套合缝为准，不可过长或过短。切口的长角方向尽量与轴的旋转方向相同。

5:安装时先将盘根底环装入填料涵的底部，并用装填工具将底环压紧、压实，以保证底环的平整和不转动。

6:将软填料揉成条形盘根状装入填料涵，每根软填料的连接必须不留缝隙，以保证其填料涵内的饱和度，不可过分压紧，亦不可产生空隙，适当的饱和度是软填料安装好坏的关键。

7:每条软填料装入并稍微压紧后，装入外端环盘根，并预留出压盖的位置。压盖将外环轻轻压入，使之紧贴软填料部位并有一定的推入感，压盖必须压入填料涵内有5mm以上的深度为合适。

8:启动泵空转30秒左右停机，可将压盖往后退出2mm左右，再正常启动泵，填料涵不升温，压盖不摆动为合适。可调节压盖螺栓来控制泄漏，正常运转半小时后，不升温，泄漏在允许范围内既完成安装全过程。

注:对于抽真空负压泵的填料安装必须在专业人员的指导下方可规范完成安装。

1:冷却水管路拆除后，可将填料涵的入水口处装上一球阀，球阀始终保持待开的位置。

2:安装完毕开机半小时后，若填料涵泄漏过大，可在球阀口将软填料徐徐补入直至不漏。但注意必须边加入边观察，以不发热为准。切不可在短时间内大量压入，以免造成盘根切口错位或入口处过饱发热。

3:泄漏过大也可许压盖徐徐的推入直到不漏或泄漏减少。

4:长期使用后若注入口难以加入填料时，可在停机状态下将外环盘根取出，将软填料揉成条状补入填料位置，再将盘根外环压入也可达到止漏的效果。因而维护起来非常方便。