软填料密封类型与结构特点
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。
填料密封材料分类及性能
填料密封材料分类及性能填料密封广泛应用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封，活塞泵、往复压缩机、制冷机的往复运动密封，以及各种阀门阀杆的旋转密封。
按所用填料的弹性，填料密封可以分为软填料密封和硬填料密封两大类。
软填料密封所用的填料主要有绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料以及各种截面形状的成型填料。
一、绞合填料与编结填料1．麻填料麻的纤维粗，摩擦阻力大，但在水中纤维的强度增加，柔性更好，对轴的磨损较石棉轻，因而可用于一般淡水、工业水及海水的密封。
麻填料不耐化学品，耐热性也较差。
2．棉填料棉纤维比麻纤维软，但是与麻相反，它在水中会变得较硬，而且会膨胀。
因此摩擦阻力较大。
棉填料不耐化学品，但对氨水和氢氧化钠碱溶液的适应性都不亚于石棉。
棉填料可用于食品、果汁、浆液等洁净物质的密封。
3．油浸石棉填料由于石棉具有柔性好，耐热性优异，强度大，耐酸碱和多种化学品以及抗磨损等一系列优点，很适合作密封填料。
它的唯一缺点是干结后有渗透泄漏。
但因其纤维很细，比面积（单位质量的纤维表面积）大，浸渍油脂和其它润滑剂后能防止渗透泄漏，并能保持良好的润滑性，所以仍是一种价廉物美的密封填料。
其耐热度一般在500℃左右。
4．聚四氟乙烯浸渍石棉填料经四氟乙烯浸渍的石棉填料能耐酸耐碱及多种化学品，使用温度范围在-200~+260℃之间，摩擦系数小，且不会因pv值（压力与线速度的乘积）过高而使润滑剂流出，因而有稳定的密封性能和较长的使用寿命，广泛用于化工部门的搅拌机、反应槽等转轴的密封和活塞泵、压缩机往复活塞杆式的密封。
但需要比其他填料更大的压紧力。
5．聚四氟乙烯纤维填料聚四氟乙烯纤维填料编结填料是一种新填料，它除具备密封所必需的良好特性性，还能与特种润滑剂相配合，避免渗透泄漏。
它几乎能耐一切化学品。
其缺点是导热率低，热膨胀大，当圆周速度超过3.5m/s，密封部位温度超过200℃时，会出现粘轴现象，使用时应注意。
二、塑性填料塑性填料是经模具制成型的填料，根据轴径大小制成环状，有绵状和积层两种型式。
软填料密封的原理
软填料密封的原理软填料密封是一种常用的密封方式，广泛应用于各种工业设备和管道系统中。
其原理是通过将柔软的填料填充到密封间隙，利用填料的弹性和可塑性来实现密封效果。
下面我们将从填料的选择、填充方式以及密封效果等方面进行介绍。
填料的选择是实现软填料密封的关键。
常见的填料材料有橡胶、聚四氟乙烯、石墨等。
这些材料具有良好的弹性和耐腐蚀性能，能够适应不同工作环境下的要求。
选择合适的填料材料是确保软填料密封效果的基础。
填充方式也是影响软填料密封效果的重要因素。
填充方式通常分为手工填料和机械填料两种。
手工填料是指通过人工将填料逐渐填充到密封间隙中，需要一定的经验和技巧。
机械填料则是利用专用的填充设备，通过压缩填料将其填充到密封间隙中。
相比之下，机械填料更加高效且精确，能够提高填料的填充质量和密封效果。
软填料密封的原理是利用填料的弹性和可塑性来填充和填平密封间隙，从而阻止介质的泄漏。
填料的填充过程中，填料会被压缩和变形，填料颗粒之间形成一定的内聚力和摩擦力，从而形成了一个密封层。
当介质施加压力时，填料会进一步被压缩，填充间隙的密封效果得到进一步提升。
填料的弹性和可塑性特性使得其能够适应不同的工作条件和介质压力变化，保持较好的密封性能。
软填料密封具有广泛的应用领域。
在化工、石油、制药等工业领域，软填料密封被广泛应用于各类密封设备和管道系统中。
例如，在化工设备中，软填料密封可以有效防止有害化学物质的泄漏，保障生产过程的安全性。
在管道系统中，软填料密封可以防止介质泄漏，避免对环境和人员造成危害。
此外，软填料密封还被应用于阀门、泵和压力容器等设备中，起到了重要的密封作用。
总结起来，软填料密封通过填充柔软的填料来实现密封效果，具有良好的弹性和可塑性。
填料的选择和填充方式是影响密封效果的关键因素。
软填料密封的原理简单但实用，被广泛应用于各个领域。
随着科技的不断发展，软填料密封技术也在不断创新和改进，为工业设备的安全运行提供了可靠的保障。
填料密封材料分类及性能
填料密封材料分类及性能填料密封广泛应用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封，活塞泵、往复压缩机、制冷机的往复运动密封，以及各种阀门阀杆的旋转密封。
按所用填料的弹性，填料密封可以分为软填料密封和硬填料密封两大类。
软填料密封所用的填料主要有绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料以及各种截面形状的成型填料。
一、绞合填料与编结填料1．麻填料麻的纤维粗，摩擦阻力大，但在水中纤维的强度增加，柔性更好，对轴的磨损较石棉轻，因而可用于一般淡水、工业水及海水的密封。
麻填料不耐化学品，耐热性也较差。
2．棉填料棉纤维比麻纤维软，但是与麻相反，它在水中会变得较硬，而且会膨胀。
因此摩擦阻力较大。
棉填料不耐化学品，但对氨水和氢氧化钠碱溶液的适应性都不亚于石棉。
棉填料可用于食品、果汁、浆液等洁净物质的密封。
3．油浸石棉填料由于石棉具有柔性好，耐热性优异，强度大，耐酸碱和多种化学品以及抗磨损等一系列优点，很适合作密封填料。
它的唯一缺点是干结后有渗透泄漏。
但因其纤维很细，比面积（单位质量的纤维表面积）大，浸渍油脂和其它润滑剂后能防止渗透泄漏，并能保持良好的润滑性，所以仍是一种价廉物美的密封填料。
其耐热度一般在500℃左右。
4．聚四氟乙烯浸渍石棉填料经四氟乙烯浸渍的石棉填料能耐酸耐碱及多种化学品，使用温度范围在-200~+260℃之间，摩擦系数小，且不会因pv值（压力与线速度的乘积）过高而使润滑剂流出，因而有稳定的密封性能和较长的使用寿命，广泛用于化工部门的搅拌机、反应槽等转轴的密封和活塞泵、压缩机往复活塞杆式的密封。
但需要比其他填料更大的压紧力。
5．聚四氟乙烯纤维填料聚四氟乙烯纤维填料编结填料是一种新填料，它除具备密封所必需的良好特性性，还能与特种润滑剂相配合，避免渗透泄漏。
它几乎能耐一切化学品。
其缺点是导热率低，热膨胀大，当圆周速度超过3.5m/s，密封部位温度超过200℃时，会出现粘轴现象，使用时应注意。
二、塑性填料塑性填料是经模具制成型的填料，根据轴径大小制成环状，有绵状和积层两种型式。
填料函密封简介
填料函密封
填料函密封:靠填料阻塞泄漏通路的可用于往复或旋转运动的接触式动密封,主要有软填料密封。
1. 软填料密封
软填料密封又称盘根密封，填料函内的填料受压盖的轴向力作用而径向胀紧，以达到密封目的。
软填料常由纤维（石棉、尼龙等）、润滑剂（石墨、二硫化钼、滑石粉等）和各种金属丝增强剂组成。
填料磨损后可通过拧紧螺栓予以补偿。
软填料密封结构简单、可靠、易检修、耐腐蚀和耐高温，曾广泛用作旋转轴和往复运动的杆件密封，但接触面积、摩擦阻力、功耗和磨损均较大，除低速阀杆运动仍有采用外，已逐渐被机械密封所代替。
软填料密封如图1所示。
图1.软填料密封
2. 硬填料密封
硬填料密封常用分瓣环作密封件。
分瓣环外圆周有周向弹簧，靠弹簧力与轴抱紧。
被密封的介质压力可使环产生轴向和径向压紧力，以提高密封效果。
密封环内圆磨损后，各片可沿切口滑移使内孔收缩，保持密封性能。
分瓣环常用金属或石墨制成，比软填料有更高的耐热和耐压性能。
它广泛用作往复压缩机活塞杆等的往复密封或高压釜搅拌轴等的旋转式密封。
硬填料密封如图2所示。
图2.硬填料密封。
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。
2-2填料密封技术
❖ 原理：依靠阻塞为主兼有节流来实现密封。
❖ [图2-19(a)]：薄片活塞环，由三至四片装在同一环槽内， 切口相互错开。良好的密封性，易同气缸镜面磨合，使气缸 不致拉毛。
❖ [图2-19(b)]：在铸铁环上镶嵌填充PTFE，防止气缸拉毛， 在高压级中采用。
(二)、活塞杆填料密封
❖ 1.平面填料 ❖ 除了上面两种形式的密封圈填料外，平面填料还有活塞
环式 1.平面填料
❖ 组成：内圈l、2是密封环，用铂合金、青铜或填充聚四 氟乙烯制成。外圈是弹力环，并用圈簧抱紧，装配时， 三环的切口要错开以免漏气。
❖ 结构和制造工艺都很简单，内圈可按动配合2级精度或过 渡配合公差加工，已成功地应用在压力为2MPa的级中。
(三)、无油润滑活塞环、支承环及填料
❖ 1.无油润滑活塞环
(三)、无油润滑活塞环、支承环及填料
❖ 1.无油润滑活塞环
❖ 无油润滑活塞环有背压和无背压两种。
❖ 原理：金属活塞环都是依靠本身弹力预紧，且依靠环背气 体的背压将活塞环与缸壁贴紧。有背压的无油润滑活塞环 是依靠弹力环的弹力预紧，工作时依靠气体背压压紧。
❖ 在超高压压缩机中使用的活塞 环结构如图2-20所示。
❖ 特点：由两个中间镶有铜锡合 金(Sn 4.8％、Cu 95.2％)的活 塞环，以及共用的一个弹力环 和隔距环组成一组。
❖ 活塞环的基体是合金铸铁，弹 力环和隔距环是用调质铬钢制 成。硬度300～350HBS，强 度σb=110～130MPa。使用 五组活塞环即能密封175MPa 的压力。
目录
一、软填料密封； 二、硬填料密封（活塞环、分瓣环、锥形环
等）； 三、成型填料密封（O形圈、V形圈等）； 四、油封和防尘密封。
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
6
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
7
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。
常见的密封形式
硬填料密封 硬填料密封有开口环和分瓣环两类。
2. 机械密封
机封总是由旋转部件（黄色部分）和静止部件（橙色部分）两大部 分组成，两相对运动的动，静环面成为密封的主密封面。
机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ密封亦称端面密封，按国家有关标准定义为：由至少一对垂直 于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用以 及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动，而构成的防止流体泄漏
制造工艺复杂，密封片强度高，密封效果较好。
油封密封
油封密封是一种自紧式唇状密封，其结构简单，尺寸小，成 本低廉，维护方便，阻转矩较小，既能防止介质泄漏，也能 防止外部尘土和其它有害物质侵入，而且对磨损有一定的补 偿能力，但不耐高压，所以一般用在低压场合的化工泵上。
油封的密封机理涉及两个因素，一个是腔体的密封，主 要是油封外缘（静态部件）在腔体中的定位；二是密封唇口 与旋转轴表面接触的动态密封，这是油封的最重要功能。油 封的类型多种多样，在各种形式的油封中以骨架式有簧橡胶
种类型。
平滑式迷宫密封 平滑式迷宫密封有整体和镶片两种结构，它结构简单，便于
制造，但密封效果较差。
曲折式迷宫密封 曲折式迷宫密封也分整体和镶片两种结构，这种迷宫密封的 结构特点，是密封齿的伸出高度不一样，而且高低齿相间排 列，与之相配的轴表面，是特制的凹凸沟槽，这种高低齿与 凹凸槽相配合的结构，使平滑的密封间隙变成了曲折式，因 此，增加了流动阻力，提高了密封效能。但只能用在有水平 剖分面的缸体或隔板中，并且密封体也要作成水平剖分型。
的装置。
3. 干气密封
干气密封即“干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴 端密封，属于非接触密封。 特点：
密封性能好，寿命长，不需密封油系统，功率消耗少，操作简单及运行维护费 用低。干气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维修密封系统，正 取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行业高速离心压缩机轴封的主体密封。
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”。
填料密封
度(或高度)、填料箱总高度等，如图2—5所 示。
15
第一节 软填料密封 二 主要参数
(二)压紧裁荷与压盖螺栓尺寸
1．填料的压紧载荷确定
pg
1 k
2 k fl
pie B
16
第一节 软填料密封 二 主要参数
２．压盖螺栓尺寸的确定
5
第一节 软填料密封 一基本结构及密封原理
为了使沿轴向径向力分布均匀，采用中间封液环5将填 料箱分成两段。为了使软填料有足够的润滑和冷却， 往封液环入口4注入润滑性液体(封液)。为了防止填料 被挤出，采用具有一定间隙的底衬套7。
6
第一节 软填料密封 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。 (1)流体穿透纤维材料编织的软填料本身的
缝隙而出现渗漏(如图2—1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。
7
第一节 软填料密封 一基本结构及密封原理
(2)流体通过软填料与箱壁之间的缝隙 而泄漏(如图2—l中B所示)。由于填料 与箱壁内表面问无相对运动，压紧填 料较易堵住泄漏通道。
21
第一节 软填料密封 三、密封材料的选择
(二)常用软填科
1．典型的软填料结构形式 按不同的加工方法，软填科分为绞合填料、编织填料、叠层
填料、模压境料等，其典型结构形式如图2—7所示。
22
第一节 软填料密封 三、密封材料的选择
(1)绞合填料。如图2—7(a)所示，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 气阀门，很少用于转抽或往复杆的密封。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。若与其他填料组合，也 可用于动密封。
填料密封
图4-28表示了 气动气缸的主 要构件，其密 封构件有：活 塞杆密封、活 塞密封、防尘 密封、冲程终 了刹车系统的 衬垫密封。
4.2.2 气动密封
（1）. 基本要求
对于气动气缸，摩擦问题是最重要的，气体的泄
漏降为其次。密封件的润滑问题是气动密封的设计要 点。
对于很多场合，不允许对气动设备进行油雾润滑，
气动专用的唇形密封圈，与液压密封圈相比，唇口较 薄，接触部位隆起。
（3）方形圈气动密封
（4）. 无油润滑气动密封
Hale Waihona Puke 4.2.3 活塞和活塞杆密封
活塞与气缸内表面的密封由活塞环来实现；活塞杆 与缸体的密封一般由填料密封来实现
1. 活塞密封—活塞环
活塞环是依靠阻塞和节流机理工作的接触式动密封。 （1）活塞环密封的基本原理
图4-13所示密封环在自由状态下的密封表面产生了 接触应力
图4-14，操作过程中，流体压力P作用在密封环暴 露于介质的表面，使得密封面的接触应力增加到， 此时 大于被密封的流体压力P，从而实现了密 封。
接触应力 与介质压力P的关系可通过分析三维应 力应变关系获得，其表达式为
，
式中 为弹性体材料的泊松比。对于弹性材料
与纯粹的旋转运动密封不同之处：往复运动密封的泄 漏率在构成一个循环的两个行程中是彼此不相同的。
对液压密封的基本要求如图所示：
2. 弹性体密封的基本原理
以橡胶O形圈密封为代表，介绍弹性体密封的基本 原理。 （1）自密封机理 弹性体密封的“自动密封”或称“自密封”是依靠 弹性体材料的，弹性、并存在初始装配过盈量或预加 载荷来实现的。
g pe2 fKL/t / K （4-7）
（2）摩擦力和摩擦力矩
作用在填料轴向微元上的摩擦力：
软填料及其密封特性是什么？
软填料及其密封特性是什么？来源：/一、什么是软填料：软填料，又称泥状填料，是由新一代高性能合成纤维配以特殊的阻隔剂和润滑剂精制而成的高级“盘根”。
软填料的任意尺寸，任意形状，极易安装，通过专用的高压枪便可直接注射，不必象传统的盘根，需要预切割，能适用任何尺寸的填料腔密封。
二、软填料的密封原理：软填料使用时，在填料腔的前后端装入专用密封环(也可用盘根代替)，中间用高压枪注入，直至充满。
随着轴的旋转运动，软填料中的合成纤维会缠绕在轴(或轴套)上并随轴同步旋转，形成一个“旋转层”。
在填料腔的内壁附近，软填料粘附其上，形成一个“不动层”。
因为填料间吸引力极小，其层间摩擦系数很小，泵轴的转动使填料的处在中间的填料层作剪切运动，从而达到了密封的目的。
三、软填料的密封特点：1.无泄漏。
软填料内外层分别粘附在轴和填料腔内壁上，泵送介质必须击穿软填料才可能外漏，在许用范围内可以达到完全无泄漏的效果。
2.无磨损。
软填料与轴之间无相对运动，所以不会磨损轴，延长泵的使用寿命。
同时，因摩擦力的减小，提高了泵的工作效率，节约能源。
没有摩擦热产生，无需冷却水或冲洗水，安装使用简单。
3.无停机。
使用盘根或机械密封的水泵在维修时需要停机更换，软填料可以在线补充修复，减小因停机造成的人力和经济损失。
4.减少库存。
软填料适应各种规格、形状的填料腔，不用像盘根那样要备用多种型号。
5.适用恶劣工况。
对轴已经造成磨损，或有轻微跳动、蹿动的工况完全可以适用，同样达到良好的密封效果。
软填料在拥有这些优点的同时，也有一些不足。
适用压力有限，一般不超过2Mpa;在高温情况下会分解放出氧化氢、二氧化碳、一氧化碳等有害气体。
四、盘根密封的软填料改造：改造步骤1.清理填料腔改造前彻底清理好水泵原有的填料腔，不允许有任何杂质和污垢。
此项工作必须揭盖进行，为了节省工时和材料，最好在水泵大修时进行。
这样可使大修和改造同步。
2.水泵盖钻孔为了注射软填料，必须在泵盖上加装注射孔接头。
软填料密封的密封原理
软填料密封的密封原理
软填料密封原理是利用填料的柔软性和可塑性实现密封。
填料被填充到密封间隙中，通过填料的压实和变形来填补和填平间隙，形成密封面与密封面之间的物理接触。
当外界压力作用于填料时，填料会进一步压实和变形，使填料与密封面产生更紧密的接触，从而达到更好的密封效果。
填料常常具有较好的弹性和不可压缩性，可以在受力时使其与密封面产生足够的变形，填平间隙。
填料的填充方式可根据具体情况进行选择，常见的填充方式有单纱和多纱交叉填充、盖板填充等。
此外，填料的物理特性和选择也对密封效果起着重要的作用。
填料应具有良好的抗压性、耐磨性和耐腐蚀性，以确保长时间的有效密封。
合适的填料选择可以提高密封性能，减少泄漏的发生。
总之，软填料密封的密封原理是通过填料的柔软性和可塑性实现密封，填料物理特性的合理选择和填充方式的适宜使用是确保密封效果的关键。
常用的各类密封形式和使用范围以及特点 填料密封、机械密封、干气密封、迷宫密封油封密封动力密封螺旋密封
设备密封问题是伴随着设备的运行而始终存在的，今天特意为大家梳理出了设备上常用的各类密封形式和使用范围以及特点。
它们分别是填料密封、机械密封、干气密封、迷宫密封、油封密封、动力密封和螺旋密封。
一、填料密封填料密封按其结构特点可分为：▪软填料密封▪硬填料密封▪成型填料密封1、软填料密封软填料类型：盘根盘根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，靠压盖产生压紧力，压紧填料，迫使填料压紧在密封表面(轴的外表面和密封腔)上，产生密封效果的径向力，因而起密封作用。
软填料适用场合：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。
石墨盘根能耐高温、高压，是解决高温、高压密封问题的最有效的产品之一。
耐腐蚀，密封性能优异，且作用稳定、可靠。
芳纶盘根是一种高强度的有机纤维，编织成的盘根再经浸渍聚四氟乙烯乳液和润滑剂。
聚四氟乙烯盘根是以纯聚四氟乙烯分散树脂为原料,先制成生料薄膜,再经过捻线,编强织成盘根.可广泛用于食品、制药、造纸化纤等有较高清洁度要求，和有强腐蚀性介质的阀门、泵上。
2、硬填料密封硬填料密封有开口环和分瓣环两类。
二、机械密封机封总是由旋转部件（黄色部分）和静止部件（橙色部分）两大部分组成，两相对运动的动，静环面成为密封的主密封面。
机械密封亦称端面密封，按国家有关标准定义为：由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。
三、干气密封干气密封即“干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封。
特点：密封性能好，寿命长，不需密封油系统，功率消耗少，操作简单及运行维护费用低。
干气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维修密封系统，正取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行业高速离心压缩机轴封的主体密封。
填料密封 密封介绍
2020/1/18
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
2020/1/18
2.散热、冷却能力不够 软填料密封中，滑动接触面较大，摩擦产生的热量较
大，而散热时，热量需通过较厚的填料，且多数软填料的 导热性能都较差。摩擦热不易传出，致使摩擦面温度升高， 摩擦面间的液膜蒸发，形成干摩擦，磨损加剧，密封寿命 会显著降低。 3.自动补偿能力较差
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表2-1 一般转轴用软填料密封的允许泄漏率
允许泄漏率/
轴径/mm
（ml/min）
25
40
50
60
起动30min 内
24
30
58
60
正常运行
8
10
16
20
转速3600r/min，介质压力0.10.5MPa
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5.轴作往复运动时填料径向受力状态
由受力分析可知，对于往复运动的密封，要求填 料组织致密或进行预压缩，以提高密封性能。
（3）采用新型密封填料-泥状混合填料
泥状混合填料是一种新型的密封填料，它由纯合成纤维、 高纯度石墨或高分子硅脂、聚四氟乙烯、有机密封剂进行混 合，形成一种无规格限制的胶泥状物质。
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软填料密封的特点介绍
软填料密封的特点介绍
软填料密封用来密封轴或壳体孔、由一些可变形的密封圈或长绳状的材料沿轴或杆缠绕而成。
填料压盖将软质密封填料轴向压紧，使其产生径向弹塑性变形堵塞间隙而实现密封。
设备网了解，软填料是一种新的无石棉高分子材料合成的密封填料，外观如胶泥状具有特殊的可塑性，能够在填料涵内由两端盘根环封闭住填料后形成圆筒状的滑块，与轴的相对运动面之间产生非常薄的液膜，由于软填料的特殊材料的作用，产生的摩擦热接近于零。
因此是世界上产生摩擦阻力最小填料之一，而填料之间高分子阻隔剂的作用保证了介质之间的不渗漏。
因此，该种填料是唯一一种可塑的、低摩檫而不需冷却水冲洗的泵用填料。
特点软填料密封的结构特点是:结构简单、装拆方便，成本较低，使用安全可靠。
软填料常制成圆形、长形、长方形、楔形、三角形、锥套形等多种形状。
软填料密封适用范围广泛，如高压往复泵或低转速泵、高温阀杆、阀或填料盒的密封。
介质压(1.3×lO-3)~35MPa，工作温度-50~600?，密封面线速度至20m/s。
闽门软填料密封工作参数还可高出上述范围。
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。
宁波金属件责编:nbjsjdd。
填料密封浅谈
填料密封浅谈1 前言 (2)2 填料密封 (2)2.1 填料密封简介 (2)2.2 填料密封的密封机理 (3)2.3 密封材料的选择 (5)2.3.1 软填料密封材料的要求 (5)2.3.2 填料密封常用材料及结构形式 (5)2.3.2.1 常用材料 (5)2.3.2.2 典型的软填料结构形式 (5)2.3.2.3 软填料密封材料的选择 (7)2.4 软填料密封存在的问题与改进 (7)2.4.1 主要存在的问题 (7)2.4.2 改进措施 (9)3 结束语 (11)1 前言泄露是机械设备常产生的常见故障之一，造成泄露的原因主要有两方面：一是由于机械作用的结果，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。
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。
本论文主要浅谈一下就目前较常用密封形式——填料密封。
2 填料密封2.1 填料密封简介填料密封按工作原理的不同可以分为填塞型软填料密封和成型填料密封（挤压型弹性体密封圈密封）。
软填料密封又称为压紧填料密封，俗称盘根。
填料密封课件
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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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3）压紧力讨论 适度的压紧力能使轴与填料之 间保持必要的流体润滑膜， 间保持必要的流体润滑膜，减 少摩擦磨损，延长使用寿命， 少摩擦磨损，延长使用寿命， 而压紧力过小，泄漏严重， 而压紧力过小，泄漏严重，压 紧力过大， 紧力过大，则往往造成密封面 呈干摩擦状态，出现异常磨损。 呈干摩擦状态，出现异常磨损。 因此， 因此，如何控制合理的压紧力 是保证软填料密封具有良好密 封性能的关键。 封性能的关键。
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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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2.密封原理 密封原理
1)流体泄漏的通道 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； 流体穿透纤维材料编织的软填料而出现渗漏； 填料与填料箱体内壁表面间形成的微小间隙； 通道 b：填料与填料箱体内壁表面间形成的微小间隙； 填料与轴杆表面的微小间隙， 通道 c：填料与轴杆表面的微小间隙，也是主要的泄漏通 道。
b a c
3π F ′′ = ( D2 d 2 ) p N 4
P-介质压力，MPa 介质压力， 3）螺栓载荷F 螺栓载荷 载荷F
F = max{F ′, F ′′}
db =
4F nπ [σ ]
m
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3.摩擦功率 摩擦功率 摩擦力
Ft = πdlKYb f
（N）
由螺栓载荷产生的轴向压强， Yb —由螺栓载荷产生的轴向压强，MPa 4F Yb = π ( D2 d 2 ) f一摩擦系数，一般f=0.04~0.08 一摩擦系数，一般f=0.04~0.08 填料与轴的摩擦功率损耗
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软填料密封类型与结构特点、泄漏率及应力特征
软填料密封类型与结构特点
填料对轴的径向应力沿填料函长度的分布规律与泄漏流体压力分布恰好相反，因此为解决这一不协调关系，对软填料密封结构提出从以下几方面进行改进的要求。
①填料沿填料函长度方向的径向应力分布均匀，且与泄漏介质的压力分布规律一致，以减小轴的磨损及其不均匀性，并满足密封的要求。
②根据密封介质的压力、温度和轴的速度大小，考虑冷却和润滑措施，及时带走摩擦产生的热量，延长填料的使用寿命。
③设置及时或自动补偿填料磨损的结构；装拆方便，以能及时更换填料，缩短检修停工时间。
④在填料函底部设置底套，以防止填料挤出；为防止含固体颗粒介质的磨蚀和腐蚀性介质的腐蚀，采用中间封液环，注入封液（自身或外来封液），起冲洗和提高密封性的作用。
⑤采用由不同材质的填料环组合的结构，如柔性石墨和碳纤维填料环的组合，提高了填料的密封性能。
软填料的泄漏率
密封介质沿填料与轴之间的环形间隙的泄漏，可视为流体作层流流动，理想条件下的泄漏量与填料两侧的压力差、轴的直径成正比，与介质黏度、填料安装长度成反比，与半径方向间隙的三次方成正比。
所以软填料泄漏不仅仅是计算问题，调节填料使其与轴紧密接触，是保证软填料密封达到允许泄漏量的关键。
一般转轴用填料密封的允许泄漏率见表4-10。
与机械密封相比，后者的泄漏率
通常在1mL/h以下。
实际使用中，软填料密封要达到最低的泄漏率，与设计、制造和安装的好坏有直接关系，如轴与箱体的同轴度或圆度不符要求，以及横向振动等情况，泄漏率将迅速增加。
此外，由于填料本身的蠕变导致接触应力松弛，泄漏率同样会随时间推移而增加，所以软填料密封需要根据实际操作情况，定期给予压紧填料，重新调整压缩载荷。
软填料的应力特征
在预装填料的填料函中，流体可能的泄漏通道，与垫片密封相似，主要是穿过软填料材料本身的渗漏和通过填料与轴外表面，以及填料与填料函内壁表面之间的间隙的泄漏。
填料材料本身的渗漏，一方面由于压缩时软填料被压实，另一方面通过改变填料材料或结构得以减少或杜绝。
由于工作时填料与填料函内腔无相对运动，因此阻止填料与运动的轴（杆）之间的泄漏或逸散成为填料密封成功的关键。
软填料密封依靠拧紧压盖螺栓所形成的轴向压紧力，使填料产生弹塑性变形，从而形成紧贴轴的径向接触应力（以下简称径向应力），以致流体沿轴表面的流动受阻，起到了密封作用。
显然这种径向应力在填料密封过程中起到了重要作用，因此下面将分析径向应力的成因、特征和大小。