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
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。
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”。
填料密封的工作原理
填料密封的工作原理填料密封是一种常用于旋转机械密封的技术，在工业生产领域有着广泛的应用。
其工作原理是通过填充材料填充在旋转轴与静止零件之间的间隙，形成一种密封层，以阻止液体或气体的泄漏。
填料密封的工作原理可分为两个关键步骤：填料的选择和填充操作。
首先是填料的选择。
填料的选择要考虑到填料的物理性质和化学性质，以及工作环境的要求。
常见的填料材料有浸渍纤维、石棉、环氧树脂、聚四氟乙烯等。
填料的物理性质应符合耐磨、耐腐蚀、耐高温等要求。
填料的化学性质应与被密封介质相容，以防止填料与介质发生化学反应。
同时，填料的选择还应考虑到填料与轴套之间的摩擦性能，以保证填料密封的可靠性。
其次是填充操作。
填料密封的填充操作可以采用机械填充或者手工填充的方式进行。
在填充过程中，填料要均匀地填充在轴与轴套之间的间隙中，填料的填充深度以及填充密度也需要控制在一定的范围内。
填料的填充精度对于密封效果的影响较大，过于紧密的填充会导致摩擦力增大，从而影响泄漏的控制；而过松的填充则会导致泄漏增大，影响密封效果。
填料密封的工作原理是通过填充材料填充在轴与轴套之间的间隙，形成一种密封层。
当轴旋转时，填料与轴套之间会产生摩擦力，摩擦力会引起填料的压实和与轴套的贴合，从而形成密封。
填料密封的效果主要依赖于填料的压实程度和填充层的均匀性。
填料的压实程度越高，与轴套的贴合越紧密，密封效果越好。
填充层的均匀性越高，则密封效果越稳定、耐用。
填料密封的工作原理还受到润滑剂的影响。
润滑剂可以减少填料与轴套之间的摩擦力，降低填料的磨损程度，延长填料密封的使用寿命。
润滑剂的选择应根据工作环境的要求，选择适合的润滑剂类型和使用方法。
在填料密封的工作过程中，填料与轴套之间的摩擦力会产生一定的热量。
这些热量会通过填充层的导热性质传递给周围的介质，从而起到冷却填充层的作用。
因此，在填料密封的设计中，应合理选择填料的导热性质，以保证填料的温度在一定范围内，从而避免填料的过热和损坏。
第四章 填料密封
（4-8）
（4-9）
（3）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可按
下式计算
Q Dph03 12 L
调节填料轴向压紧力，使其沿径向与轴紧密接触， 是保证软填料达到密封的关键。
（4）磨损与润滑
由于摩擦引起的磨 损是软填料密封中 的一个突出问题。 除了填料磨损外， 转轴或往复杆也同 样发生磨损。正常 装填的填料在压盖 处磨损较大，向内 逐渐减小，而装填 不好的填料出现如 图4-7所示的异常磨 损状况。
4.1.3 软填料密封结构的设计 软填料密封结构的发展方向： 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。 2. 考虑冷却和润滑措施 3. 设置及时或自动补偿填料磨损的结构； 4. 在填料函底部设置底套，以防止填料被挤出； 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，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。
第四章 过程机械密封
4.1.1 引言
4.1 填料密封
填料密封——又称压盖填料密封，主要用于过程机器 和设备运动部分的密封，如离心泵、真空泵、搅拌机、 反应釜等的转轴和往复泵、往复压缩机的柱塞或活塞 杆，以及做螺旋运动阀门的阀杆与固定机体之间的密 封。 填料密封依其采用的密封填料的形式分为软填料密封 和硬填料密封，本节主要介绍软填料密封。
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O形圈的失效
O型圈常见的失效原因有材料问题、压缩变形、间隙咬伤、扭 曲现象、磨料磨损、表面粗糙度不当等。
• O型圈压缩变形失效：
如何避免压缩变形失效 选用高质量，低压缩变形的材料 检查O型密封圈材料与流体的相容性 选择操作中耐热的材料 仔细检查凹槽尺寸 仔细检查适当的挤压槽尺寸
填料密封技术范文
填料密封技术范文填料密封技术是一种常用的密封技术，用于防止液体或气体从管道或设备的接口处泄漏。
它是一种简单、有效和经济的密封方法，被广泛应用于化学工业、石油化工、能源、环保、医药等领域。
在本文档中，将介绍填料密封技术的原理、分类、应用以及优缺点等方面的内容，以帮助读者更全面地了解这一技术。
一、填料密封技术的原理填料密封是通过填料将管道或设备的接口处填充，从而形成密封的间隙，防止介质泄漏或环境空气进入。
填料通常是由柔性材料制成，如塑料、橡胶、聚四氟乙烯等，并具有一定的压缩性和回弹性。
在装配填料时，可以使用手工或机械工具将其填充到接口处，然后通过压紧或预加载的方式使其保持紧密的状态。
二、填料密封技术的分类1.圆形填料密封：将填料固定在接口处形成圆形密封环，常用于管道连接处的密封。
2.方形填料密封：将填料固定在接口的四周，形成方形密封结构，常用于阀门和泵的密封。
3.沟槽填料密封：将填料填充到接口的沟槽中，形成密封结构，常用于复杂形状的接口处的密封。
三、填料密封技术的应用1.化学工业：用于化学反应器、贮罐、管道等的密封，防止介质泄漏和环境污染。
2.石油化工：用于石油管道、储罐、阀门等的密封，保证系统的安全和稳定运行。
3.能源：用于核电站、火电厂、风力发电等设备的密封，确保能源的产生和传输过程中不发生泄漏。
4.环保：用于废水处理、废气处理设备的密封，防止污染物的泄漏对环境造成影响。
5.医药：用于制药设备、实验室仪器的密封，确保生产和实验过程的洁净和安全。
四、填料密封技术的优缺点1.成本低廉：填料材料价格相对较低，并且安装维护成本也较低。
2.适应性强：填料密封技术适用于各类介质和环境，且可以适应一定的压力和温度范围。
3.维修方便：如果填料泄漏或老化，可以通过重新填充或更换填料来修复密封。
4.适用于不同接口形状：填料密封技术可以适用于各类接口形状和尺寸，具有很大的灵活性。
然而，填料密封技术也存在一些缺点：1.泄漏风险：填料密封技术无法完全消除泄漏风险，尤其是在高温、高压或腐蚀介质的条件下。
填料密封的调整
填料密封的调整
填料密封的调整步骤如下：
1.取一个与填料函尺寸材质相同或硬度低于轴的金属轴套，将填料推入填料函的深部，并对带压盖的轴套施加一定的压力，使填料预压缩。
预压缩量为5%～10%，最大压缩量为20%。
把轴再转一圈，取出衬套。
2.同样的方法，将第二、三管灌满。
记住，当填充物的数量为4～8个时，填充时接缝应错开90度。
这两个填料交错180度。
3～6片错开120度，防止接口渗漏。
3.最终一个填料充满之后，应用压盖压紧，但压紧力不宜过大。
同时，用手转动轴，使总成压紧力趋于抛物线分布。
然之后稍微松开压盖。
4.最终，进行操作试验，如果不能密封，再压缩一些填料。
如果烧得太厉害，就放松一点。
5.运行试验调整之后，调整至只有滴状泄漏，发热少，即可投入使用（填料部分的温度只能高于环境温度30-40°C）。
请注意，填料密封的调整方法会因具体使用场景和设备参数而异，建议在专业技术人员指导下进行。
填料密封
填料密封填料密封定义填料密封又称为压盖填料（Gland Packings）密封，俗称盘根（Packings）。
填料密封是最古老的一种密封结构，在我国古代的提水机械中，就是用填塞棉花的方法来堵住泄漏的，世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封形式的。
而19世纪石油和天然气开采技术的生产与发展，使填料密封的材料有了新的发展。
到了20世纪，填料密封因其结构比较简单，价格不贵，来源广泛而获得许多工业部门的青睐。
填料密封主要用于机械行业中的过程机器和设备运动部分等动密封，比如离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机、反应釜的转轴密封和往复泵、往复式压缩机的柱塞或活塞杆，以及做螺旋运动阀门的阀杆与固定机体之间的密封填料密封原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。
为此，需要经常对填料的压紧程度进行调整，以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后，再挤出一些润滑剂，同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。
显然，这样经常挤压填料，最终将使浸渍剂枯竭，所以定期更换填料是必要的。
此外，为了维持液膜和带走摩擦热，有意让填料处有少量泄漏也是必要的。
填料密封材料特性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，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。
第六章 填料密封
安全阀
泄露通道
在预装填料的填料函中、流体可能的泄露通道， 与前述的垫片密封相似，主要是：
♣ 穿过软填料材料本身的泄漏
可见填料密封的受力状况很不合理。 另外，整个密封面较长，摩擦面积大， 发热量大，摩擦功耗也大，如散热不 良，则易加快填料和轴表面的磨损。 因此，为了改善摩擦性能，使填料有 足够的使用寿命，则允许介质有一定 的泄漏量，保证摩擦面上的冷却与润 滑。
力的分布与计算(Ｐ８６)
1. 轴向压紧应力
其中： A是填料函的环形面积，
油浸石棉填料 由于石棉的柔软性好、耐热性优异、强度大、
耐酸碱和多种化学品等一系列优点，它很适合作密 封填料。其缺点是编结后有渗透泄漏，但因其纤维 很细、比表面积(单位重量的纤维表面积)大，浸渍油 脂和其他润滑刑后能防止渗透泄漏，并能保持良好 的润滑性，所以仍是一种价廉物美的密封材料。 聚四氟乙烯浸渍石棉填料
♣ 通过填料与轴外表面的泄露
♣ 填料与填料函内壁表面之间的间隙的泄漏
填料材料本身的泄露，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；其次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．
应力特征（１）
如前所述，填料密封是首先将某种软 质填料填塞轴与填料函的内壁之间， 然后预紧压盖上的螺栓，使填料沿填 料函轴向压紧，由此产生的轴向压缩 变形引起填料沿径向内外扩胀，形成 其对轴和填料函内壁表面的贴紧，从 而阻止内部流体向外泄漏。
填料密封
涂敷润滑脂后的填料环，即可进行装填。装填时，如图3-30所示，用双 手各持填料环切口的一端，沿轴向拉开，使之呈螺旋形，再从切口处套 入轴上。注意不得沿径向拉开，以免切口不齐影响密封效果。 填料环装填时，应一个环一个环地装填。注意，当需要安装封液环时， 应该将它安置在填料函的进液孔处。在装填每一个环时用专用工具将其 压紧、压实、压平，并检查其与填料函内腔壁是否有良好的贴合。 如图3-31所示，可取一只与填料尺寸相同的木质两半轴套作为专用工 具压装填料。将木质两半轴套合于轴上，把填料环推人填料函的深部， 并用压盖对木轴套施加一定的压力，使填料环得到预压缩。预压缩量约 为5％-10％，最大到20％。再将轴转动一周，取出木轴套。 装填时须注意相邻填料环的切口之间应错开。填料环数为4～8时，装 填时应使切口相互错开90°；3～6环时，切口应错开120°；2环时，切 口应错开180°。
装填填料时应该严格控制轴与填料函轴承孔的同轴度，还有轴的径向 圆跳动量和轴向窜动量，它们是填料密封具有良好密封性能的先决条 件和保证。 密封填料环全部装完后，再用压盖加压，在拧紧压盖螺栓时，为使 压力平衡，应采用对称拧紧如图3-32所示，压紧力不宜过大；先用手 拧，直至拧不动时，再用扳手拧。 （6）运行调试。调试工作是必需的。其目的是调节填料的松紧程度。 用手拧紧压盖螺栓后，启动泵，然后用扳手逐渐拧紧螺栓，一直到泄 漏减小到最小的允许泄漏量为止；设备启动时，重新安装和新安装后 的填料发生少量泄漏是允许的。设备启动后的1h内需分步将压盖螺栓 拧紧，直到其滴漏和发热减小到允许的程度，这样做的目的是使填料 能在以后长期运行工作中达到良好的密封性能。填料函的外壳温度不 应急剧上升，一般比环境温度高3 0～40 ℃可认为合适，能保持稳定 温度即认为可以。
2．软填料的安装 （1）清理填料函。在更换新的密封填料前必须彻底清理填料函 ，清除失效的填料。在清除时要使用专用工具如图3-23所示，这样 既省力，又可以避免损伤轴和填料函的表面。清除后，还要进行清 洗或擦拭干净避免有杂物遗留在填料函内，影响密封效果。
填料密封技术
(Dynamic Sealing Technology for Process Equipment )
实现以人为本— 健康 安全 环保 经济
—现代化生产新理念
主讲人: 郝木明 孙鑫晖
讲授内容
一、流体动密封基本类型 二、填料密封技术 三、接触式机械密封技术 四、非接触式机械密封技术 五、流阻型密封技术 六、动力反输型密封技术 七、封闭式密封技术
❖ 芳纶纤维填料
❖ 芳纶纤维又称为芳香族聚酰胺纤维（Aramid), 其商品名为 Kevler纤维（Only by DuPont (杜邦)公司）。这种纤维 强度高、密度低（1.44 g/cm3)、弹性好、耐腐蚀、耐磨损、 耐热。芳纶纤维填料尤其适用在有磨粒介质的场合。
❖ 玻璃纤维填料
❖ 一种无碱或中碱玻璃纤维膨体纱编织成有拐角、有芯子的 矩形横截面填料。适用于炉膛和加热器门之间的绝缘，加 热输送管道的联接器等。
二、填料密封技术
❖ 填料密封包括：
❖ ①软填料密封； ❖ ②硬填料密封（活塞环、分瓣环、锥形环）； ❖ ③成型填料密封（O形圈、V形圈等）； ❖ ④油封和防尘密封。
(一)、软填料密封技术
❖ 软填料密封：压盖填料（Gland Packing)密封、 盘根（Packing)密封。
❖ 应用场合： ❖ 旋转运动：离心泵、真空泵、搅拌机、反应釜。 ❖ 往复运动：往复泵、往复压缩机的柱塞或活塞杆。 ❖ 螺旋运动：阀门的阀杆与阀座。
❖ 关于密封机理的研究，不像一种具体的新填料或新结构 那样容易产生明显的直接效果，但却是促进密封技术发 展的具有导向性的理论依据。
密封机理的力学特性分析
❖ 应力特征：径向应力分布 ❖ 流体压力分布 ❖ 摩擦力和摩擦力矩 ❖ 泄漏率 ❖ 磨损与润滑
填料密封的密封原理
填料密封的密封原理
填料密封是一种特殊的密封方式，也称作填充密封或垫片密封。
它的出现填补了密封技术的空白，为许多工业领域的生产带来了便利。
填料密封的原理是，在两个由活塞、活塞杆和活塞头组成的移动部件之间，通过一层复合材料填料的压紧来达到阻止介质流动的目的。
填料密封具有许多优点，它能够防止各种介质的渗漏，具有耐高温和耐腐蚀性。
因此，它广泛应用于高温、高压和腐蚀性介质的各种密封场合中。
在工厂中，多年来一直使用填料密封的产品，具有经济性和简单性，一般比其他密封方式更受欢迎，因为它可以有效地防止各种介质的渗漏。
填料密封的工作原理是：通过调节活塞、活塞杆和活塞头之间的相对位置，使填料夹层面凹陷，以及形成活塞头、活塞和活塞杆之间的紧密联结。
活塞头、活塞和活塞杆之间的压力使填料夹层处于一个挤压状态，从而产生一个凹槽，形成一个封闭的腔隙，有效阻止介质的流动。
填料密封的主要结构有活塞、活塞杆、活塞头、密封填料及其他零部件组成，如垫圈、压力调节螺母、快换活塞和活塞杆等。
活塞头的运动会影响填料的压紧效果，而填料运动会影响活塞头的压力。
为了得到良好的密封效果，这两者之间的运动必须同步，同时还必须经常更换新的密封填料，而旧的填料在使用一段时间后也可能会由于损坏而失去密封效果。
填料密封是工业设备中比较常见的一种密封方式，可以防止各种
介质的渗漏，具有耐高温、耐腐蚀等优点。
填料密封的正确使用会带来许多好处，如减少生产和维护成本，提高工程的可靠性和可重复性。
但是，解决密封问题的原理要求用户了解密封运动的不同方式，并选择正确的密封填料，以获得满意的密封效果。
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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
填料密封
2013年2月16日
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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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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。
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软填料密封的结构
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b a c
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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
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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