盘根密封知识

盘根密封

一、盘根概念

盘根也叫填料，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体泄漏，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。

现在盘根经过不断的材料革新，性能大大提高，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。

二、盘根工作原理

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：轴表面在微观情况下并不平整，与盘根只能部分贴合。所以盘根和轴之间存在微小的间隙，就像迷宫一样。介质在迷宫被多次截流，从而达到密封作用。

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。

三、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。

四、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。

五、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：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：主要有石棉类盘根等。

3、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：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。

盘根包含的种类：1.聚四氟乙烯盘根 2.芳纶盘根 3.石墨盘根 4.芳纶浸黑四氟盘根

5.芳纶浸白四氟盘根

6.白苎麻盘根

7.四氟加预氧丝盘根

8.膨胀柔性石墨盘根 9.石墨加镍丝盘根 10.碳纤维加石墨盘根

11.陶瓷纤维盘根 12.白四氟盘根 13.白四氟浸硅油盘根

14.白四氟加胶心盘根 15.亚克力盘根 16.黑四氟盘根

17.黑苎麻盘根

密封用填料可分为盘根类填料和软填料。

1、盘根类填料有：石墨编制盘根、膨胀石墨盘根、碳素纤维盘根、碳化纤维盘根、碳纤维石墨盘根、芳纶盘根、苎麻盘根等。而纤维盘根分为：碳素纤维盘根、芳纶纤维盘根、四氟割裂丝纤维盘根、苎麻纤维盘根等。

石墨盘根主要是由各种增强纤维、金属丝（钢丝、铜丝、镍丝）等增强的石墨线为原料精工编织而得，适用于高温高压条件下的动密封。石墨盘根因其可塑性、耐热性较其它品种稍好，用于高温、高压、耐腐蚀介质下阀门、泵、反应釜的密封。再者成本相对低廉，制造工艺简单，高温的环境当然是石墨盘根，其它环境如腐蚀性的环境就用纤维盘根、芳纶盘根。

2、软填料主要指：注入式软填料。

注入式软填料利用水泵原有的填料函，在两端加一个挡环，用冷却入口作为软填料注入口，采用高压喷枪将软填料注入填料函，并与填料函壁面及轴紧密接触达到密封效果。

膨胀石墨盘根又称柔性石墨盘根采用柔性石墨线经穿心编织而成。有玻璃纤维增强石墨线编织而成，降低产品的烧失量；膨胀石墨盘根具有良好的自润滑性及导热性，摩擦系数小，通用性强，柔软性好，强度高，对轴杆有保护作用等优点。根据不同的要求，可采用碳纤维、铜丝、304、316L、茵苛镍合金丝等材料加强。

设备：通用性盘根

行业：石油设备、发电厂、化工、钢厂等推荐使用。

介质：热水、高温、高压、蒸汽、热交换介质、氨、氢、有机溶剂、碳氢化合物、低温液体等。

具体参数：

温度：-150度-650度

压力：0-45 Mpa

线速度：0-15 m/s