4-3填料密封技术
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。
填料密封泄漏量标准
填料密封泄漏量标准
填料密封泄漏量标准指在特定条件下，填料密封件所允许的泄漏量的规定。
填料密封是一种常用的密封技术，通过将填料材料填充在密封间隙中，形成一层密封层，以防止流体或气体的泄漏。
填料密封泄漏量标准通常根据不同的应用领域和需求而定，一般可分为以下几个方面：
1. 泄漏等级：根据使用场景的需求，将泄漏分为不同的等级，如零泄漏、微泄漏、轻微泄漏等。
2. 泄漏量尺度：根据泄漏量的大小，将其分为不同的尺度，如毫升/分钟、升/小时等。
3. 泄漏检测方法：确定用于检测泄漏量的方法和设备，如气密性测试、液密性测试等。
4. 泄漏限定条件：明确检测泄漏量时的条件，如环境温度、压力、介质种类等。
填料密封泄漏量标准的制定旨在确保填料密封件在使用过程中能够达到一定的密封效果，避免泄漏对设备或环境造成损害。
不同领域的填料密封泄漏量标准可能存在差异，需要根据具体情况进行制定和执行。
4-3填料密封技术PPT课件
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。
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良好的润滑性能
❖ 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。
过程装备流体动密封技术
(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
1
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
样，应得到良好的润滑。
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❖ “迷宫效应”：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不规则的迷宫，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。
？疑问：众所周知，气体迷宫密封的原理是气体通过密封
❖ 为保证良好的润滑条件，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 的流动泄漏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了 保证填料具有良好的润滑性能。
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“轴承效应”和“迷宫效应”辨析
❖ 软填料装入密封腔后，经压盖对其作轴向压缩，产生径向 力并保持与轴紧密接触，建立起密封状态。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”。
2-2填料密封技术
(二)、活塞杆填料密封
❖ 1.平面填料 ❖ 填料和导向套靠注油润滑，可带走摩擦热和提高密封性。
注油点A、B一般设在导向套和第二组填料上方。填料右 侧有气室6，由填料漏出的气体和油沫自小孔c排出并用 管道回收，气室的密封靠右侧的前置填料7来保证。
(二)、活塞杆填料密封
❖ 1.平面填料
❖ 在密封盒内装有两种密 封环，靠高压侧是三瓣 闭锁环，有径向直切口； 低压侧是六瓣密封圈， 由三个鞍形瓣和三月形 瓣组成，两个环的径向 切口应互相错开，由定 位销来保证。环的外部 都用镯形弹簧把环箍紧 在活塞杆上。
(三)、无油润滑活塞环、支承环及填料
❖ 1.无油润滑活塞环
❖ 特点：
❖ ②.填充PTFE导热性差，热膨胀系数比金属大，设计时应
考虑留出足够间隙，其中包括周向开口间隙e、侧面间隙δ
和径向间隙f(图2-30)。间隙值可根据膨胀系数和温升值计 算，实际运行中要获得准确膨胀系数和温升有一定困难。
(三)、无油润滑活塞环、支承环及填料
(二)、活塞杆填料密封
❖ 硬填料主要分两类：即平面填料和锥面填料。
❖ 1.平面填料 ❖ 常用的低、中压平面填料密封结构。有五个密封室，用长
螺栓8串联在一起，以法兰固定在气缸体上。 ❖ 活塞杆的偏斜与振动对填料工作影响很大，故在前端设有
导向套1，内镶轴承台金，压力差较大时还可在导向套内开 沟槽起节流降压作用。
(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。
化工装备密封工艺技术
化工装备密封工艺技术1. 密封工艺技术的背景和意义化工装备作为化工生产过程中的重要设备之一，在运行过程中必须要有合适的密封工艺技术来确保介质不发生泄漏，从而保障工艺过程的安全和稳定运行。
密封工艺技术的应用涵盖了化工装备的各个环节，比如阀门、泵、管道等。
因此，掌握化工装备密封工艺技术对于化工企业来说至关重要。
本文将详细介绍化工装备密封工艺技术的相关知识和应用。
2. 密封工艺技术的基本原理在理解和应用密封工艺技术之前，首先需要了解密封的基本原理。
密封的目的是防止工艺装置中的物质泄漏出来或外部杂质进入，从而保障工艺过程的稳定性和安全性。
在密封工艺中，常用的密封方式包括静密封和动密封。
静密封主要是通过密封垫圈、填料或者嵌块等实现，在静止状态下具有良好的密封性能；动密封则是通过联轴器、腺体、机械密封等实现，在运动过程中保持密封性能。
3. 常见的密封工艺技术3.1 填料密封技术填料密封技术是常见的一种密封方式，通过将填料压入密封空间来实现密封效果。
填料密封主要适用于静态密封，比如管道和容器的连接处。
常用的填料材料有石墨、聚四氟乙烯等，具有耐高温、耐腐蚀的特性。
填料密封技术的优点是结构简单、成本低，但是存在易老化、易泄漏的缺点。
3.2 机械密封技术机械密封技术是一种动态密封方式，通过机械装置来实现密封效果。
机械密封主要适用于旋转设备，比如泵、压缩机等。
机械密封技术具有密封性能好、不易泄漏的特点，常用的机械密封形式有单端面机械密封、双端面机械密封等。
3.3 腺体密封技术腺体密封技术是一种常用的密封方式，适用于轴向运动的设备。
腺体密封通过包覆密封物质成腺帽的形式实现密封效果。
腺体密封技术具有密封性能好、安装方便的特点，但在高速旋转设备上应用时容易产生摩擦磨损。
4. 密封工艺技术的应用案例4.1 石化行业中的管道密封在石化行业中，管道是连接各个设备的重要通道，密封性能的好坏直接关系到工艺运行的安全和稳定。
通过合理选择填料密封或机械密封技术，可以有效防止管道泄漏，保障介质传输的稳定性。
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：
填料密封原理
填料密封原理填料密封是一种广泛应用于化工、医药、食品、环保等行业中的一种密封方式。
填料密封的原理是利用中空填料作为密封材料，使填料形成密集的密封面，从而达到密封的效果。
填料密封的优点是密封可靠、密封剂是固体，不易泄漏、污染环境，而且本质上是动态的，适用于高速、高温、高压等恶劣工况下。
本文将重点介绍填料密封的原理及其相关知识。
一、填料密封的原理填料密封是利用填料作为密封材料，有效地堵塞密封面形成必要的密封。
其基本原理可概括为填充大量颗粒状或丝状材料，使其在输送过程中与密封面相摩擦，考虑到填充物之间的相互作用力，形成了有效的密封面。
填料密封的密封面可以是流动的，灵活的，具有自适应能力，如从依靠体积弹性的波形填料，到仅利用表面张力和表面作用力的网状填料等，形态各异。
填料密封原理的基本构成是软硬两部分。
软部分是填料自身的性能，即填料的“软硬程度”，即在压缩前的填料透气率、压缩性以及弹性恢复等；硬部分即塞料填入管道内时，填料的拌和均匀、填料填充量、填料断面形状、填料在管道内的固定方式及其与密封面间的接触质量等物理状态的影响。
以上两部分都是填料密封能够有效执行密封作用的基础。
填料的软硬程度决定了填料的密封效果，因此填料的选择是非常重要的。
常见的填料材料包括金属、陶瓷、塑料、橡胶、玻璃等，这些材料具有不同的弹性及密度，可以选择适合不同应用场合的填料。
一般而言，填料应该选择透气率小，抗压强度高，耐腐蚀性强的材料。
填料的形状和大小也对填料密封的效果有着重要的影响。
一般来说，填充物的截面形状和面积越接近理想形状（例如一个圆孔或方孔洞），其密封效果越佳。
孔的大小和形状应根据使用要求选择，一般较小的孔可以提高密封效果。
当填料为规则形状的金属丝时，金属丝外径应根据密封的要求选择得当，一般选择15-30根丝束，每个束直径在0.1mm-0.3mm之间。
如果填料太大，将导致密封面间的溜灰现象加剧；填料太小，会导致填料的使用量及制造成本的增加。
v型填料组合密封圈标准
v型填料组合密封圈标准密封圈是一种常用于管道、容器和设备连接处的密封材料，用于防止液体、气体和粉尘泄漏。
密封圈的使用可以有效提高设备的密封性能，确保设备正常运行。
在工程中，一种常见的密封圈类型是V型填料组合密封圈。
V型填料组合密封圈是一种由特殊材料制成的密封圈，其截面形状呈V型，因此得名。
它通常由金属和非金属填料组成，具有良好的密封性能和耐高温、耐腐蚀的特点。
V型填料组合密封圈广泛应用于化工、石油、医药、食品等行业的管道和设备连接处。
根据国内外相关标准，下面是V型填料组合密封圈的相关参考内容：1. 材料要求：V型填料组合密封圈应选用耐腐蚀、耐高温、耐磨损的材料制作，如氟橡胶、硅橡胶等。
2. 密封性能要求：按照国家标准，V型填料组合密封圈的密封性能应符合以下要求：- 液体密封性：在压力和温度一定范围内，密封圈应能防止液体从管道或设备连接处泄漏。
- 气体密封性：在压力和温度一定范围内，密封圈应能防止气体从管道或设备连接处泄漏。
- 密封圈的压缩变形应符合设计要求，能适应连接处的变形和振动，确保密封效果稳定。
3. 技术要求：V型填料组合密封圈应符合以下技术要求：- 密封圈的截面形状应为V型，截面尺寸应符合设计要求。
- 密封圈的接触面与连接处表面应光滑，无明显凹凸和缺陷，以确保密封效果良好。
- 密封圈的固定方式应合理，确保密封圈在使用中不会脱落或失效。
4. 检验要求：对于V型填料组合密封圈的检验，国家标准规定了以下内容：- 外观检验：检查密封圈的外观质量，如有明显损坏、开裂或异物等。
- 密封性检验：使用标准装置进行压力测试，检查密封圈在规定压力下是否有泄漏。
- 压缩变形检验：根据设计要求进行压缩变形测试，检查密封圈在规定变形范围内是否能恢复原状。
总结起来，V型填料组合密封圈的标准要求主要涵盖了材料要求、密封性能要求、技术要求和检验要求等方面。
这些标准的制定和遵循能够确保V型填料组合密封圈在使用中具有良好的密封性能和可靠的耐久性，从而保证管道和设备的正常运行。
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
填料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。
填料主要作动密封件，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，活塞泵、往复式压缩机、制冷机的往复运动轴圭寸，以及各种阀门阀杆的旋动密圭寸等。
填料必需具备下列条件：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，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。
③自润滑性能良好。
耐磨、摩擦系数小。
④轴存在少量偏心的，填料应有足够的浮动弹性。
⑤制造简单、装填方便。
填料密封机理填料装入填料腔以后，经压盖对它作轴向压缩（见图29.5-9 ）, 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。
图29.5-9填料的压紧力分布为此，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。
一般转轴用填料密封的允许泄漏量可参考表29.5-12。
表29.5-12 一般转轴用填料密封的允许泄漏量注：转速3600r/min，介质压力0.1〜0.5MP&正常填装并压紧的填料，其径向力的分布如图29.5-9所示，在填料接触的长度方向取填料的微分量dx，作用在此微分量上的轴向压紧力为p x，径向压紧力为p r，则有p r = Kp A(2951) 式中K填料的柔软系数，小于或等于1 (表29.5-13 )。
Microsoft PowerPoint - 4填料密封-2硬填料
第四章 填料密封 Packing SealsMain Contentu 软填料密封 u 硬填料密封 u 成型填料密封2§4-3 硬填料密封—— Hard Packing Seals ——是依靠填料的弹性结构和流体压力作用，使密 封环与轴紧密贴合，达到节流阻漏的目的。
n 硬填料密封中有开口环和分瓣环两类 开口环金属自张性密封环用于活塞式机械中称为活塞环 用于旋转机械中称为胀圈分瓣环圆柱面接触式动密封。
可做旋转动密封，用于汽轮机、航空发动机 中。
又可做往复动密封，用于蒸汽机、内燃 3 机、活塞式压缩机（活塞杆与气缸间密封）。
一、活塞环1、活塞环的结构形式带开口圆环。
截面多为矩形，多种开口的切口形式。
6活塞活塞环2、活塞环密封原理•第一密封面的形成 •第二密封面的形成泄 漏82、活塞环密封原理活塞环的密封是依靠阻塞为主兼有节流来实现的。
气体由高压侧泄漏到低压侧 有三条可能的通道： （1）经活塞环的开口间隙泄漏。
（2）形成第二密封面的瞬间出 现的间隙造成的泄漏。
（3）活塞环外表面与缸壁不能 完全贴紧时的泄漏。
当运转一 段时间后产生径向磨损，活塞 环弹性降低，就会产生大面积 通道，引起更大的泄漏。
92、活塞环密封原理n 环装入后，弹力使其紧贴 缸壁。
有压力时气体通过活塞 环微小工作间隙产生节流，压 力由p1下降至p2，于是在环 前后产生压差p1-p2。
在压差 作用下，环被推向低压p2侧， 阻止气体由环槽端面间隙泄漏。
n 此时环内表面压力p1>外表 面压力约为(p1+p2)/2，把环 推向缸壁，阻塞气体由缸壁与 环的间隙泄漏。
p1越大，密封 压紧力越高。
说明活塞环有自 紧密封作用。
10当活塞两侧压力差较大时，可采用多道活塞环使气体经过多次阻塞、节流，达到密封的目的。
△p=0.5~3MPa，3~5道△p=3~12MPa，5~10道△p=12~24MPa,12~20道11123、活塞环的应用——往复压缩机用a.油润滑活塞环用于有油润滑往复式压缩机。
填料密封的正确装填方法
填料密封的正确装填方法填料密封的正确装填方法填料密封(盘根)关键用作动密封，普遍用作离心泵、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、制冷机的往复工作轴封，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：密封填料装填前提1.润滑性能很好，抗摩擦，摩擦因数很小。
2.存在一定的塑性，在压紧力效果下可以出现一定的径向力并紧密与轴触及。
3.轴存在少许偏心的时候，填料应该有充足的浮动弹性。
4.生产简单，填装方便。
5.有充足的化学稳固性，不会污染介质，填料不会被介质泡胀，填料中的侵渍剂不被介质溶解，填料自身不腐蚀密封面。
密封填料装填工序1、清洁填料腔，检查轴外表是否有划痕和毛刺等现象，保证填料腔的清洁。
2、用百分表检查轴在密闭部位的径向跳动量，其公差应在允许的范围内。
3、填料腔内和轴外表应涂光滑密封剂。
4、对成卷包装的填料，运用时应先取一根与轴直径相同尺寸的木棒，将填料缠绕在上，再用刀切断，切口最好是45度斜面，对切断后的每一节填料，不应将它拉直和松散，而应取与填料同宽度的纸带把每节填料呈圆圈形包扎好，置于干净处待用。
5、装填时应一圈一圈装填，不得同时装填几圈。
办法是取一圈填料，将纸带撕去，涂以光滑剂，再用双手各持填料接口的一端，沿轴向拉开，使之呈螺旋形，再从接口处套入轴径，注意不得沿径向拉开，以免接口不齐。
6、取一只与填料腔同尺寸的木质两半轴套，合于轴上，将填料推入腔内的深部，并用压盖对木轴套施以一定的压力，使填料得到顶紧缩。
顶紧缩量约为5%~10%，最大到20%。
再将轴转动一周，取出木轴套。
7、以同样的办法装填第二圈，第三圈，但应留意：装填第二圈填料时，接口位置要错开180度，第三圈填料时应接口互相错开120度，四圈填料时错开90度，以防经过接口走漏。
密封的工作原理
二 密封的工作原理
3.机械密封的密封机理
机械密封的结构型式虽然多种多样,但它的基本原理和基本零件是相同的。 机械密封工作时,补偿环(动环)在弹簧力和介质压力的作用下,与非补偿环(静 环)的端面紧密贴合,并发生相对滑动。由于两个密封端面的紧密贴合,使密封 端面之间的密封界面形成微小间隙,当有压介质通过此间隙时,形成极薄的液 膜而达到密封目的。这种液体膜具有液体动压力和静压力,阻止介质泄漏,同 时起着润滑和平衡压力的作用。
二 密封的工作原理
(一)静密封的工作原理——垫片密封
垫片密封是化工设备主要密封形式。广泛应用于管道和中、低压力容器及各种 壳体的法兰接合面的可拆连接处。虽然法兰连接与其他密封相比,不及泵轴、阀 杆处的泄漏量大,但相比之下法兰连接接头的数量远远多于泵轴。因此,法兰连接 接头处成为过程装备泄漏的主要来源。典型挤压密封件 （用于静Fra bibliotek封和低速动密封）
二 密封的工作原理
密封机理
垫片密封是靠两连接件间或介质压力作用压 紧密封垫片,使其产生弹性变形或一定的塑性 变形以填满密封面上的微观不平通道来实现 密封的。也就是利用密封面上产生的比压,使 介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的介 质压力差来实现密封。
影响因素：
（1）密封表面粗糙度
（2）连接件和紧固件及密封材料的 弹性变形
（3）密封材料与结构及密封环境
二 密封的工作原理
（二）动密封的机理
一般用在旋转运动轴和往复运动件的密封
1.填料密封
填料密封是在轴与壳之间用弹塑性材料或 具有弹性结构的元件堵塞泄漏通道:阻止 泄漏的密封装置。属于接触式密封的一种。
（1）软材料填料 （2）硬材料填料
二 密封的工作原理
2. 填料密封机理
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。
密封技术课程标准
1“密封技术”课程标准1.1课程基本信息表1-1 密封技术课程基本信息1.2课程性质与任务1.2.1课程性质《密封技术》是培养化工类专业学生工程素养的一门必修课，是学生从事化工生产必不可少的知识与技能。
落实本门课程的培养目标，是石油和化工高技能人才培养的基本要求之一。
1.2.2课程任务本门课程的基础课程主要是：机械制图、机械设计基础、化工设备基础。
本门课程的教学任务，即通过教学让学生能够进一步理解化工设备的相关理论知识，同时，在掌握各理论知识的基础上，认识到密封技术的重要意义，掌握化工设备的选择、安装、使用、及维修的知识。
不断提升学生的综合素质，从而为其走上工作岗位，从事化工行业生产奠定必需的职业基础。
1.3课程内容及目标1.3.1课程内容本门课程主要系统全面介绍过程工业常用的密封技术的主要内容和最新进展。
重点阐述了垫片密封、填料密封、机械密封、非接触型密封、注剂式带压堵漏等的基本概念、基本理论、结构形式、密封特性、材料、使用维护和故障处理等基本知识，并简要介绍泄漏检测技术。
这些重点知识要求参照国家化工工艺类相关岗位高级工职业技能标准确定。
在学时考虑上3个课程教学重点各占用6学时，其他内容每个教学模块2学时。
考试2学时，总学时为32学时。
根据各专业学时安排从打“*”内容中适度选择。
1.3.2课程目标通过本课程学习，使学生掌握有关常用密封技术的基本概念、基本理论和基本知识，以及密封故障的分析、密封件的安装、维修和改进。
注重理论与实际相结合，着重培养学生分析和解决工厂实际问题能力。
为学生将来从事专业的常规技术和管理工作打好基础。
总体上说，本门课程的学习对于化工设备的选择、安装、使用、及维修方面有很重要的指导作用（1）知识目标A1：了解密封技术的重要性；A2：了解密封的种类与密封指标；A3：了解中低压管道密封垫片密封的结构和原理；A4：熟悉垫片密封的种类；A5：了解高压设备密封的分类及典型结构；A6：了解软填料密封结构和原理；A7：熟悉软填料密封常用材料及特点；A8：了解活塞环与活塞杆平面填料密封原理；A9：了解成型填料及油封定义和类型；A10：了解O形圈与V形圈的特点；A11：了解机械密封结构与原理；A12：熟悉机械密封的分类方式；A13：了解机械密封端面摩擦状态与机理；A14：熟悉机械密封主要零件结构形式；A15：了解机械密封循环保护系统功能；A16：了解机封失效定义、外部症状相关知识；A17：了解机封的失效形式；A18：了解密封环、迷宫密封形式；A19：了解浮环密封原理和结构；A20：熟悉动力密封的类型及特点；A21：了解磁流体密封的特点；A22：了解注剂密封基本原理；A23：了解密封注剂的品种与性能相关知识；A24：了解泄漏检测技术的基本概念；A25：了解泄漏检测方法的分类；（2）能力目标B1：掌握密封机理与常用方法；B2：掌握垫片密封选择、使用、安装、保管技术；B3：掌握软填料密封材料的选择；B4：掌握软填料密封材料的安装、使用与保管；B5：掌握根据端面磨损痕迹分析失效原因；B6：掌握机械密封的选择、保管方法；B7：掌握机械密封的安装、运转与维修注意事项；B8：掌握离心泵结构及密封位置；B9：掌握离心密封技术；B10：掌握螺旋密封技术；B11：掌握停车密封技术；B12：掌握磁流体密封技术；B13：掌握带压密封的注剂工器具的使用方法；B14：掌握带压密封的安全施工注意事项；B15：掌握常用的检漏方法及其选择；（3）素质目标C1：培养学生从事化工企业工作时细致的工作态度；C2：培养学生对化工设备正常运转维护的责任意识；C3：能够严格执行化工厂管理办法、工作规范和正确操作流程；C4：培养学生对化工设备泄漏事故的原因的分析、解决、防护的能力；C5：培养自主学习摄取知识和信息的能力。
密封填料技术手册
密封填料技术手册密封填料技术手册
第一章密封填料概述
1.1 密封填料的定义
1.2 密封填料的分类
1.2.1 按材料分类
1.2.2 按用途分类
1.2.3 按工作温度分类
第二章密封填料的工作原理
2.1 密封填料与密封效果
2.2 密封填料的密封机制
2.2.1 填充性机制
2.2.2 膨胀性机制
2.2.3 滚动性机制
第三章密封填料的选用原则
3.1 工作条件与填料材料的匹配
3.2 密封性能指标的选择
3.3 密封填料的环保要求
3.4 密封填料的经济性考虑
第四章常用密封填料材料及特性介绍4.1 石墨填料
4.2 高聚物填料
4.3 金属填料
4.4 纤维填料
4.5 复合填料
第五章密封填料的安装与维护
5.1 安装前的准备工作
5.2 密封填料的安装步骤
5.3 密封填料的维护与更换
第六章密封填料的常见故障与排除6.1 渗漏问题的分析与处理
6.2 密封填料损坏的原因与解决方法6.3 密封填料的老化与更换
附件：
附件1：密封填料示意图
附件2：常用填料材料对比表
法律名词及注释：
1、机械密封：指通过摩擦面的相对运动，在两个密封面间形成一道密封间隙，以达到防止介质泄漏的目的。
2、法兰连接：将管道、设备或阀门等连接在一起的方法，采用螺栓将两个法兰连接在一起，可实现可靠的密封连接。
3、密封效果：指密封填料在工作条件下实现的防止介质泄漏的程度，可通过泄漏率等参数来评价。
4、环保要求：密封填料在使用过程中不应对环境产生污染或对操作人员造成危害。
填料密封
密封填料的技术要求与分类 • 技术要求
– 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。 – 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。 – 自润滑性能良好。耐磨、摩擦系数小。 – 轴存在少量偏心时，填料应有足够的浮动弹性。 – 制造简单，装填方便。 • 分类 – 功能分：阀门填料、离心泵用填料、往复压缩机用填料等； – 材料分：橡胶、天然纤维填料、合成纤维填料、金属填料等； – 加工方法分：绞合填料、编结（织）填料、叠层填料、模压填料等。
于纤维填料的孔隙率大，轴套冷却效果较好；
– 背冷—与泄漏液体接触，使之与轴承（传热）隔绝并起防火作用，防止凝固的效果较好。
密封填料的基本性能和主要技术参数
• 填料基本性能
– 机械性能 – 密封性能
• 填料密封的摩擦、磨损与润滑
– 摩擦 – 磨损 – 润滑
• 软填料密封的主要参数及其计算
机械性能
•压缩回弹性能
反向压缩式结构 一组填料环安装在一可移动的金属套筒之中，并由端盖贴紧。对填料的预压缩力由螺栓 调节。在密封运行的过程中，由于介质压力作用在套筒上，进一步压缩了填料，从而使填料 对轴颈的接触比压增加，同时也使填料环增加了贴紧程度，使得摩擦力比传统密封结构大约 下降了20～25%。弹簧的作用是连续地调节压盖载荷，从而延长密封使用的寿命。
四氟填料的jb标准
四氟填料的jb标准
四氟填料是一种高性能的填料材料，通常用于阀门、泵和其他
密封设备的密封。
关于四氟填料的JB标准，可以从以下几个方面来
进行解释和说明：
1. JB标准的含义，JB标准是指中国机械工程学会制定的国家
机械行业标准，涉及到机械工程领域的各种产品和材料的技术要求、测试方法、检验规程等内容。
2. 四氟填料的JB标准编号，目前针对四氟填料的JB标准主要
是《JB/T 10519-2006 四氟填料》。
该标准规定了四氟填料的分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等内容，以
保证四氟填料的质量和性能符合国家标准要求。
3. 四氟填料的技术要求，根据《JB/T 10519-2006 四氟填料》
标准，四氟填料应具有良好的耐腐蚀性能、耐高温性能、耐压性能
和密封性能。
同时，还应满足一定的物理性能和化学性能指标，如
拉伸强度、断裂伸长率、硬度、压缩变形率、热稳定性、化学稳定
性等。
4. 四氟填料的试验方法和检验规程，JB标准中还规定了对四
氟填料进行各项性能测试的具体方法和要求，如拉伸试验、硬度测试、压缩变形率测试、热稳定性测试、化学稳定性测试等。
同时，
标准还对四氟填料的外观、尺寸、包装等进行了检验规程的规定。
总的来说，JB标准对四氟填料的技术要求、试验方法和检验规
程进行了详细的规定，是保证四氟填料质量和性能稳定的重要依据，也为生产和使用单位提供了参考依据。
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1. 软填料密封基本原理
1.1 密封结构 1.2 软填料密封的原理 1.3 软填料密封结构的设计
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1.1 基本结构
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8
9
10
1.2 软填料密封的原理
❖ 流体通过软填料密封泄漏的机理分析 ❖ 泄漏根本原因： ➢ ①存在动力：即压力差、、浓度差，或沿泄漏方向有
相对运动； ➢ ②存在泄漏通道。 ❖ 泄漏途径： ➢ ①通过填料与静止件界面的泄漏 ➢ ②通过填料本身的泄漏（渗透泄漏） ➢ ③通过填料与运动界面之间的泄漏
样，应得到良好的润滑。
19
❖ “迷宫效应”：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不规则的迷宫，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。
？疑问：众所周知，气体迷宫密封的原理是气体通过密封
27
软填料密封的磨损与润滑
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1.3 软填料密封结构设计
❖ 结构的基本要求： ➢ ①径向应力分布均匀，且与泄漏介质压力分布规律一致； ➢ ②考虑冷却和润滑措施，及时带走摩擦热； ➢ ③设置自动补偿装置（降低应力松弛）； ➢ ④装拆方便（集装式、箱体剖分等）； ➢ ⑤防止填料挤出（隔环、组合式填料等）； ➢ ⑥防止腐蚀或磨蚀； ❖ 体现上述思想的一些新结构。 ❖ 填料函主要结构尺寸（图4-9，根据有关标准确定）。
34
按加工方式分类的填料结构型式
35
编结填料结构
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软填料材料组成
❖ 基体材料： ➢ 橡胶：天然橡胶、合成橡胶（NBR、CR、SBR、
EPDM）； ➢ 纤维：矿物类（石棉、柔性石墨）； ✓ 植物类（棉花、麻）； ✓ 动物类（皮革、毛发）； ✓ 合成类（人造丝、各种合成纤维）。 ❖ 辅助材料：金属、润滑剂、防腐蚀剂
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。
21
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
22
应力特征：径向应力分布
( D 2 d 2 ) / 4 g d a ( x ) K 1 f 1 d K 2 f 2 D a ( x ) d x
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填料的组合安装
30
一些新型填料函结构
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填料函的结构尺寸
轴径d 填料宽B度 介质压p力填料圈数 n B、n填料函尺D寸 和H
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2. 软填料密封材料
❖ 2.1 软填料的分类、材料种类和结构 ❖ 2.2 软填料常用材料 ❖ 2.3 填料的选择、安装和使用
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2.1 软填料的分类、结构和材料
石墨纤维
原料有：聚丙烯腈、人造丝、沥青纤维、木质素纤维等。 耐焰化加工：空气中加热，200-400 °C；（70%C) 碳素化加工：氮气保护，800-1000 °C；(90-95%C) 石墨化加工：氮气保护，1000-1500 °C。(99%C)
a(x) g exp( x) ri(x) K1a(x) K1a(x)exp(x) ro(x) K2a(x) K2a(x)exp(x)
4 K1 f1d K2 f2D (D2 d2)
23
流体压力分布
ri (L) K1 a (L) exp(L)
r o ( x) K2 a (x) exp( L)
❖ 为达到有效密封而要求填料柔软且富有弹性。填料柔软使 其变形后能较易填塞密封界面的微观泄漏通道，且摩擦功 耗低；良好的回弹性可以补偿因体积损失引起的应力松弛， 以降低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。
17
良好的润滑性能
❖ 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。
a (x) g exp(L)
g p exp(2 L) / K 1
24
摩擦力和摩擦力矩
r(x)Kg exp(f K/xt)
dFt fcr(x)ddxfcKgexp(fK/xt)ddx
Ft fc
Kd
L
0g
exp(fK/xt)dx
Mt Ft d/2
25
软填料密封泄漏率
Q0
d
p
h
3 0
12 L
❖ 为保证良好的润滑条件，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 的流动泄漏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了 保证填料具有良好的润滑性能。
18
“轴承效应”和“迷宫效应”辨析
❖ 软填料装入密封腔后，经压盖对其作轴向压缩，产生径向 力并保持与轴紧密接触，建立起密封状态。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”。
❖ 密封机理定性分析： ➢ 尽量小的密封泄漏间隙； ➢ 良好的润滑性能； ➢ 软填料密封机理的“轴承效应”和“迷宫效应”辨析。
16
尽量小的密封泄漏间隙
❖ 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。
❖ 密封本质：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。
杆。 ➢ 螺旋运动：阀门的阀杆与阀座。
4
(一)、软填料密封技术
1. 软填料密封基本原理 1.1 引言 1.2 软填料密封的原理 1.3 软填料密封的结构设计
2. 软填料密封材料 2.1 软填料的分类、材料种类和结构 2.2 软填料常用材料 2.3 填料的选择、安装和使用
3. 软填料密封与机械密封对比 4. 软填料密封的发展趋势
42
❖ 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。
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❖ 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。
第一凹处
图 4.16 往 复 运 动 中 橡 胶 O 形 圈 的 泄 漏
a.介 质 压 力 作 用 于 O 形 圈 的 一 侧 b.放 大 的 接 触 部 位
c. 油 被 带 入 收 敛 形 狭 缝 d.油 被 挤 入 O 形 圈 第 一 凹 处 14
❖ 动力泄漏机理 ➢ 转轴密封表面上留有的螺旋形加工痕迹，具有“泵液”
44
❖ 碳素纤维填料
❖ 由碳素纤维编织而成，含95%以上的炭，有很好的耐 热性能、摩擦系数低。在制造填料过程中常在表面上 浸涂上一层PTFE,进一步增强了其化学稳定性。
45
柔性石墨（膨胀石墨）填料
❖ 石墨纤维
❖ 石墨纤维是在碳素纤维的基础上，进一步提高炭的比例，其含 炭量在99%以上，因而具有极好的抗化学性和散热性，可在 400℃以上温度、很高的压力和速度条件下工作。 聚丙烯腈纤维 耐焰炭纤维 碳素纤维
Q e Q 0 (1 1 .5 2 ) e / h0
Q t 0 .5 Q 0
26
密封压力轴向分布
压力p
介质侧
Hale Waihona Puke 介质压力轴向分布 密封压力不断下降
大气侧
位移x
图 软填料密封压力分布
为保证密封，理论上，填料底部的径向压力>密封介质压力。 介质压力分布与径向压力相反，密封力没有发挥作用，反而相 反地对轴起磨损作用有时甚至烧轴，此乃填料密封的最大缺点， 在一般情况下很难避免。
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”，很难有这种降压作用。
实际上，恰恰相反，所谓“迷宫”是造成多空隙泄漏、
粘附泄漏或动力泄漏的基本条件。
20
❖ 早在20世纪60年代，D F Denny等就提到过，“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效径向间隙为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，间隙的大小反比于密封比压”。显然，这里提到的 “迷宫”，正是为流体泄漏提供的泄漏通道。
制冷却，润滑等措施，避免造成烧坏填料和增大磨损。
41
❖ 膨体聚四氟乙烯/石墨填料
ePTFE密度：0.2-0.3 g/cm3 PTFE密度：2.1-2.3 g/cm3
❖ 用一种含石墨粒子的膨体聚四氟乙烯（ePTFE)纤维编织而 成，并经高温硅油润滑剂浸渍。
❖ 克服了纯PTFE填料的弊端，具有良好的导热性、低摩擦系 数和低膨胀系数。可用来密封碱、溶剂、水、蒸汽、酸等介 质的离心泵、阀门、搅拌器、混合器等。
11
泄漏机理
❖ 间隙泄漏机理：流体狭逢流动规律 ❖ 多孔隙泄漏机理 ❖ 粘附泄漏机理（往复运动） ❖ 动力泄漏机理（旋转运动）
12
间隙泄漏机理
Q
b
h3
12
dp dx
Uh 2
Q
D
ph 3
12 L
Uh 2
13
往复密封泄漏机理 p > 0 p>0
a p>0
b p>0
油被带入收敛形
c
狭缝
d 油被挤入 O 行圈
37
2.2 软填料常用材料
❖ （1）编织填料 ➢ 亚麻填料、石棉填料、聚四氟乙烯（PTFE)填料、膨胀