摘要：以新型泥狀填料為研究對象，通過對新老泵類軸端密封材料性能的比較，從而得出兩代密封材料的優(yōu)缺點。本文還對泥狀填料的應(yīng)用范圍進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：盤根填料;泥狀填料;填料

　　以泵類為代表的轉(zhuǎn)動設(shè)備的密封及能耗問題是一個長期以來一直備受人們關(guān)注的問題，如何減輕泵類設(shè)備的動密封點泄漏，如何提高轉(zhuǎn)動設(shè)備的機(jī)械效率是我們一直追求的目標(biāo)，新型泥狀填料在泵類設(shè)備上的應(yīng)用，使密封技術(shù)的發(fā)展又向前邁了一步。本文著重分析了密封原理及新老密封材料的優(yōu)缺點，從而讓我們更加了解這種新型泥狀填料，在今后的工作中能對它有選擇的應(yīng)用。

　　1 傳統(tǒng)盤根填料在使用中存在的問題

　　1.1 摩擦問題

　　圖1所示為一典型盤根填料密封結(jié)構(gòu)示意圖。盤根填料依靠壓蓋軸向壓緊，產(chǎn)生徑向變形，填塞間隙而密封。盤根填料密封時，依靠合適的徑向力緊貼軸和填料箱內(nèi)壁表面，保證可靠的密封。

圖1 典型盤根填料密封結(jié)構(gòu)示意圖
1 壓蓋螺栓;2 壓蓋;3 軸封箱;4 封液入口;5 封液環(huán);6 盤根填料;7 底(襯)套;A 盤根填料穿透;B 靠軸側(cè)泄漏;C 靠箱壁側(cè)泄漏

　　在盤根填料密封中，內(nèi)部流體可能通過下列途徑泄漏：

　　(1)流體穿過盤根填料本身的縫隙而出現(xiàn)滲漏(如圖中A所示); (2)流體通過盤根填料與軸承之間的縫隙而泄漏( 如圖中B所示); (3)流體通過盤根填料與箱壁之間的縫隙而泄漏( 如圖中C所示)。

　　采用傳統(tǒng)盤根對泵類軸端進(jìn)行密封是一種接觸式密封，是通過盤根與軸套摩擦達(dá)到密封效果的。但在工作過程中，軸封箱因受摩擦熱而膨脹，軸( 或軸套)因磨擦而變細(xì)，而為了減少密封間隙，必須施加壓緊力壓緊盤根，終了盤根被壓實變扁發(fā)硬，造成盤根與軸之間出現(xiàn)干摩擦，導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，摩擦功耗大，泄漏嚴(yán)重，造成昂貴的停車損失，而且增加維修成本。

　　1.2 添加、更換維修問題

　　此盤根填料的添加須在設(shè)備停運(yùn)后方可進(jìn)行，而且添加工藝要求較多，一般很難把握盤根的壓緊力，這樣就增加了設(shè)備啟停次數(shù)。

　　總之，傳統(tǒng)盤根填料有如下缺點： (1)盤根填料與軸直接接觸，且相對轉(zhuǎn)動，造成軸與軸套的磨損，所以必須定期或不定期更換軸套。(2)為了使盤根與軸或軸套間產(chǎn)生的摩擦熱能及時散掉，盤根密封必須保持一定的泄漏，但泄漏量不易控制。(3)盤根與軸或軸套間的摩擦功能造成電機(jī)效率降低。(4)添加須在設(shè)備停運(yùn)后方可進(jìn)行。因此，防止泵類密封泄漏極為關(guān)鍵的措施是：減少摩擦和密封間隙。

　　2 新型泥狀填料密封所提出的新思路

　　2.1 新型泥狀填料的結(jié)構(gòu)簡介

　　新型泥狀填料的結(jié)構(gòu)如圖2所示。填料腔體內(nèi)填充一種優(yōu)良的密封軟材料，它是由碳纖維、高純度石墨、聚四氟乙烯、有機(jī)密封劑等組成。它耐溫18~200℃，上限壓力0.7MPa，上限線速度8m/s，耐腐蝕性強(qiáng)，適用介質(zhì)PH值范圍4~13，主要適用于水介質(zhì)。這種軟填料狀態(tài)為膠泥狀，摩擦系數(shù)低、混合體之間分子吸引力小。在軸的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，填料中的纖維會纏繞在軸上，并隨軸一起轉(zhuǎn)動，形成一個“旋轉(zhuǎn)層”，　　此“旋轉(zhuǎn)層”起到了保護(hù)軸或軸套的作用，避免了軸套磨損，減少了動力消耗;隨著“旋轉(zhuǎn)層”直徑的逐漸增大，軸對纖維的纏繞能力將逐漸減弱，不會與軸纏繞，并且與填料腔內(nèi)壁保持相對靜止，在填料腔內(nèi)形成一個“剪切層”，此時相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的摩擦剪切區(qū)域存在于填料中間而不是存在于填料與軸之間。為了防止泥狀填料外漏和內(nèi)漏，在填料腔前后兩端各加裝一圈普通盤根，利用此填料端環(huán)將泥狀填料壓緊。泥狀填料可由上部的密封水接口加入，充滿填料室空間。

圖2 新型泥狀填料結(jié)構(gòu)示意圖

　　2.2 摩擦問題

　　采用此填料密封時，除填料腔兩端各加一圈盤根外，其它均為泥狀填料，此填料內(nèi)部層狀剪切，使摩擦發(fā)生于填料之間，防止對軸或軸套的磨損，更小的摩擦系數(shù)，可以降低摩擦功耗;而且泥狀填料還能帶走輕微摩擦所產(chǎn)生的熱量。這種形式的密封基本解決了傳統(tǒng)密封形式的摩擦問題，而且密封間隙也基本為零，泄漏將以滲漏和擴(kuò)散為主，這也有別于傳統(tǒng)盤根密封方式。

　　2.3 添加問題

　　泥狀填料的添加是依靠一把專用高壓填料工具槍，直接從密封水進(jìn)口處填料，在線維護(hù)不用停機(jī)，即添加不影響設(shè)備的運(yùn)行，比緊盤根的方法要方便且效果好。泥狀填料由于填料腔兩端采用盤根密封，因此，泥狀填料損失也較小，只需進(jìn)行少量補(bǔ)充。

　　2.4 密封效果

　　由于該填料呈泥狀，在有壓的情況下結(jié)合緊密，形成無縫的合成材料環(huán)，形狀與直料箱和軸或軸套的不規(guī)則處完全吻合，不會有任何滲漏途徑，因而密封效果好，并且泥狀填料耐磨性高，摩擦系數(shù)小，有良好的不滲透性，對保護(hù)軸套很有利，經(jīng)比較，軸套的使用周期比傳統(tǒng)盤根密封長一倍多。

　　3 結(jié)束語

　　通過以上分析，我們不難看出這種泥狀填料密封的原理及優(yōu)點，但是這種分析只限于中低速泵，因此它可以被廣泛應(yīng)用于熱力發(fā)電廠循環(huán)水泵，這將有助于提高循環(huán)水泵的效率，從而降低耗電量;同時可延長設(shè)備維修周期，降低運(yùn)行成本，減少由于填料問題引起的停車，從而給企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]徐灝.密封[M]北京：冶金工業(yè)出版社，1998,81-109

　　[2]顧永泉.流體動密封( 下冊)[M]北京：中國石化出版社.1992，1-18

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