密封技術1全解

1、我揉7分/孝WuhanInstituteofTechnology武漢工程大學過程裝備密封技術論文課題名稱：填料密封專業(yè)班級：過程裝備與控制01班學生學號：1203020130學生姓名：湛夢夢學生成績：任課老師：劉麗芳一、填料密封定義填料密封又稱為壓緊填料(GlandPackings)密封，俗稱盤根(Packings)0盤根密封是最古老的一種密封結構，在我國古代的提水機械中，就是用填塞棉紗的方法來堵住泄漏的，世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機也是采用這種密封形式的。而19世紀石油和天然氣開采技術的生產(chǎn)與發(fā)展，使填料密封的材料有了新的發(fā)展。到了20世紀，填料密封因其結構比較簡單，價格不貴，來源廣泛而獲得許多工

2、業(yè)部門的青睞。二、密封原理填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋螺絲對它作軸向壓縮，當軸與填料有相對運動時，由于填料的塑性，使它產(chǎn)生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應”。這就是填料密封的機理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應”和“迷宮效應”。也就是說，要保持良好的潤滑和適當?shù)膲壕o。若潤滑不良，或壓得過緊都會使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導致燒軸和出

3、現(xiàn)嚴重磨損。為此，需要經(jīng)常對填料的壓緊程度進行調整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間流失之后，再擠出一些潤滑劑，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。止匕外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。三、應用范圍填料密封主要用于機械行業(yè)中的過程機器和設備運動部分等動密封，比如逾心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機、反應釜的轉軸密封和往復泵、往復式壓縮機的柱塞或活塞桿，以及做螺旋運動閥門的閥桿與固定機體之間的密封。四、分類4.1 軟填料密封軟填料密封是一種軸封的最古老形式，它既適用于各種旋轉運動、往復運動的軸、桿

4、密封，也適用于低速螺旋運動。盡管多數(shù)回轉機械的軸密封已經(jīng)被機械密封所代替，但應用現(xiàn)代新型填料的軟填料密封仍獲得廣泛應用，尤其是在高溫、強腐蝕和含固相顆粒介質工況下應用更為廣泛。軟填料密封結構簡單，歷史悠久而應用廣泛.但對被密封漉體通過軾填料密封的泄漏機理和軟填料密封的密封機理并沒有完全認識清楚。這里簡要分析了流體通過軟填料密封的泄漏機理和使軟填料密封具有良好密封性能的基本要求，井澄清了有關軟填料密封機理的一些模糊認識。眾所周知，軟填料密封盡管結構簡單、應用廣泛，對其軟填料的開發(fā)研究、密封性能研究、結構設計理論等進行了許多卓有成效的工作，但對密封流體的泄漏機理和軟填料密封的密封機理并沒有完全弄清

5、楚，甚至有一些有關密封機理的概念有待進一步澄清。4.1.1 流體通過軟填料密封泄漏的機理分析密封的功用是阻止泄漏。當密封裝置不能控制正常的允許泄漏量時，就意味著密封失效。軟填料密封的失效與機械密封的不同，一般不會在毫無預兆跡象的情況下，突然發(fā)生災難性泄漏.通常泄漏量都是逐步加大的。當然，人們總是希望軟填料密封一旦安裝后，就能長周期地穩(wěn)定運行。顯然，這種情況只有當填料和填料函的體積以及填料特性保持不變才能達到，但實際上，填料和填料函的體積在運行過程中.都將發(fā)生變化。對于填料來說，由于潤滑劑的流失、纖維的萎縮、磨損、化學侵蝕、受熱分解、擠出等會引起填料體積的減少，而軸的磨損又導致填料函體積的增大。

6、人們研究軟填料密封，就是力圖使這種變化過程的周期盡可能延長。造成密封泄漏的根本原因有兩個，一是密封兩側存在壓力差（或濃度差）.或沿泄漏方向有相對運動，由壓差引起的流動稱為壓差流，（由濃度差引起的泄漏為擴散泄漏），由相對運動引起的流動稱為剪切流。即存在著流體泄漏的推動力。二是存在著泄漏通道即流體流動阻力不是無窮大。俏除（或減輕）其中任一因素均可阻止（或減少）泄漏，而以泄漏通道因素對密封性能有最本質的影響。流體通過軟填料密封的泄漏有三條途徑.即通過填料與靜止件界面的泄漏；通過填料本身的泄漏；通過填料與運動界面之間的泄漏。流體通過填料與靜止界面的泄漏和流體通過靜密封面的泄漏原理一樣。流體通過填料本身

7、的泄漏取決于被密封流體的滲透力和軟填料本身的內部結構，編結填料易出現(xiàn)這種泄漏。當介質的滲透力強或介質為氣體時，通過填料的滲透泄漏幾乎不可避免，但具體的泄漏機制有待進一步探索。對于絕大多數(shù)液體介質，泄漏主要是通過填料與運動件之間的界面進行。但是，流體通過填料與運動件之間界面泄漏的具體機理如何，目前對其進行直接研究的并不多。不過，國內外學者對彈性密封(o形圈密封和唇形密封)作過大量實驗研究、計算分析和理論探討，提出了有關介質泄漏和密封機理的眾多見解.這些成果對揭示軟填料密封介質泄漏機理很有啟發(fā)。被密封流體介質通過填料與運動間界面的泄漏機理有多種形式，常見的有問隙泄漏機理.多孔隙泄漏機理、粘附泄漏機

8、理和動力泄漏機理前兩種與靜密封處的泄漏規(guī)律基本相同，而牯附泄漏是液體在往復運動配合處所特有的泄漏形式，動力泄漏機理是液體在回轉運動配臺面軸向泄漏的一種形式。(1)間隙泄漏機理間隙泄漏機理指流體通過宏觀間隙發(fā)生泄漏，泄漏流體的流動遵循流體力學揭示的流體狹縫流動規(guī)律。盡管實際的流體泄漏途徑可能是曲折多變的，但宏觀效果上，可以認為流體是通過一徑向間隙為C的環(huán)隙狹縫而實現(xiàn)泄漏的。該泄漏機理的物理模型簡潔，揭示了流體的粘度、流體在填料密封兩端的壓差、填料密封的軸向長度、徑向間隙的大小和軸的偏擺程度等對流體泄漏率具有重要影響，這與事實一致，對填料密封的設計和操作具有重要的理論指導意義。但對于實際的軟填料密

9、封，當預測其泄漏率時，有效徑向間隙Cr的確定頗為困難，因為這一徑向間隙取決于具體的密封結構、填料性能和操作工況等。(2)多孔隙泄漏機理間隙泄據(jù)機理從宏觀的角度出發(fā)，揭示軟填料密封的流體泄漏規(guī)律。但從微觀的角度考慮，多孔隙泄漏機理更接近事物的本質。多孔隙泄漏機理認為.密封構件的表面不可能是理想的光滑表面.其微觀表面形狀是凹凸不平的，許多凸峰和凹坑往往構成了不規(guī)則的相互連通的泄漏通道，在流體壓差或毛細管的作用下，流體通過這些泄漏通道而實現(xiàn)泄漏。這通常是軟填料密封的主要泄漏形式。(3)粘附泄漏機理如果密封面的微觀凹陷是一些與泄漏方向垂直且又不連通的“溝槽”，這時只要密封填料與凸棱貼緊，即使填料未填密

10、凹槽，旋轉運動時也不致發(fā)生泄漏。但是，在往復運動的情況下，則可能發(fā)生粘附泄漏。這是因為液體與固體表面的粘附作用，使微觀凹槽中留有少量的液體，被運動表面帶到外側，當密封表面返回運動時，被帶出的液體不可能原封不動地帶回，一定有少量液體被排留在外側成為漏液，其漏液隨往返次數(shù)和行程距離的增大而增多。(4)動力泄漏機理轉軸密封表面上留有的螺旋形加工痕跡，具有“泵液”作用，當軸轉動時，痕跡槽內的液體沿螺旋槽軸向流動，如果流動方向與泄漏方向一致，則軸的轉動造成流體泄據(jù)率的增加，且隨轉速的增高，泄漏加劇。這一泄漏機理印為動力泄漏機理。4.1.2 軟填料密封的密封機理分析如何利用軟填料密封有效地解決工業(yè)生產(chǎn)中遇

11、到的密封問題，是軟填料密封理論研究的主要任務。密封件在實現(xiàn)對被密封流體介質有效密封的同時，必須保證密封有足夠長的使用壽命和較低的摩擦功耗和磨損速率。從密封的角度出發(fā)，要求泄漏率盡可能小，但必須同時考慮摩擦、磨損和壽命問題。(1)盡量小的密封泄據(jù)間隙從流體通過軟填料密封泄漏的機理分析可以看出只要存在間隙、存在泄漏通道，就會產(chǎn)生泄漏。軟填料密封的本質就是利用密封填料柔軟特性、在軸向壓緊力的作用下徑向膨脹阻塞可能存在的流體泄漏通道。為達到這一目的，軟填料密封設計理論認為，對軟填料密封施加的力必須使填料與被密封表面之間產(chǎn)生的接觸應力能封堵被密封流體壓力的作用。一般要求填料函底部的徑向接觸壓力必須等于或

12、大于被密封流體的壓力，這一原理一直是軟填料密封設計的主要理論準則。多孔隙泄漏機理揭示密封界面的微觀不平為流體的泄漏提供了通道，為達到有效密封從而要求填料柔軟而富有彈性。填料柔軟使其受變形后能較易填塞密封界面的微觀泄漏通道，并且摩擦功耗低；良好的填料回彈性可以補償固體積損失引起的應力松弛，以及降低被密封軸不圓度及偏擺對密封作用的不利影響。要求填料具有良好的回彈性與柔軟性，也是開發(fā)新型填料一直遵循的基本觀點。為了防止或減少牯附作用造成的泄漏，應盡量減少微觀凹槽的深度，降低被密封軸的表面粗糙度不失為一種有效方法。減少和防止動力泄漏的有效方法是避免在轉軸表面上殘留螺旋形痕跡或控制螺旋形痕跡的方向，使之

13、與流體泄漏方向相反。(2)良好的潤滑性能軟填料密封良好的潤滑性能是保證密封長周期運行的必要條件，同時使密封具有較低的摩擦功耗和磨損速率。為了保證良好的潤滑條件，軟填料密封通常允許少量的泄漏存在。對于一般的填料(不包括具有自潤滑性能的填料)只是對流體的流泄起節(jié)流作用而不是將其完全阻止或封閉填料中浸漬潤滑劑或提高填料本身的自潤滑能力就是為保證填料具有良好的潤滑性能。(3)軟填料密封機理的“軸承效應”和“迷宮效應”辨析關于軟填料密封如何保證持久穩(wěn)定地起密封作用，有兩種常見的觀點，即“軸承效應”和“迷宮效應”。軟填料裝人密封腔后，經(jīng)壓蓋對它作軸向壓縮，使它產(chǎn)生徑向力保持與軸緊密接觸，建立起密封狀態(tài)。與

14、此同時，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成液膜。呈“邊界潤滑”狀態(tài)，類似滑動軸承，故稱為“軸承效應”。早在60年代，有人指出，“填料在需要潤滑這一方面很像軸承”。有的文獻認為，“在典型的密封裝置中，流體流經(jīng)很小的問隙，對于填料就像潤滑劑的作用一樣當密封構件配臺過緊時，流體流不進去，填料就會干轉，除非潤滑劑由別的方法來提供，否則填料就會發(fā)熱、變硬，并劃傷軸。和軸承的破壞一樣”。因此按照“軸承效應”的觀點，要求軟填料密封必須像軸承一樣。應得到良好的潤滑。關于“迷宮效應”，意思是說，“填料壓緊后，未接觸的凹部形成小溝槽，有較厚的液膜，當軸與填料有相對運動時，接觸部分與非接觸部分組成一道道規(guī)則

15、的迷宮，起阻止液流泄漏的作用”，并認為良好的密封在于維持“迷宮效應”。不少作者都支持這一觀點。這種“迷宮效應”的解釋，氣體迷宮密封的原理是氣體通過密封齒和膨脹空腔，依靠節(jié)流、膨脹和渦流摩擦使速度能轉換成摩擦耗能而實現(xiàn)逐級降壓達到密封。而填料密封中微觀不平度構成的所謂“迷宮”，并投有這種降壓作用。實際上，恰恰相反，它是造成多空隙泄漏、粘附泄漏或動力泄漏的基本條件。早在60年代，就人就提到過，“填料函的操作像一個可調整的迷宮。迷宮的大小，決定于填料在軸向力作用下徑向膨脹的能力，流體通過填料界面的泄漏可以認為是通過一個有敬徑向問隙為Cr的環(huán)隙，以層流的形式實現(xiàn)。間隙由無數(shù)類似迷宮的泄漏通道所組成，問

16、隙的太小反比于密封比壓”。顯然，這里提到的“迷宮”，正是為流體泄漏提供的泄漏通道。所以，如果按維持或加強“迷宮效應”的觀點改進軟填料密封性能將得出相反的效果軟填料密封的特點:1不需沖洗和冷卻2可節(jié)約軸功率的消耗，節(jié)約電能。3永不磨損軸和軸套。4可在線修復（即在不停機的狀態(tài)調整、修復和補充），維修強度低。5安裝簡單，維護方便。6無規(guī)格限制，可減少庫存，使用壽命長。7泄漏量減少或可做到無泄漏。8具有反復使用性，長期使用綜合經(jīng)濟效益顯著，管理上臺階。4.1.3 軟密封填料1 .軟密封填料，俗稱泥狀軟填料，是一種新的無石棉高分子材料合成的密封填料，外觀如膠泥狀具有特殊的可塑性，能夠在填料涵內由兩端盤根

17、環(huán)封閉住填料后形成圓筒狀的滑塊，與軸的相對運動面之間產(chǎn)生非常薄的液膜，由于軟填料的特殊材料的作用，產(chǎn)生的摩擦熱接近于零。因此是世界上產(chǎn)生摩擦阻力最小填料之一，而填料之間高分子阻隔劑的作用保證了介質之間的不滲漏。因此，該種填料是唯種可塑的、低摩榛而不需冷卻水沖洗的泵用填料。2 .根據(jù)工作介質及工況條件的不同，選擇相應的軟填料：工況條件黑色軟填料白色軟填料黃色軟填料溫度范圍-8C-180C-18C-200C-20C-230C壓力范圍8BAR10BAR15BAR極限速度8m/s10m/s15m/s耐化學反應性PH值PH4-13PH2-13PH1-14適用的工作介質一般的水基介質，污水微小的酸和堿強酸

18、、堿、工業(yè)污水一般的化學府腐除發(fā)煙硝酸等大部分介質及高壓狀態(tài)的泵。3.軟填料、盤根及機械密封對比表:品種盤根TD-2000軟填料機械密封優(yōu)點1、廉價2、安裝簡單1、/、需冷卻水2、節(jié)能3、不磨軸套4、可在線修復5、安裝維護方便6、減少磨損、使用壽命長7、基本不泄漏8、可反復使用、長期經(jīng)濟1、基本不泄漏2、不損傷軸3、電耗低缺點1、泄漏2、冷卻水，消耗水。3、泄漏造成污染。4、損傷軸套5、庫存品種多。6、消耗電能7、使用壽命短1、不適用高溫，高壓的密封。1、安裝困難，要求局，易造成安裝過程的損壞。2、供貨/、及時。3、更換難。4、一旦損壞，泄漏難以控制，易造成軸承燒壞。5、大規(guī)格無法制作，價格昂

19、貴。4.安裝指南1拆開泵體壓蓋，清除所有舊的盤根及其他連接物的輔助裝置，拆除分水環(huán)或將水環(huán)推入底端。2清潔軸或軸套，將軸套上的銹垢及水垢清除干凈，以減少潤滑的阻力。3選擇兩端環(huán)用盤根，應按工況條件的不同選擇不同的端環(huán)盤根，大小應按填料涵的間隙大1mm的盤根為益。4盤根接口切成45°的斜角，長短必須以包裹住軸套合縫為準，不可過長或過短。切口的長角方向盡量與軸的旋轉方向相同。5安裝時先將盤根底環(huán)裝入填料涵的底部，并用裝填工具將底環(huán)壓緊、壓實,以保證底環(huán)的平整和不轉動6將軟填料揉成條形盤根狀裝入填料涵，每根軟填料的連接必須不留縫隙，以保證其填料涵內的飽和度，不可過分壓緊，亦不可產(chǎn)生空隙，適

20、當?shù)娘柡投仁擒浱盍习惭b好壞的關鍵。7每條軟填料裝入并稍微壓緊后，裝入外端環(huán)盤根，并預留出壓蓋的位置。壓蓋將外環(huán)輕輕壓入，使之緊貼軟填料部位并有一定的推入感，壓蓋必須壓入填料涵內有5mm以上的深度為合適。8啟動泵空轉30秒左右停機，可將壓蓋往后退出2mm左右，冉正常啟動泵，填料涵不升溫，壓蓋不擺動為合適。可調節(jié)壓蓋螺栓來控制泄漏，正常運轉半小時后，不升溫，泄漏在允許范圍內既完成安裝全過程。注：對于抽真空負壓泵的填料安裝必須在專業(yè)人員的指導下方可規(guī)范完成安裝。5.維護方法1:冷卻水管路拆除后，可將填料涵的入水口處裝上一球閥，球閥始終保持待開的位置。2:安裝完畢開機半小時后，若填料涵泄漏過大，可在球

21、閥口將軟填料徐徐補入直至不漏。但注意必須邊加入邊觀察，以不發(fā)熱為準。切不可在短時間內大量壓入，以免造成盤根切口錯位或入口處過飽發(fā)熱。3:泄漏過大也可許壓蓋徐徐的推入直到不漏或泄漏減少。4:長期使用后若注入口難以加入填料時，可在停機狀態(tài)下將外環(huán)盤根取出，將軟填料揉成條狀補入填料位置，再將盤根外環(huán)壓入也可達到止漏的效果。因而維護起來非常方便。4.1.4軟填料密封在密封行業(yè)的應用隨著技術的不斷發(fā)展，一些新材料應用于填料密封，在水泵運轉良好的情況下可達到微量滲漏或完全無泄漏的效果，此種填料就是層狀剪切填料，俗稱軟填料。層狀剪切填料是一種全新填料密封新產(chǎn)品，采用高純度的石墨、純合成纖維、PTF百口有機密

22、封劑進行混合，形成一種無規(guī)格限制的膠泥狀物質。該密封系統(tǒng)由前編結端環(huán)、注射系統(tǒng)、后編結端環(huán)及填料壓蓋組成。由于軟填料在使用中會粘住內側軸和外側的填料函壁。石墨填料環(huán)會發(fā)生內部層狀剪切，轉動出現(xiàn)在分子間引力較小的軟填料內部，而不是相對于軸套運動，因此可以保護設備。同時還能降低摩擦損耗身至，節(jié)省電能。該填料形成的合成材料環(huán)與填料箱或軸套的不規(guī)則處完全吻合，不會有滲漏，也無需進行沖洗，對軸套外表面機加工精度要求低，可節(jié)省沖洗水和避免因軸套被磨損后表面精度達不到要求而頻繁更換軸套，降低了維修的工作量。無規(guī)格方面的要求可重復使用，從而節(jié)省庫存。填裝簡單，可實現(xiàn)注射裝填，連續(xù)運行時間長，可實現(xiàn)在線維護、且

23、維護量小。軟填料密封可明顯降低電耗、水耗、備件損耗、設備損耗，降低了檢修維護勞動強度，也因此降低了事故發(fā)生率，在實際生產(chǎn)中較為經(jīng)濟實用，具有廣泛的推廣價值和應用前景。1 .的應用循環(huán)水泵是發(fā)電廠冷端的重要設備，它的作用是將大量的冷卻水輸送到凝汽器中去冷卻汽輪機的排汽，使之凝結成水，以保證凝汽器的高度真空。具有大流量、低揚程、耗電量大的特點。唐鋼動力廠熱電車間現(xiàn)有三臺6MVW凝機組，配備6臺350S44型循環(huán)水泵，再用母管制供水系統(tǒng)，運行四臺，備用二臺。水泵軸端密封采用盤根壓蘭密封形式，由于運行磨損等原因。造成漏水嚴重，頻繁檢修，有時還要搶修，費時費力費料，對生產(chǎn)造成一定影響。為了改變這種被動局

24、面，保證生產(chǎn)穩(wěn)定運行，經(jīng)比較研究，決定采用XH840儆填料密封系統(tǒng)對循環(huán)水泵軸端密封進行改造。XH840«密封填料是一中無固定形態(tài)的柔性密封材料，有高強度絮狀人工合成纖維高純度分散體、特種密封劑、潤滑劑按嚴格工藝合成生產(chǎn)的黑色泥狀物質，具有良好的導熱性、彈塑性、耐磨性及自潤滑性。其性能參數(shù)如下表所示:外觀使用溫度C使用壓力MPapH直線速度m/s使用范圍適用范圍灰黑色不規(guī)則泥狀散料201950.8413<9水泵閥門水基介質2 .密封機理軟密封填料無固定形狀，在腔室內自由填充，由于其具有良好柔性，使填料與軸套表面完全粘合。在泵運轉時，軟密封填料中的纖維依覆在軸套上，隨軸旋轉，形成

25、一個旋轉層，其它填料充滿整個填料腔，保持相對靜止，融合成一個整體，由于填料間有無數(shù)微小縫隙，形成無數(shù)個迷宮，當代壓介質通過軸套表面時，介質被無數(shù)次節(jié)流，憑借“迷宮應”達到密封目的。3 .安裝步驟1）首次使用時打開循環(huán)水泵上半殼體，取出循泵轉子，拆掉分水環(huán)，更換新軸套。并在殼體上填料室部位鉆一由12的小孔，套扣，以各將來添加軟填料時使用。2）將攢好的轉子安裝回原位，在填料室內側裝12道普通盤根，在外側裝一道普通盤。3）將XH840«填料層層壓入填料室下半腔內,然后按下半腔的形狀堆放在上半軸上，以手壓實，密實度不低于95%。4）將整個填料層依軸的形狀修整平滑，將泵上半殼體安好，用堵頭將填

26、料室小孔堵好。5）裝好壓蘭蓋，旋緊螺母，直至壓蘭蓋子口進入填料腔35mnW可。6）將壓蘭蓋旋松兩扣，手動盤車感覺轉動靈活后，開泵試車。7）如有漏水現(xiàn)象，將壓蘭蓋逐步旋緊，直至不漏；若壓蘭蓋旋到底也不能控制漏水，再用填料注射槍通過填料室小孔加注軟填料，直至滿足工藝要求為止。8）試車后如發(fā)現(xiàn)軸套或壓蘭蓋有嚴重發(fā)熱現(xiàn)象，及時旋松壓蘭蓋螺母，過一段時間發(fā)熱現(xiàn)象就會消失。9）檢查一切正常后，將循泵投入運行。4 .注意事項1）安裝時軸套應盡量光滑，以減小摩擦，防止軟填料被擠出。2）軟填料不要壓得過多過實，否則啟泵后軟填料冒煙并被擠出。3）填料室內外側阻擋盤根接口應吻合良好，可用專用刀具切成45度角安裝。否

27、則會造成填料遺失或從壓蘭蓋處擠出。4）壓蘭蓋應進入填料腔3-5mm如果未進入填料腔，會造成外側盤根偏移，填料被擠出。5 .使用效果經(jīng)過一號循泵幾個月的試用，效果不錯。在此基礎上，從2004年11月份開始，陸續(xù)對其它5臺循環(huán)水泵進行了改造，經(jīng)過半年多的使用，效果明顯，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）不需對設備進行改造，即可實現(xiàn)良好密封；2）由于摩擦系數(shù)小，使得軸與填料間沒有磨損。泵體可以得到保護，；3）節(jié)電1%-6%左右，節(jié)能降耗；4）使用壽命長，長期無需更換，降低故障率；5）可在線修復，減輕工人勞動強度：6）不需冷卻或沖洗，不泄露，避免介質的無謂流失：7）不磨損軸或軸套，降低備件消耗；8）提高泵效

28、，降低使用成本；9）長期價格低廉；10）安裝中技術要求低，無須對人員進行專門培訓；11）填料可重復使用，用過的填料可按一定比例與新填料混合，可重新使用，密封效果不降低。綜上所述，軟密封填料是一種良好的密封材料，是盤根密封的升級換代產(chǎn)品，它綜合了機械密封和盤根密封的優(yōu)點。具有使用壽命長、價格低廉、不泄露、節(jié)能降耗等優(yōu)點，具有良好的發(fā)展前景。4.2硬填料密封1、硬填料密封是非彈性體接觸動密封的一種形式。以金屬-石墨等非彈性體制成的硬填料密封，具有較彈塑性體密封（軟填料密封）更高的耐熱、耐壓和高速性能，廣泛用作壓縮機、高壓釜、柱塞泵等的往復密封與旋轉密封。硬填料密封是依靠填料的彈性結構和流體壓力作用

29、，是密封環(huán)與軸緊密貼合，達到節(jié)流阻漏的目的。2、硬填料密封有開口環(huán)和分瓣環(huán)兩類。1）開口環(huán)是一種金屬自張性密封環(huán)。用于活塞式機械中的稱為活塞環(huán)，用于旋轉機械中的稱為脹圈。2）分瓣環(huán)是一種圓柱面接觸式動密封，可做旋轉動密封。用于汽輪機、航空發(fā)動機中。又可做往復動密封，用于蒸汽機、內燃機、活塞式壓縮機（活塞桿與氣缸密封）。3）硬填料密封的應用范圍見表所示。壓力/MPa溫度/C速度/(m/s)潤滑方式應用范圍金屬平面填料502005滴注活塞式壓縮機填充四氟開口杯151003無油氧氣壓縮機（無油）金屬三角形填料34003熱油熱油泵金屬U形填料202001壓力供油攪拌釜石墨圓周密封1350110少油航空

30、發(fā)動機五、填料密封新技術5.1 傳統(tǒng)硬銘鍍層的替代由于填料與設備的往復或旋轉桿件之間產(chǎn)生直接接觸和摩擦磨損，因此填料和桿件這對摩擦副成為影響填料密封工作可靠性、耐久性和穩(wěn)定性的主要因素。為提高桿件的耐磨耐蝕性能，以往一般采用硬銘鍍層，強化與防護如柱塞，活塞表面、閥桿表面以及氣閥表面等機械部件的表面，提高填料密封的使用壽命。但是，鍍銘所生成的廢水、廢渣和廢氣對環(huán)境有長久破壞，同時對人體健康極其不利，長期工作在電鍍環(huán)境中可導致人體腎功能衰竭、心率衰竭和白血病，因此目前人們在使用或探索性使用硬銘替代品。例如，通過在摩擦件表面沉積抗磨潤滑Ni基納米/非晶合金等9、10,通過工藝條件的選擇與控制，在表面

31、上形成功能梯度鍍層材料；通過物理/化學氣相沉積法（PVDCVD）激光真空弧薄膜沉積技術（VLDT）,超音速氧燃氣火焰噴涂（HVOF）11,超音速等離子噴涂（HEPJet）等技術與方法，在表面上獲得高致密涂層。鍍層粉料有CrNCrAlN、CrTiN、NiCo和復合陶瓷。5.2 CMS200密封系統(tǒng)CMS200圾狀剪切式是美國赤土盾公司開發(fā)的一種全新填料密封新產(chǎn)品，采用高純度的石墨、純合成纖維、PTF百口有機密封劑進行混合，形成一種無規(guī)格限制的膠泥狀物質，該密封系統(tǒng)由前編結端環(huán)、注射系統(tǒng)、后編結端環(huán)及填料壓蓋組成12由于CMS2000X料在使用中會粘住內側軸和外側的填料函壁。軟填料會發(fā)生內部層狀剪切，轉動出現(xiàn)在分子間引力較小的軟填料內部，而不是相對于軸套運動，因此可以保護設備，降低摩擦損耗功率，節(jié)省電能。該填料形成的合成材料環(huán)與填料箱或軸套的不規(guī)則處完全吻合，不會有滲漏，也無需進行沖洗，對軸套外表面機加工精度要求低，可節(jié)省沖