發布時間:2015-11-22
填料密封是渣漿泵密封中的一種,填料密封又稱為壓緊填料(Gland Packings)密封,俗稱盤根(Packings)。
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與發展,使填料密封的材料有了新的發展。
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業部門的青睞。
填料密封主要用于機械行業中的過程機器和設備運動部分等動密封,比如離心渣漿泵、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。
盤根密封可用于高溫、高壓。例如,油浸石棉盤根,其密封壓力可達12公斤/厘米,介質溫度可達250℃。
但是盤根密封的速度卻較低。例如,用于水泵時,其使用速度上限為6米/秒。這是因為盤根填料不耐磨,而盤根與軸的接觸摩擦面很大,且盤根對軸的壓力也很大,因而發熱及磨損嚴重。
如果密封介質的壓力較高,還必須將螺釘擰得更緊,使盤根與軸的壓緊力更大,這樣才能保證高壓密封不漏,此時,軸的轉速必須降得更低。
可見,壓力和轉速是互相聯系的,壓力較低時,可允許轉速高一些;若壓力較高,則必須降低轉速,以滿足高壓密封的要求。
一般盤根密封產生泄漏的原因,是由于摩擦產生高溫,使盤根中某些成分揮發或碳化而形成漏泄間隙。
此時,可更換新的盤根以恢復其密封性能。盤根成本很低,這是其他各種高壓密封所不如的。但是,盤根密封所占的體積和重量很大,遠不如石墨密封和漲圈密封緊湊、輕巧。
(1)填料選用不合適。例如,選用的填料不耐介質腐蝕、不耐高壓或真空、不耐高溫或低溫等。
(2)填料壓蓋未壓緊。只有受到一定的壓緊力時,填料才能產生一定的徑向形變,充實泵軸(閥桿)與填料筒內壁之間的間隙,從而起到密封作用。當壓緊力很小時,填料的徑向形變就很有限,密封效果比較差。
(3)所用填料太細。如果填料太細,當受到填料壓蓋的擠壓作用時,它本身所能產生的徑向形變就很有限,不能起到很好的密封作用。
(4)填料切得太短,兩切面不能密合。
(5)填料安裝圈數太少,達不到使用要求。
(6)填料安裝不正確。主要是由于填料切口角度過大或過小,填料切面的接合方式不正確,各圈填料的切口沒有錯開等原因造成填料安裝不正確。
(7)填料潤滑劑選用不當或失效。用于浸漬填料繩的潤滑劑必須具有良好的保持性能、潤滑性能和成膜性能。當潤滑劑選用不當或失效時,填料繩得不到潤滑劑的浸潤 ,纖維之間的空隙就得不到密封,泵軸 (閥桿)轉動時也得不到充分潤滑。若填料老化、干裂就表明填料潤滑劑已經失效。
(8)填料保存不當或超過使用期限,造成老化、干裂或喪失彈性。如果填料繩本身喪失了彈性,當受到填料壓蓋的擠壓作用時,難以發生徑向形變,就不能充實泵軸 (閥桿)與填料筒內壁之間的間隙。
(9)填料筒與壓蓋筒的徑向配合間隙過大。當填料壓蓋與填料筒不配套、壓蓋筒的厚度相對于填料腔的寬度小得多時,填料受到壓蓋的擠壓作用就很有限,不能產生充分的徑向形變。這種情況常見于一些老式閥門閥桿處的填料密封,但往往不容易被發現。
(10)填料筒內壁或泵軸 (閥桿 )表面受損(腐蝕、磨損、表面劃傷或閥桿螺紋斷絲等)。
(11)泵軸 (閥桿)彎曲。泵軸 (閥桿)的磨損、彎曲或偏心嚴重是造成滲漏的重要原因。
(12)填料太硬或夾雜顆粒雜質,長期運轉造成軸的磨損。試驗證明,石棉填料對軸 (閥桿)的磨損最嚴重。
(13)泵的實際揚程過高。一般情況下,對于同一臺離心泵,若轉速一定,當流量減小時,其揚
程增大。一旦內部介質的壓力增大,就可能破壞原來的填料密封形成滲漏。
(14)填料磨損嚴重。正常裝填的填料磨損比較均勻 ,靠近壓蓋處較大,向內逐漸減小;裝填不好的填料,壓蓋附近在短時間內即出現很大的磨損,而填料深處卻無磨損現象。
(15)填料使用時間過長。填料在運行過程中,容易受到磨損、浸蝕、老化、干涸、溫度等因素的影響,逐漸失去致密性能而導致滲漏,這種現象在填料密封裝置中較為普遍。
1)有一定的彈塑性。當水泵填料受軸向壓緊時能產生較大的徑向壓緊力,以獲得密封;當機器和軸有振動或偏心及填料有磨損后能有一定的補償能力(追隨性)。
2)有一定的強度。使水泵填料不至于在未磨損前先損壞。
3)化學穩定性高。即其與密封流體和潤滑劑的適應性要好,不被流體介質腐蝕和溶脹,同時也不污染介質。
4)不滲透性好。由于流體介質對很多纖維體都具有一定的滲透作用,所以對填料的組織結構致密性要求高,因此三昌泵業填料制作時往往需要進行浸漬、充填相應的填充劑和潤滑劑。
5)導熱性能好。易于迅速散熱,且當摩擦發熱后能承受一定的高溫。
6)自潤滑性好。即摩擦系數低耐磨損。
7)填料制造工藝簡單,裝拆方便,價格低廉。
同時能滿足上述要求的材料較少,如一些金屬軟填料、碳素纖維填料、柔性石墨填料等,它們的性能好,適應的范圍也廣,但價格較貴。而一些天然纖維類填料,如麻、棉、毛等,其價格不高,但性能稍差,適應范圍比較窄。所以,在水泵填料材料選用時應對各種要求進行全面、綜合的考慮。
(1)填料密封的貼緊接觸力來源于壓蓋對填料的軸向壓力而使填料產生徑向擴張力,造成填料與軸套之間形成較大的摩擦,因而需要經常更換磨損的軸套。
(2)需要損耗10%~15% 的軸功率來克服軸套與填料之間的摩擦力而實現密封。
(3)填料密封的泄漏極易使泄液進入軸承箱,造成軸承的損壞。
(4)填料密封在使用過程中,由于填料經常處于非正常的使用狀態,加劇了填料磨損和軸套的損壞,使得填料密封的使用處于惡性循環。
(5)為了將填料與軸或軸套之間的摩擦熱帶走,必須有定量的泄漏,造成冷卻水的流失。總之,填料密封的優點是簡單易行,缺點是維修工作量大,功率的損失也較大,且由于它總是有一定的泄漏,故不適用于輸送易燃、易爆、有毒和貴重液體。