一．成型填料密封基本知识：
成型填料密封泛指用橡胶、塑料、皮革及金属材料经模压或车削加工成型的环状密封圈。
成型填料按工作特性分为挤压型密封圈和唇形密封圈两类;按材料可分为橡胶类、塑料类、皮革类和金属类。各种材料的挤压型密封圈中橡胶挤压型密封圈应用最广，其中O形圈历史最悠久，最典型。唇形密封圈的类型很多，有V形、U形、L形、J形和Y形等。
5.1 O型密封圈
O型密封圈简称O型圈，开始出现在19世纪中叶，当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件。
O型橡胶密封圈有如下的优点：
1) 密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻;
2) 有自密封作用，往往只用 一个密封件便能完成密封;
3) 密封性能较好，用作静密封时几乎可以做到没有泄露;
4) 运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应;
5)尺寸和沟槽已标准化，成本低，便于使用和外购。
5.2 V型密封圈
V型密封圈为一种唇形密封圈，是使用最早使用最多的成型填料之一。它主要用于往复运动，作活塞或活塞杆的密封。很少用于转动中或作静密封。
V形密封圈有下列特点：
1)密封性能良好;
2)允许一定的偏心载荷、和偏心运动;
3)可以多圈重叠使用，并通过调节压紧力来获得最大密封效果;
4)耐冲击压力和振动压力;
5)当填料不能从轴向装入时，可以开切口使用，只要安装时将切口互相错开，不影响密封效果。其缺点是摩擦阻力较其他成型填料的大。
5.3 Y型密封圈
活塞密封用的U形和Y形密封圈在形状上略有不同，U形圈的唇长，底部与唇部同厚度或略大于唇部厚度。Y形圈的纯短，底部厚，这是为了克服U形圈常常不能稳定安放而设计的，同时可增大唇的强度，以免唇根部被撕裂。
5.4 鼓形和山形密封圈的结构
5.4.1 鼓形密封圈的结构
鼓形密封圈又称活塞密封圈，它是为单向和双向工作的活塞而设计的。密封圈的截面、衬套或挡环的结构与活塞的设计有很大关系。由于有各种性能的要求，所以鼓形密封圈的结构也不可能是一致的。
5.5 J形和L形密封圈
J形和L形密封圈，都是用于工作压力不大于1MPa的气压或液压机械设备的密封。J形密封圈的是用于活塞杆密封。
二．填料密封的选择
填料蜜密封是一种最古老的密封方式，在中国已有上千年的历史。它最早以棉、麻的纤维填塞在泄露通道内来阻止液流泄露，主要用作提水机械的密封。
填料密封主要用作动密封。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，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。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：
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，填料中的侵渍剂不被介质
溶解，填料本身不腐蚀密封面。
3)自润滑性能良好，耐磨，摩擦因数小。
4)轴存在少量偏心时，填料应有足够的浮动弹性。
5)制造简单，填装方便。填料的种类很多，可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类，最常用的有下面四类：绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。
1绞合填料和编结填料
绞合填料即把几股石棉线绞合在一起，将它填塞在填料腔内即可起密封作用。
编结填料是以棉、麻以及石棉纤维纺线后编结而成，并于其中侵入润滑剂或聚四氟乙烯。.2塑性填料塑性填料是几经膜具压制成型的填料。
3金属填料
金属填料有半金属填料和全金属填料两种。所谓半金属填料是金属与非金属组合而成，全金属填料则不含非金属。
4碳纤维填料
碳纤维填料是一种新型填料。其优异的自润滑性能、耐高、低温性能和耐化学品性能引起人们的极大的注意，而且作为压缩填料的弹性和柔软性也极为良好，其缺点仅在于有
渗透泄露，但侵渍聚四氟乙烯或其他粘接剂之后可以防止。目前其成本较高，但随着碳纤维的发展，其成本定会下降，因此，碳纤维填料是一种最为理想和最有希望的填料。`
5填料的选择
选择填料时，应考虑：机器的种类、介质的物理、化学特性、工作温度和工作压力，以及运动速度等，其中尤以介质的腐蚀性(以pH值表示)，pH值及使用温度为最重要。
6填料的合理装填
填料的合理装填应按下列步骤进行：
1)清理填料腔，检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象。
2)用百分表检查轴在密封部位的径向跳动量，其公差应在允许范围内。
3)填料腔内和轴表面应涂密封剂或与介质想适应的密封剂。
4)对成卷包装的填料，使用时应先取一根与轴径同尺寸的木棒，将填料缠绕在其上，再用刀切断，切口最好呈450斜面，对切断后的每一节填料，不应让它松散，更不应将它拉直，而应取与填料同宽度的纸带把每节填料呈圆圈形包扎好，置于洁净处。
5)装填时应一圈一圈装填，不得同时装填几圈。
6)取一只与填料强同尺寸的木质两半轴套，合于轴上，将填料推入腔的深部，并用压
盖对木轴套施加一定的压力，使填料得到预压缩。
7)以同样的方法装填第二圈、第三圈。
8)最后一圈填料装填完毕后，应用压盖压紧，但压紧力不宜过大。
三．填料密封结构和原理
填料密封是由填料装于填料函内，通过填料压盖将填料压紧在轴的表面上。由于轴表面总有些粗糙，其与填料只能是部分贴合，而部分未接触，此就形成了无数个迷宫。当带压介质通过轴表面时，介质被多次节流，凭借这“迷宫效应\"而达到密封。填料与轴表面的贴合、摩擦，也类似滑动轴承，固应有足够的液体进行润滑，以保证密封有一定的寿命，即所谓的“轴承效应\"。由此可见良好的填料密封，即是迷宫效应和轴承效应的综合。
填料对轴的压紧力通过拧紧压盖螺栓产生。由于填料是弹塑性体，当受到轴向压紧后，产生摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使填料紧贴于轴表面而阻止介质外漏。径向压紧力的分布由外端(压盖)向内端，先是急剧递减后趋平缓，介质压力的分布由内端逐渐向外端递减，当外端介质压力为零时，则泄漏很少，大于零时泄漏.
随着新材料的不断出现，填料结构型式也有很大的变化，这无疑将促使填料密封的应用更加广泛，用作填料的材料应具备如下特性：
(1有一定的弹塑性。当填料受轴向压紧时能产生较大的径向压紧力，以获得密封;当机器和轴有振动或轴有跳动及偏心时，能有一定的补偿能力(追随性)
(2化学稳定性。既不被介质所腐蚀、溶涨，也不污染介质;
(3)不渗透性。介质对大部分纤维均有一些渗透，故要求填料组织致密，为此在制作填料时往往需要浸渍、填充各种润滑剂和填充剂;
(4)自润滑性好，摩擦系数小并耐磨;
(5)耐温性。当摩擦发热后能承受一定的温度;
(6) 拆卸方便;
(7) 制造简单，价格低廉。
四．软填料密封
填料是泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料,例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能并(或)降低成本的固体物料。
软填料密封用来密封轴或壳体孔、由一些可变形的密封圈或长绳状的材料沿轴或杆缠绕而成。填料压盖将软质密封填料轴向压紧，使其产生径向弹塑性变形堵塞间隙而实现密封。
软填料密封的结构特点：
结构简单、装拆方便，成本较低，使用安全可靠。软填料常制成圆形、长形、长方形、楔形、三角形、锥套形等多种形状。
软填料密封适用范围：
软填料密封适用范围广泛，如高压往复泵或低转速泵、高温阀杆、阀或填料 盒的密封。介质压(1.3×lO-3)～35MPa，工作温度-50~600℃，密封面线速度至20m/s。闽门软填料密封工作参数还可高出上述范围。
软填料密封类别
弹塑性接触动密封填料分：软质填料和成型填料
软质填料包括：天然纤维类、橡胶类、石棉纤维类、合成纤维类、软金属类、塑性填料、半金属编结填料等。
成型填料包括：唇形密封圈、挤压型密封。
五．填料函
填料函又名填料箱。机器的转动轴或往返运动的圆杆穿过机器的固定部分所装设的密封装置，可以防止气体、液体物料等漏出。填料有纤维织物、橡胶、工程塑料和金属材料等。
填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料函的作用主要是
为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空!当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却!保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意!在运行600个小时左右就要对填料进行更换。
填料是动密封的填充材料，用来填充填料室空间，以防止介质经由阀杆和填料室空间泄露。填料密封是阀门产品的关键部位之一，要想达到好的密封效果，一方面是填料自身的材质，结构要适应介质工况的需要，另方面则是合理的填料安装方法和从填料函的结构上考虑来保证可靠的密封。
六．阀门填料密封知识
一. 对填料自身的要求
1. 减少填料对阀杆的摩擦力;
2. 防止填料对阀杆和填料函的腐蚀;
3. 适应介质工况的需要。
二. 常用填料品种
因为资料介绍用于各种工况条件下的品种达 40 余种，而通用阀门中最常用的不过几种或十几种
1. 盘根型
a. 橡胶石棉盘根：XS250F XS350F XS450F XS550F
b. 油禁石棉盘根：YS450F YS350F YS450F
c. 浸聚四氟乙烯石棉盘根;
d. 柔性石墨编织填料：根据增强材料的不同可分别耐温 300℃ 450℃ 600℃ 650℃
e.聚四氟乙烯编织填料;
f. 半金属编织填料，以夹有不锈钢丝、铜丝的石棉做为芯子。外表用夹铜丝、不锈钢丝、蒙乃尔丝、固康镍尔丝的石棉线编织起来。根据用途其表面用石墨、云母、二硫化钼润滑剂处理。也有的以石棉为芯，用润滑的涂石墨的铜铂扭制而成。
2.成型填料
成型填料即压制成型的填料其品种有
a.橡胶
b.尼龙
c.聚四氟乙烯
d.填充聚四氟乙烯(增强聚四氟乙烯)增强材料为玻璃纤维，一般为 8~15%玻璃纤维。
JB1714-81 填充聚四氟乙烯为：聚四氟乙烯+20%玻璃纤维+5%MoS2 聚四氟乙烯+20%玻璃纤维+5%石墨
e.柔性石墨环
三.注意事项
1.盘根型填料切断时用 45。切口，安装时每圈切口相错 180。
2.在高压下使用聚四氟乙烯成型填料时要注意其冷流特性
3.柔性石墨环单独使用密封效果不好，应与柔性石墨编织填料或 YS450(看温度情况)组合使用，填料函中间装柔性石墨环，两端装编织填料，也可隔层装配即一层柔性石墨一层编织填料，也可在填料函中间放隔环，隔环上下分别成两组组合装配的填料。
4.石墨对阀杆填料函隔有腐蚀使用中应选择加缓腐蚀剂的盘根。
5.柔性石墨在王水、浓硫酸、浓硝酸等介质中不适用。
6.填料函的尺寸精度表面粗糙度，阀杆尺寸精度和表面粗糙度是影响成型填料密封性的关键。
七.影响垫片及填料密封的因素主要有如下七点：
① 密封面的表面状况：密封面的形状及表面粗糙度对密封性有一定影响，表面光滑有利于密封。软质垫片由于其易于变形因而对表面状况不敏感，而对硬质垫片来说，表面状况影响极大。
②密封面的接触宽度：密封面与垫片或填料的接触宽度越大，则流体泄漏所需通过的路径越长，流阻损失也越大，因而有利于密封。但在相同的压紧力下，接触宽度越大，则密封比压将减小。所以，要根据密封件的材质情况寻求适宜的接触宽度。
③ 流体的性质：液体的黏度对填料及垫片的密封性有很大影响，黏度大的流体由于其流动性差而易于密封。液体的黏度远大于气体，因而液体较气体易于密封。饱和蒸汽由于它会凝析出液滴而阻塞密封面间泄漏的通道，因而比过热蒸汽易于密封。流体的分子体积越大，越易于被狭窄的密封间隙所阻塞，从而易于密封。液体对密封件材料的浸润性对密封也有一定影响。易于浸润的液体，由于垫片和填料内部微孔的毛细作用而易于产生渗透泄漏。
④ 流体的温度：温度的高低影响液体的黏度，从而对密封性产生影响。温度升高，液体黏度下降，亦气体黏度增大。另一方面，温度的变化常使密封组件产生变形而易于引起泄漏。
⑤ 垫片及填料的材质：软质材料由于其在预紧力作用下易于产生弹性或塑性变形，从而堵塞流体泄漏的通道，因而有利于密封;但软质材料一般不能承受高压流体的作用。密封材料的耐蚀性、耐热性、致密性、亲水性等都对密封有一定影响。
⑥ 密封面比压：密封面间单位接触面上的法向作用力称密封比压，密封面比压的大小是影响垫片或填料密封性的重要因素。通常，通过施加预紧力在密封面上产生一定比压，
使密封件产生变形以减小或消除密封接触面间的缝隙，阻止流体通过，达到密封的目的。应当指出，流体压力的作用会使密封面比压产生变化。密封面比压的增加虽有利于密封，但受到密封件材料的挤压强度的限制;对于动密封，密封面比压的增加还将引起摩擦阻力的相应增大。
⑦ 外部条件影响：管道系统的振动、连接组件的变形、安装位置的偏移等原因都会对密封件产生附加作用力，从而对密封造成不利的影响。尤其是振动，将使密封面间的压紧力产生周期性变化，使连接螺栓松弛，从而造成密封失效。引起振动的原因可能是外部的，也可能是由于系统内部流体动而引起的。要使密封可靠，必须认真考虑上述诸因素，而密封垫片和填料的制造及选用至关重要。
八.常用的填料有:
1、合成纤维加聚四氟乙烯 采用合成纤维〔SYNTHEPAK)，在制造时，加入聚四氟乙烯(PTFE)于股线中，然后编织制成，这种制造程序，减少了中心干燥的坏处，适用于旋转、往复式的机械上，以及抗中强度的酸与碱、石油、合成油、溶剂与蒸汽等介质。最高耐压3.5MPa，最高耐温290℃,耐低温一110℃。
2、合成纤维 在盘根的角部结合了合成纤维(SYNTHEPAK)，制成了耐用而无污染、抗磨损的盘根。更适于旋转与复式的运动。适用于酸、碱、气体、石油、合成油、蒸汽、盐水与泥浆的介质。最高耐温290℃,耐低温一110℃ ，最高耐压3.5—17.5Mpa ，转速2250r/min。
3、纤维加黑铅 采用人造纤维普通辫编法而成，含有矿物性润滑剂并进行黑铅处理，质地非常柔软，易于安装，对于旧的及公差较大的机械设备，或稍有磨损的轴，其密封效
果最佳。适用于高转速、低压至中压的旋转式泵、混合机等。最高耐温1770℃ ，最高耐压0.1 MPa ，转速1500r/min。
4、聚四氟乙烯 又称四氟化乙烯(PTFE)盘根，其特性为摩擦系数低，无污染，百分之百抗腐蚀性，故使用范围非常广泛，sty1e5889以内外交错格子编织方式制成，加有特殊润滑剂，质地柔软，耐用寿命长，适合高转速场合使用。适合于制药、食品、炼油、化学及化妆品等工业。最高耐压lOMPa ,最高耐温104℃，转速1500r/min。
5、麻浸四氟 特选长麻纤维，先编成股线，然后含浸聚四氟乙烯，再以普通编织法制成，加有特殊润滑剂，特性坚韧耐用。长久浸于海水中，亦不易腐烂。适用于船舶、纸浆、制糖、电力工业等。最高耐压5MPa，最高耐温104℃，转速1200r/min。
6、石棉浸四氟 采用石棉纤维，先编成股线，然后浸入聚四氟乙烯，再以内外交错格子编织方式制成，加有白色润滑剂以利安装，表面涂上一层聚四氟乙烯，使聚四氟乙烯含量最高达40%以上,适用于制糖、造纸、炼油、化学、纺织、食品等工业，适用于泵、搅拌机及阀杆上。最高耐压1MPa，最高耐温260℃。
7、石棉石墨 盘根的内芯以石棉纤维、石墨片、防锈锌粉及小量粘剂混合而成，外套90%纯白石棉加合金钢丝包衬，表面有石墨粉并经防锈剂处理，专供所有阀杆使用。最高耐压28MPa，最高耐温620℃。
8、石棉加黑铅 采用石棉加上黑铅粉及润滑剂，质地柔软，易于安装调整。本盘根价格适中，用途广泛而实用。适用于蒸汽、水、溶剂、油、瓦斯、酸碱等。最高耐温300℃。
9、棉加天然胶 采用棉纤维与饱和的天然胶而结合成坚固及多层次结构的盘根，用于
热水与冷水、重负荷油压上，经常用于造纸、铸造、泵等。最高耐温120℃ ，最高耐压3.5Mpa。
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