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缺點。本文還對泥狀填料的應用范圍進行分析。
關鍵詞：盤根填料;泥狀填料;填料
以泵類為代表的轉動設備的密封及能耗問題是一個長期以來一直備受人們關注的問題，如何減輕泵類設備的動密封點泄漏，如何提高轉動設備的機械效率是我們一直追求的目標，新型泥狀填料在泵類設備上的應用，使密封技術的發展又向前邁了一步。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用。
1 傳統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構示意圖。盤根填料依靠壓蓋軸向壓緊，產生徑向變形，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壁表面，保證可靠的密封。
圖1 典型盤根填料密封結構示意圖
1 壓蓋螺栓;2 壓蓋;3 軸封箱;4 封液入口;5 封液環;6 盤根填料;7 底(襯)套;A 盤根填料穿透;B 靠軸側泄漏;C 靠箱壁側泄漏
在盤根填料密封中，內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)。
采用傳統盤根對泵類軸端進行密封是一種接觸式密封，是通過盤根與軸套摩擦達到密封效果的。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，而為了減少密封間隙，必須施加壓緊力壓緊盤根，最后盤根被壓實變扁發硬，造成盤根與軸之間出現干摩擦，導致燒軸和出現嚴重磨損，摩擦功耗大，泄漏嚴重，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備停運后方可進行，而且添加工藝要求較多，一般很難把握盤根的壓緊力，這樣就增加了設備啟停次數。
總之，傳統盤根填料有如下缺點： (1)盤根填料與軸直接接觸，且相對轉動，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效率降低。(4)添加須在設備停運后方可進行。因此，防止泵類密封泄漏最為關鍵的措施是：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 新型泥狀填料的結構簡介
新型泥狀填料的結構如圖2所示。填料腔體內填充一種優良的密封軟材料，它是由碳纖維、高純度石墨、聚四氟乙烯、有機密封劑等組成。它耐溫18~200℃，最大壓力0.7MPa，最大線速度8m/s，耐腐蝕性強，適用介質PH值范圍4~13，主要適用于水介質。這種軟填料狀態為膠泥狀，摩擦系數低、混合體之間分子吸引力小。在軸的運轉過程中，填料中的纖維會纏繞在軸上，并隨軸一起轉動，形成一個“旋轉層”， 此“旋轉層”起到了保護軸或軸套的作用，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，并且與填料腔內壁保持相對靜止，在填料腔內形成一個“剪切層”，此時相對旋轉運動的摩擦剪切區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 新型泥狀填料結構示意圖
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，此填料內部層狀剪切，使摩擦發生于填料之間，防止對軸或軸套的磨損，更小的摩擦系數，可以降低摩擦功耗;而且泥狀填料還能帶走輕微摩擦所產生的熱量。這種形式的密封基本解決了傳統密封形式的摩擦問題，而且密封間隙也基本為零，泄漏將以滲漏和擴散為主，這也有別于傳統盤根密封方式。
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，直接從密封水進口處填料，在線維護不用停機，即添加不影響設備的運行，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，只需進行少量補充。
2.4 密封效果
由于該填料呈泥狀，在有壓的情況下結合緊密，形成無縫的合成材料環，形狀與直料箱和軸或軸套的不規則處完全吻合，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，摩擦系數小，有良好的不滲透性，對保護軸套很有利，經比較，軸套的使用周期比傳統盤根密封長一倍多。
3 結束語
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點，但是這種分析只限于中低速泵，因此它可以被廣泛應用于熱力發電廠循環水泵，這將有助于提高循環水泵的效率，從而降低耗電量;同時可延長設備維修周期，降低運行成本，減少由于填料問題引起的停車，從而給企業帶來明顯的經濟效益。
參考文獻：
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