填料密封是指通過預緊或介質壓力的自緊作用使填料與轉動件及固定件之間產生壓緊力的動密封裝置。又稱“填料函密封”。結構形式較多，主要由填料、填料箱和填料固定件組成。常用的填料材料有石棉織物、碳纖維、橡膠、柔性石墨和工程塑膠等，預製成環狀或條狀（有的需預先浸漬潤滑性好的填充物），並採用多環或螺旋狀多層結構。填料箱用以安置填料。填料固定件包括壓蓋、螺栓和彈簧等，用以使填料預緊，工作時阻止介質外漏，彈簧可起補償作用。
基本介紹
定義,原理,分類,毛氈,盤根,材料特性,滲漏原因,
定義
填料密封又稱為壓緊填料（Gland Packings）密封，俗稱盤根（Packings）密封。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採用這種密封形式。而19世紀石油和天然氣開採技術的生產與發展，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。
原理
填料裝入填料腔以後，經壓蓋螺絲對它作軸向壓縮，當軸與填料有相對運動時，由於填料的塑性，使它產生徑向力，並與軸緊密接觸。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。由於接觸狀態並不是特別均勻的，接觸部位便出現“邊界潤滑”狀態，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，良好的密封在於維持“軸承效應”和“迷宮效應”。也就是說，要保持良好的潤滑和適當的壓緊。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乾摩擦，最後導致燒軸和出現嚴重磨損。
為此，需要經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後，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鬆弛。顯然，這樣經常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，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。
分類
毛氈
毛氈密封是在殼體的槽中填以毛氈圈組成的密封結構。
在接觸式密封裝置中，毛氈密封是最簡單的一種，它廣泛套用於低速、常溫、常壓的電機、齒輪箱等機械中，用以密封黃油、滑油。毛氈密封還適於防塵，但不宜用作氣體密封。毛氈密封用作液體密封時，介質的粘度越大則密封效果越好，對於象煤油這一類粘度較小的液體，毛氈密封的效果很差。在毛氈密封中如果使用粗毛氈，則軸的圓周速度只允許在3米/秒以下，若用優質細毛氈，則速度可提高2-3倍，但不能超過10米/秒。如果設計得當，而且軸的硬度高，表面光度好，潤滑充分，那么，在個別情況下毛氈密封還可在20米/秒的高速下正常工作。毛氈密封的使用溫度一般不超過90℃,使用壓力一般為一個大氣壓力。盤根密封在軸與殼體(盤根箱)之間纏繞盤根，然後用壓蓋和螺釘壓緊。盤根密封廣泛套用於各種泵類(如水泵、真空泵等)的密封，用作液體或氣體介質的封嚴裝置。
盤根
盤根密封可用於高溫、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，用於水泵時，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，使盤根劉軸的壓緊力更大，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繫的，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，是由於摩擦產生高溫，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。
材料特性
①有一定的彈性。在壓緊力作用下能產生一定的徑向力並緊密與軸接觸。
②有足夠的化學穩定性。不污染介質，填料不被介質泡脹，填料中的浸漬劑不被介質溶解，填料本身不腐蝕密封面。
③自潤滑性能良好。耐磨、摩擦係數小。
④軸存在少量偏心的，填料應有足夠的浮動彈性。
⑤製造簡單、裝填方便。
滲漏原因
(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。主要是由於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。用於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、乾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、乾裂或喪失彈性。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、壓蓋筒的厚度相對於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。這種情況常見於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,對於同一台離心泵,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、乾涸、溫度等因素的影響,逐漸失去緻密性能而導致滲漏,這種現象在填料密封裝置中較為普遍。
