填料密封具有填料來源廣、加工容易、價格低廉、密封可靠、操作簡單等特點，因此適用范圍較廣。近幾年來隨著密封填料的發(fā)展，填料密封在材料、結構形式以及各種特性方面得到了較大的改善，所以在機械行業(yè)填料密封得到了更為廣泛的應用，取得了良好的經濟效益。

　　一、填料密封的工作機理

　　在機械行業(yè)填料密封主要用作動密封。常用作離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機的轉軸密封，在填料密封的設計選擇上，應以機械設備的工作條件為主要考慮因素，填料的選擇應考慮具備如下條件：

　　1、有一定的塑性，在壓緊力作用下能產生一定的徑向力并與緊密軸接觸。

　　2、有足夠的化學穩(wěn)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、填料自潤滑性能良好，耐磨，摩擦系數小。

　　4、軸存在少量偏移時，填料應有足夠的浮動彈性。

　　5、制造簡單、填裝方便

　　為此，需要經常對填料的壓緊程度進行調節(jié)，使填料中的潤滑劑在運行一段時間而有所流失之后，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。當然這樣經常擠壓填料，最后將使浸漬劑枯竭，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。

　　二、盤根填料在水泵使用中存在的問題

　　水泵的軸封一般采用油浸石棉盤根或油浸棉紗盤根。油浸石棉盤根具有耐熱性、柔軟性好、強度高等優(yōu)點，但它也有致命的缺點：編結后表面粗糙、摩擦系數大、有滲漏現象，另外使用久了浸入的潤滑劑容易流失。浸油棉紗盤根在水中長期浸泡會變得很硬，而且由于膨脹系數大，摩擦力較大。在實際生產中，經常出現這樣的狀況：新修好的設備，開始運行時軸封狀況良好，但用不了多久，泄漏量便不斷增加，調整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運轉不到一個周期，軸套就已磨損成花瓶狀，嚴重時還會出現軸套磨斷，并且水封環(huán)后面更換不到的盤根均已腐爛，無法起到密封作用。

　　總的來開，盤根填料具有如下缺點(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及時散掉，盤根密封必須保持一定量的泄漏，而且不易控制。(3)盤根與軸或軸套間的摩擦，造成電機有效功率降低，消耗電能，有時甚至達到5%-10%的驚人比例?？偟膩砜矗P根填料具有如下缺點：從填料密封的原理來看，流體在密封腔內可泄漏的通道有三處：其一是流體穿透纖維材料造成泄漏;其二是從填料與填料箱體之間泄漏;其三是從填料與軸表面之間泄漏。因此防止水泵泄漏最為關鍵的措施是：(1)合理選擇密封填料;(2)設計合理的密封腔體，調整適當的密封壓緊力。

　　三、組合軟填料密封的設計

　　設計的填料腔結構如圖2所示。填料腔體內填充一種優(yōu)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。它耐熱-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(tài)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，減小了動力消耗;隨著“旋轉層”直徑的逐漸增大，軸對纖維的纏繞能力將逐步減弱，沒有與軸纏繞，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(qū)域就存在于填料中間而不是存在于填料與軸之間。另外在注入的填料兩端壓入聚四氟乙烯編結填料，利用此編結填料端環(huán)將混合軟填料壓緊。為了使軸在高速轉動過程中，混合軟填料不被擠壓摔出，特意在填料腔體和壓蓋處設計加工了螺旋槽，值得注意的是填料兩端的螺旋槽方向應互為相反，這樣保證軸旋轉時能產生使混合填料受到向內的泵送作用，有效防止了填料的飛濺。

　　四、水泵試驗情況

　　組合填料設計制作完成后，在水泵試驗臺上進行試驗。試驗臺設計工況如下：電機轉速1500r/min，工作壓力1MPa，介質為清水，介質溫度常溫。

　　填料裝填過程按如下操作步驟進行(1)清理填料腔，檢查軸表面是否有劃傷、毛刺等現象，保證軸的粗糙度達到圖紙要求Ra1.6;(2)用百分表檢查軸在密封部位的徑向跳動，其公差應在0.03mm-0.08mm范圍內。(3)裝填時對編結聚四氟乙烯端環(huán)最好先取一根與軸同尺寸的木棒，將編結聚四氟乙烯纏繞在木棒上，再用刀切斷，切口最好成45o斜面，用一與填料腔同尺寸的木質兩半軸套，合于軸上將編結填料推入腔的深部，并用壓蓋對木質軸套施加一定壓力，使之預壓縮，注意保持編結填料在腔底部平整。(3)注入混合膠泥狀填必須邊注入邊用木質軸套壓緊，最后再用編結聚四氟乙烯壓在填料腔的外邊，均勻上緊壓蓋，同時用手轉動主軸，使裝填后的壓緊力趨于拋物線分布，然后將壓蓋稍放松，填料裝填完畢。進行運轉試驗，剛啟動運轉時，泄漏情況以間斷滴漏為主，當泄漏增大時，適當調緊壓蓋螺栓。若發(fā)熱過大，將螺栓放松一下。運行正常后，泄漏基本停止。試運行60h后，打開填料密封腔觀察，編結聚四氟乙烯端環(huán)形狀保持完整，混合軟填料沒有摔出現象，軸上毫無磨損跡象。

　　五、結論

　　1、組合式軟填料有效提高了泵的機械效率，減少了對軸的磨損。由于填料壓蓋處可保持長期不滴漏，保護環(huán)境。

　　2、維護保養(yǎng)方便，在泄漏量大時，可進行不停工注入填料，延長了泵的連續(xù)工作時間，節(jié)約了人工和維修的費用。據初步估算節(jié)約的能耗每臺泵每年節(jié)約上萬元。

　　3、組合式軟填料具有廣闊的應用價值