填料密封是指通过预紧或介质压力的自紧作用使填料与转动件及
固定件之间产生压紧力的动密封装置。又称“填料函密封”。结构形式较多,主要由填料、填料箱和填料固定件组成。常用的填料材料有
石棉织物、
碳纤维、
橡胶、
柔性石墨和工程塑料等,预制成环状或条状(有的需预先浸渍
润滑性好的
填充物),并采用多环或螺旋状
多层结构。填料箱用以安置填料。填料固定件包括压盖、螺栓和弹簧等,用以使填料预紧,工作时阻止介质外漏,弹簧可起
补偿作用。
填料密封又称为压紧填料(Gland Packings)密封,俗称盘根(Packings)密封。盘根密封是最古老的一种密封结构,在我国古代的提水机械中,就是用填塞
棉纱的方法来堵住泄漏的,世界上最早出现的
蒸汽机也是采用这种密封形式。而19世纪石油和
天然气开采技术的生产与发展,使填料密封的材料有了新的发展。到了20世纪,填料密封因其结构比较简单,价格不贵,来源广泛而获得许多
工业部门的青睐。
填料装入填料腔以后,经压盖螺丝对它作
轴向压缩,当轴与填料有相对运动时,由于填料的塑性,使它产生
径向力,并与轴紧密接触。与此同时,填料中浸渍的润滑剂被挤出,在
接触面之间形成油膜。由于接触状态并不是特别均匀的,接触部位便出现“
边界润滑”状态,称为“轴承效应”;而未接触的凹部形成小
油槽,有较厚的油膜,接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫,起阻止液流泄漏的作用,此称“
迷宫效应”。这就是填料密封的机理。显然,良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。也就是说,要保持良好的润滑和适当的压紧。若润滑不良,或压得过紧都会使油膜中断,造成填料与轴之间出现
干摩擦,最后导致烧轴和出现
严重磨损。