填料(盘根)密封的原理

　　填料密封是将填料装在阀杆与填料函之间，防止介质向外渗漏的一种动密封结构。

　　填料密封结抅有压盖式，0形圈式、波纹管式等类，按填料函（箱）内部结构可分为一般式、分流环式、内紧式等。根据使用的填料材料可分非金属填料、金属填料和复合材料。还可以不同的定义将填料细分许多种。目前阀门中使用最多的，是压缩填料，它是按使用条件不同，把各种材料组合起来制成绳状、环状的密封件。近年来出现了一种柔性石墨填料和膨胀聚四氟乙烯填料，它具有非常优异的性能，越来越多的应用在阀门的填料密封中。如果说选用合适的填料是满足各种不同工况条件的重要因素，那么填料的正确安装是保证这一因素充分发挥能力的决定因素。

　　1.轴承效应原理

　　填料由于压盖施加其上的载荷，使它产生塑性和弹性变形，填料在作轴向压缩的同时，也产生径向力，并与阀杆（或轴）以及填料函孔紧密贴合。当阀杆与填料作相对运动时，由于填料的自润作用或产生的油膜，使填料与阀杆之间边界保持润滑状态，阻止延迟填料与阀杆的磨损，较长期地保持紧密的贴合。这种边界润滑状态，虽说不十分均匀，有些类似滑动轴承的作用，称为“轴承效应”。

　　2.迷宫效应原理

　　填料与阀杆相接触有一定的深度(即接触长度)。由于制造误差的存在，在阀杆运动时，不可避免地在填料与阀杆之间产生微小的、不规则的运动间隙，使填料与阀杆的接触长度上形成“迷宫”现象，起着节流和防止介质泄漏的作用，这种作用称为“迷宫效应”。填料在阀杆运动中，依靠它的可塑性和回弹性，填补运动间隙，使填料保持与阀杆的紧密贴合，维持“迷宫效应”。

　　“轴承效应”和“迷宫效应”是填料维持密封的原理。要使填料密封良好，不泄漏，那么必须有良好的润滑和适当的压紧载荷。

　　压盖压紧力的确定

　　压盖的压紧力与介质压力和其他因素有关，主要是介质的压力，压紧力与介质压力成正比关系。对保证密封的填料压紧力有多种计算方法，我国对压盖的压紧力公式是；

　　Q=2.356(D²—d²)P×100

　　式中Q——压盖的压紧力，N；

　　　　D——填料函（箱）的内径，cm；

　　　　d——阀杆外径，cm；

　　　　P——介质压力，MPa。

　　填料的高度一般与介质压力成正比，压力高所用的填料圈数亦应多些。这样，会认为填料越多越好，这是不正确的。在实际应用中因为填料圈数过多，由于填料的摩擦力，压紧填料的力不易传到下部的填料，填料函中最下面的几圈填料因压紧力不够，而不能很好地密封，反而增如了填料对阀杆的摩擦力，致使操作力矩增大。现在，我国对填料函的深度已作了具体规定，制订了相应标准。

　　填料密封结构，是动密封的一种形式，它的泄漏率比垫片大得多。填料的泄漏形式主要是界面渗漏。对于编织填料有一部分为渗透泄漏，所以，往往在这类填料中加金属片、丝或聚四氟乙烯，用以解决渗透泄漏。

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