盘根填料的密封原理

一、盘根填料的密封原理

    盘根填料的密封原理主要取决于迷宫效应和轴承效应。

    迷宫效应：轴在微观下表面非常的不平整，与盘根只能部分贴合，而部分未接触，所以在盘根和轴之间着微小的间隙，像迷宫一样，带压介质在间隙中多次被节流，从而达到密封的作用。

    轴承效应：在盘根填料和轴之间会存在着一层薄薄液膜，使盘根填料和轴类似于滑动轴承，起到了一定的润滑作用，从而避免了盘根和轴的过度磨损。

二、盘根填料对材料的要求

    由于受密封介质的温度、压力、PH，以及设备的线速度、表面粗糙度、同轴度、径跳、偏心等因素，就要求盘根材料具有以下特点：
1、有一定的弹塑性

2、化学稳定性

3、不渗透性

4、自润滑性

5、耐温性

6、拆装方便

7、制造简单，价格低廉。
    上述材料特性直接影响着盘根填料的密封性能和使用寿命，而能完全符合上述所有性能的材料很少，所以获取优质的密封材料和提高其材料性能，一直是密封领域研究的重点。

三、盘根填料的形式和特点

    随着生产工艺的不断出现，盘根填料的编制形式也逐渐多样化，根据使用条件和环境的不同，不同的编制形式对密封的性能和受用寿命有着直接的影响。盘根编制填料主要采用的编制形式有：发辫编织、套层编织、穿心编制、夹心编制等。盘根的编制形式和特点如下：

1、发辫编织

    发辫编织是用八个锭子在二轨道上运行编织，在四角和中间没有绒芯，编织的产品断面为方形，其特点是盘根松散，但对轴振动和偏心用一定的补偿作用，只用于小断面填料，但断面尺寸大将会出现填料外表花纹粗糙，结构松弛，致密性差的缺点.

2、套层编织

    套层编织是用8、12、16、24、36、48、60等个锭子在二轨道上编织，根据盘根规格决定套层，一般编织1~4层，中间没有绒芯，套层填料致密性好，密封性强，但由于是套层，层间没有纤维相连容易脱层，故多用于静密封或低速设备。

3、夹心编织

    夹心编制是以橡胶或金属为芯子，纤维在外，一层套一层的编织，层数按需要而定，类似于套层编织，夹心编织致密性较好，强度高，弯曲性能好，密封性好，但与套层结构一样，表面层磨损后就容易脱落，一般用于泵、阀，极少用于往复设备。

4、穿心编制

   穿心编织是用8、12、16、24、36、48、60等个锭子在三或四个轨道上编织而成，断面呈方形，表面平整，弹性和耐磨性好，强度高，致密性好，与轴接触面比发辫式大且均匀，纤维间空隙小，所以密封性好，表面层磨损后整个填料不会松散，使用寿命长，是一种比较先进的编织结构。

    在选用盘根时，要根据设备的具体工况来选择盘根的编织形式，才能使盘根发挥出应有的密封性能。

四、盘根填料的分类、组成和应用

    由于工况条件的不同，盘根填料的种类也非常的繁多。为了更好的区分和选用盘根，我们通常按盘根填料的主体密封基材的材质将盘根填料分为：

1、天然纤维类盘根

天然纤维类主要有天然棉、麻、毛等为密封基材的盘根

2、矿物纤维类盘根

矿物纤维类盘根主要有石棉类盘根等

3、合成纤维类盘根

合成纤维类盘根主要有：石墨类盘根、碳纤维类盘根、聚四氟乙烯类盘根、Kevlar类盘根、亚克力夹硅胶型纤维盘根等

4、陶瓷和金属纤维类盘根

    陶瓷和金属纤维盘根主要有：碳化硅盘根、碳化硼盘根、中碱玻璃纤维盘根等，由于单一的纤维材料都或多或少存在一些材料本身所具有的缺点，采用单一的纤维来编织盘根，由于盘根纤维间存在着空隙，容易也引起渗漏，同时有些纤维的自润滑性差，摩擦系数大，所以要浸渍一些润滑剂、填充剂及特种添加剂等。来提高填料的致密性和润滑性，如：混有石墨粉的矿物油或二硫化钼润滑脂，还有滑石粉、云母、甘油、植物油等，还有浸渍聚四氟乙烯分散乳液，并在乳液中加以适量的表面活性剂和分散剂等。特种添加剂通常有锌微粒、阻隔剂、钼基缓蚀剂等等，来降低盘根填料对设备的腐蚀。

    随着科技的发展，纳米技术的应用越来越广泛，纳米技术主要是发掘了材料本身固有的一些隐含特性，有些特性可以降低或消除材料本省的一些弊端，并发挥出材料本身所具有的一些卓越特性。在密封行业中，密封材料的研究和开发一直是行业的尖端技术领域，经国内外知名纳米研究机构的长期合作，成功开发出了纳米盘根系列，并向国家知识产权局申请了发明专利，同时也开辟了盘根应用的新领域，使盘根填料密封技术跨越性的提高，它的应用使设备的密封性能和使用寿命均有显著提高，并给用户带来可观的经济效益。

盘根填料密封原理依靠迷宫效应和轴承效应。迷宫效应是介质在填料与轴之间多次节流形成的，轴承效应则是填料与轴间形成液膜起到润滑作用。盘根材料要求具有弹塑性、化学稳定性、不渗透性、自润滑性、耐温性等。盘根编制形式有发辫编织、套层编织、夹心编制等，各有不同特点。盘根分类包括天然纤维、矿物纤维、合成纤维和陶瓷金属纤维等。不同工况下选择合适的盘根填料和编织形式很重要。随着技术发展，纳米技术等新技术被应用到盘根填料提高其性能和使用寿命。
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