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技術知識

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螺桿泵盤根填料的密封原理

日期:2020-12-30 9:04:41

一、盤根填料的密封原理

盤根填料的密封原理主要取決于迷宮效應和軸承效應。

迷宮效應:軸在微觀下表面非常的不平整,與盤根只能部分貼合,而部分未接觸,所以在盤根和軸之間著微小的間隙,像迷宮一樣,帶壓介質在間隙中多次被節流,從而達到密封的作用。

軸承效應:在盤根填料和軸之間會存在著一層薄薄液膜,使盤根填料和軸類似于滑動軸承,起到了一定的潤滑作用,從而避免了盤根和軸的過度磨損。

二、盤根填料對材料的要求

由于受密封介質的溫度、壓力、PH,以及設備的線速度、表面粗糙度、同軸度、徑跳、偏心等因素,就要求盤根材料具有以下特點:

1、有一定的彈塑性

2、化學穩定性

3、不滲透性

4、自潤滑性

5、耐溫性

6、拆裝方便

7、制造簡單,價格低廉。

上述材料特性直接影響著盤根填料的密封性能和使用壽命,而能完全符合上述所有性能的材料很少,所以獲取優質的密封材料和提高其材料性能,一直是密封領域研究的重點。

三、盤根填料的形式和特點

隨著生產工藝的不斷出現,盤根填料的編制形式也逐漸多樣化,根據使用條件和環境的不同,不同的編制形式對密封的性能和受用壽命有著直接的影響。盤根編制填料主要采用的編制形式有:發辮編織、套層編織、穿心編制、夾心編制等。盤根的編制形式和特點如下:

1、發辮編織

發辮編織是用八個錠子在二軌道上運行編織,在四角和中間沒有絨芯,編織的產品斷面為方形,其特點是盤根松散,但對軸振動和偏心用一定的補償作用,只用于小斷面填料,但斷面尺寸大將會出現填料外表花紋粗糙,結構松弛,致密性差的缺點

2、套層編織

套層編織是用8、12、16、24、36、48、60等個錠子在二軌道上編織,根據盤根規格決定套層,一般編織1~4層,中間沒有絨芯,套層填料致密性好,密封性強,但由于是套層,層間沒有纖維相連容易脫層,故多用于靜密封或低速設備。

3、夾心編織

夾心編制是以橡膠或金屬為芯子,纖維在外,一層套一層的編織,層數按需要而定,類似于套層編織,夾心編織致密性較好,強度高,彎曲性能好,密封性好,但與套層結構一樣,表面層磨損后就容易脫落,一般用于泵、閥,極少用于往復設備。

4、穿心編制

穿心編織是用8、12、16、24、36、48、60等個錠子在三或四個軌道上編織而成,斷面呈方形,表面平整,彈性和耐磨性好,強度高,致密性好,與軸接觸面比發辮式大且均勻,纖維間空隙小,所以密封性好,表面層磨損后整個填料不會松散,使用壽命長,是一種比較先進的編織結構。

在選用盤根時,要根據設備的具體工況來選擇盤根的編織形式,才能使盤根發揮出應有的密封性能。

四、盤根填料的分類、組成和應用

由于工況條件的不同,盤根填料的種類也非常的繁多。為了更好的區分和選用盤根,我們通常按盤根填料的主體密封基材的材質將盤根填料分為:

1、天然纖維類盤根

天然纖維類主要有天然棉、麻、毛等為密封基材的盤根

2、礦物纖維類盤根

礦物纖維類盤根主要有石棉類盤根等

3、合成纖維類盤根

合成纖維類盤根主要有:石墨類盤根、碳纖維類盤根、聚四氟乙烯類盤根、Kevlar類盤根、亞克力夾硅膠型纖維盤根等

4、陶瓷和金屬纖維類盤根

陶瓷和金屬纖維盤根主要有:碳化硅盤根、碳化硼盤根、中堿玻璃纖維盤根等,由于單一的纖維材料都或多或少存在一些材料本身所具有的缺點,采用單一的纖維來編織盤根,由于盤根纖維間存在著空隙,容易也引起滲漏,同時有些纖維的自潤滑性差,摩擦系數大,所以要浸漬一些潤滑劑、填充劑及特種添加劑等。來提高填料的致密性和潤滑性,如:混有石墨粉的礦物油或二硫化鉬潤滑脂,還有滑石粉、云母、甘油、植物油等,還有浸漬聚四氟乙烯分散乳液,并在乳液中加以適量的表面活性劑和分散劑等。特種添加劑通常有鋅微粒、阻隔劑、鉬基緩蝕劑等等,來降低盤根填料對設備的腐蝕。

隨著科技的發展,納米技術的應用越來越廣泛,納米技術主要是發掘了材料本身固有的一些隱含特性,有些特性可以降低或消除材料本省的一些弊端,并發揮出材料本身所具有的一些卓越特性。在密封行業中,密封材料的研究和開發一直是行業的尖端技術領域,經國內外知名納米研究機構的長期合作,成功開發出了納米盤根系列,并向國家知識產權局申請了發明專利,同時也開辟了盤根應用的新領域,使盤根填料密封技術跨越性的提高,它的應用使設備的密封性能和使用壽命均有顯著提高,并給用戶帶來可觀的經濟效益。

五、盤根填料材料的性能指標盤根填料的的材料特性直接影響著盤根填料密封性和使用壽命,有以下指標:

1、壓縮率:加載時,材料的厚度壓縮量與初始厚度之比

2、回彈率:固體物質卸載時的回彈量與加載時的壓縮量之比

3、耐磨性:兩材料表面之間相對運動引起的損耗程度

4、自潤滑性:材料自身具有潤滑性的性能

5、應力松弛率:應力松弛狀態下應力衰減的百分數

6、熱失量:物質在規定溫度規定時間內灼燒后失去的質量百分數

7、酸失量:材料在規定操作程序的酸溶液中處理后失去的質量百分數8、堿失量:材料在規定操作程序的堿溶液中處理后失去的質量百分數

盤根填料的的每種材料每個性能指標國家或行業都有嚴格的規定,從而確保盤根的質量能夠得保證。

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