填料塔的结构及其工作原理 填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。 以下讲一下填料塔的结构特点： 填料塔是以塔的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 填料的分类 填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。 1．散装填料 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 （1）拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。
阀门填料密封知识 填料是动密封的填充材料，用来填充填料室空间，以防止介质经由阀杆和填料室空间泄露。填料密封是阀门产品的关键部位之一，要想达到好的密封效果，方面是填料自身的材质，结构要适应介质工况的需要，另方面则是合理的填料安装方法和从填料函的结构上考虑来保证可靠的密封。 一、对填料自身的要求 1、减少填料对阀杆的摩擦力； 2、防止填料对阀杆和填料函的腐蚀； 3、适应介质工况的需要。 二、常用填料品种 因为资料介绍用于各种工况条件下的品种达40 余种，而通用阀门中最常用的不过几种或十几种 1、盘根型 A 、橡胶石棉盘根：XS250FXS350FXS450FXS550F ； B 、油禁石棉盘根：YS450FYS350FYS450F ； C、浸聚四氟乙烯石棉盘根； D、柔性石墨编织填料：根据增强材料的不同可分别耐温300 C 450 C 600 C 65 0 C； E、聚四氟乙烯编织填料； F、半金属编织填料，以夹有不锈钢丝、铜丝的石棉做为芯子。外表用夹铜丝、不 锈钢丝、蒙乃尔丝、固康镍尔丝的石棉线编织起来。根据用途其表面用石墨、云母、硫化钼润滑剂处理。也有的以石棉为芯，用润滑的涂石墨的铜铂扭制而成。 2 、成型填料成型填料即压制成型的填料其品种有 A、橡胶 B、尼龙 C 、聚四氟乙烯
D、填充聚四氟乙烯（增强聚四氟乙烯）增强材料为玻璃纤维，一般为8?15 %玻璃纤维。 E、柔性石墨环 三、注意事项 1 、盘根型填料切断时用45 。切口，安装时每圈切口相错180 ； 2、在高压下使用聚四氟乙烯成型填料时要注意其冷流特性； 3、柔性石墨环单独使用密封效果不好，应与柔性石墨编织填料或YS450 （看温度 情况）组合使用，填料函中间装柔性石墨环，两端装编织填料，也可隔层装配即一层柔性石墨一层编织填料，也可在填料函中间放隔环，隔环上下分别成两组组合装配的填料； 4、石墨对阀杆填料函隔有腐蚀使用中应选择加缓腐蚀剂的盘根； 5、柔性石墨在王水、浓硫酸、浓硝酸等介质中不适用； 6、填料函的尺寸精度表面粗糙度，阀杆尺寸精度和表面粗糙度是影响成型填料密封性的关键；
目录
前言 世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难，对有害气体的控制更必不可少。 一．设计任务书 1.设计目的 通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。 2.设计任务 试设计一个填料塔，常压，逆流操作，操作温度为25℃，以清水为吸收剂， ，气体处理量为1500m3/h，其中含氨%（体积分数），吸收脱除混合气体中的NH 3
要求吸收率达到99%，相平衡常数m=。 3.设计内容和要求 1）研究分析资料。 2）净化设备的计算，包括计算吸收塔的物料衡算、吸收塔的工艺尺寸计算、填料层压降的计算及校核计算。 3）附属设备的设计等。 4）编写设计计算书。设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等，格式参照学校要求。 5）设计图纸。包括填料塔剖面结构图、工艺流程图。应按比例绘制，标出设备、零部件等编号，并附明细表，即按工程制图要求。图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图规范要求。 6）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二．设计资料 1.工艺流程 采用填料塔设计，填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。结构较简单，检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。 2.进气参数 进气流量: 1500m3/h 进气主要成分：NH 3
第3期（总第202期） 2017年6月机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEEＲING ＆AUTOMATION No．3Jun． 文章编号：1672-6413（2017）03-0111-02 液压阀的密封结构设计改进 李森源 （运城职业技术学院，山西 运城044000） 摘要：通过分析液压阀的密封结构，发现了液压阀泄漏是由于密封结构设计不合理所造成，因此对液压阀的密封结构进行了重新设计，经过反复试验研究，证明该设计可提高密封性能。关键词：液压阀；密封结构；改进中图分类号：TH137.52 文献标识码：A 收稿日期：2017-02-24；修订日期：2017-04-29 作者简介：李森源（1959- ），男，山西运城人，高级工程师，本科，研究方向：机械制造。0 引言 液压操纵阀、液控单向阀等属于现代机械化采煤综采液压支架的控制操纵阀类，主要用来控制液压支 架的升降、 支撑和移动。山西新型煤矿机械厂在新产品试制时， 阀的性能试验合格率仅有60% 70%，不合格的主要原因是密封不可靠、缓慢泄漏、性能不稳定、寿命较短。 为了提高液压阀的密封性能及使用寿命，我们针对阀体内腔部分的几个主要密封结构进行了反复试验 研究， 对结构进行了改进，最后达到了满意效果。1阀座与阀杆的密封结构改进1．1原密封结构分析 原液压阀的密封结构大量采用了阀座与阀杆的锥面密封结构，两者的密封锥面角都设计成90??0．2?（阀座锥角为α、阀杆锥角为β），如图1所示。阀座选 用非金属材料聚甲醛， 而阀杆选用金属材料1Cr13不锈钢，其密封机理是：在弹簧力和液压力的作用下，两锥面接触形成环形密封带，密封带宽度一般为5mm 6mm 。这种锥面结构的角度设计有以下不足： （1）工艺性差。因为两锥面正好设计成90??0．2?，用普通设备来加工是很难保证的，给加工和测量带来较大的困难。 （2）抗污染性能差。如果两个锥面的角度完全相同，形成较宽的密封带时，因为液体里面免不了有一些小污点，像铁屑、灰尘等杂物，由于密封时较大的锥面接触，使得杂物很容易夹在两锥面之间，结果造成因密封不严而泄漏。 （3）在阀内左、右两腔的液力差作用下密封不可 靠。假设：d 2=2d 1，d 3=1．5d 1，会出现如下情况：①如 果角α=90?+0．2?，β=90?－0．2?，即α＞β，阀座与阀 杆在A 处（见图1）形成密封带，由于d 3＞d 1，左腔的压力p 2=d 3σ（σ为压强），右腔的压力p 1=d 1σ，所以p 2＞p 1，那么液压力能使阀杆与阀座较好地结合，还可以 密封；②如果α=90?－0．2?， β=90?+0．2?，则α＜β，阀座与阀杆在B 处（见图1）形成密封带，由于d 2=2d 1，左腔的压力p 2=d 3σ=1．5d 1σ，右腔的压力p 1=d 2σ=2d 1σ，所以p 1＞p 2，那么液压力将阀杆与阀座推开，会造成大量漏液而无法密封。所以这样的锥面密封结构很不可靠。 1．2阀座与阀杆密封结构的设计改进 经过实验研究发现，阀座与阀杆最理想的密封结构是将阀座锥面设计成α=100?，阀杆锥面设计成β=90?，这样阀座与阀杆接触时能很好地保证在A 处形成密封环带。因为工作压力较高，随着阀座的微量变形，再加上阀座与阀杆角度差不大，在A 处实际上形成0．5mm 1mm 的小密封环带，所以两者能够很好地吻合。改进后的阀座阀杆锥角密封结构如图2所示。 图1原阀座阀杆图2改进后的阀座阀锥角密封结构杆锥角密封结构 图2所示的这种结构有以下优点： （1）密封很可靠。由于阀座与阀杆密封锥面有角度差，因此准确地确定了密封带的位置，几乎形成了线
17.2填料塔结构设计 一、液体分布器 （喷林装置） 1、典型结构： （1）管式喷洒器 （2）莲蓬式喷洒器 （3）多孔直管分配器 （4）多孔盘管分配器 （5）溢流管式分配器 （6）筛孔盘式分配器 （7）槽式分配器 （8）排管式分配器 2、各结构特点 二、填料 自学 三、填料支承 1、支承要求 有足够的强度和刚度 而且有足够的自由截面 使支承处不发生液泛 2、类型 栅板 气体喷射式支承板 ???梁型钟罩型 四、液体再分配器 1．填料层的分段原因 P341 倒二行~~P 342 第一行 2．再分配器的作用： 收集上段填料层的液体，并使其在下段填料层重新均匀分布。 3．再分配器的类型 （1）分配锥 （2）边圈槽形分配器 （3）升气管式分配器 （4）斜板复合式分配器 五、除沫器 1．作用： 减少液体夹带，确保气体纯度，保证后续设备正常工作。 2．使用条件： 在空塔气速较大，塔顶溅液现象严重时，以及工艺过程不允许出塔气体夹带雾滴的情况下设置 3．除沫器的类型 （1）折板除沫器 （2）涤网除沫器 六、裙座结构 1．裙座的组成 座体、排净孔、基础环、筛板、盖板、人孔、管线引出孔、排气孔、保温支承圈 2．裙座与壳体的连接 （1）对接焊缝 座体外径与壳体外径相同 适用于一般情况下
（2）搭接焊缝 座体内径与壳体外径相同 由于受力较差对小塔或受力较小的情况下用 3．裙座的材料 采用普通碳钢考虑操作条件载荷封头材料等的因素取 七、管口结构及其他 1．进气管口 2．液体出口管 D大小取人、手孔倾斜安装 3．填料出口按N 4．其他结构同一般的容器相同 填料塔结构原理 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。 的塔身是一直立式圆筒（如上图所示）， 塔身 底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
阀杆是带动启闭件使阀门开启和关闭的重要部件，因为阀杆是可动件。所以是最易产生外漏的部位。因此，阀杆密封对于阀门来讲是非常重要的。 阀杆的密封通常用压缩填料。压缩填料是指压入填料函内使阀杆周围密封的软质材料。填料作用于横向支撑面上的压力如果等于或高于介质压力，而且也足以能使在横向面上的泄漏沟闭合，则填料就能对介质起到密封。 压紧填料压盖所产生的密封压力使填料向横向扩张。如果填料传递压力的方工与介质相同，是施加于填料端面的压力就在横向支撑面上产生相同的压力。因此，填料受到填料压盖的紧，填料横向的压力经常要比介质压力高出由填料压盖施加的一个压力值，这时就会自动起到密封作用。 1．压缩填料的结构 大部分压缩填料由于考虑到石棉的性能故都采用它的纤维作基料。它基本上不受多数介质、温度和时间的影响，是一种好的导热体。石棉的缺点就是润滑性差，因此必须填加不妨碍石棉性能的润滑剂，如石墨粉和云母粉。由于这种混合物仍具有渗透性，故还要加注液体润滑剂。 聚四氟乙烯具有皱缩率最小、缩小率最低，且具有摩擦系数小的特性。对于大部分的腐蚀性介质具有较高的抗腐性能。聚四乙烯填料在填料处的工作温度－150~260度之间。在这一温度范围内，它是一种高性能、多用途的阀杆填料。 柔性石墨具有耐高温的特性，它还具有摩擦系数小且耐大部分腐蚀性介质，在填料处的工作温度可达600度，故电站、石化等部门高温处的阀门都使用柔性石墨填料。
2．填料对不锈钢阀杆的腐蚀 不锈钢阀杆，特别是用铬13系钢做的阀杆，与填料接触的表面经常受到腐蚀。这种腐蚀常发生在使用前的贮存阶段，这是由于经过水压试验后的填料被水饱和的缘故。如果在水压试验后立即投入使用就不会发生腐蚀。从理论上讲，处于湿润填料之中的不锈钢阀杆其所以被腐蚀，是由于被填料所包围的阀杆表面处在脱氧环境之中的结果。这种环境影响了金属的活化与钝化特性。不锈钢氧化保护层表面的缺氧敏感点上产生了许多小的阳极，这些阳极与发生阳极作用的大量残留的钝性金属一起，就使金属内部产生原电池的作用。通常用于填料中的石墨作为阳极材料作用于阀杆钢的阴极场增强了原电池电流强度，从而大大加剧了对原始腐蚀点的腐蚀。 3．阀杆密封填料的形式 唇形填料 唇形填料由于其唇片柔软，在介质压力作用下会横向扩张紧贴在挡壁上，这种扩展型填料可以使用在压缩填料中，不能用相对较硬的材料。唇形填料的缺点是其密封作用只是单方向的。 大部分用于阀杆的唇形填料是用纯聚四氟乙烯或填充聚四氟乙烯制造的。但也有使用纤维加固的橡胶或皮革制做的。主要是用在液压方面。大部分用做阀杆的唇形填料做成V型。这样即便于安装又便于扩充。 挤压式填料
6 填料塔的结构设计 I. 塔径计算 计算公式： D = ① 塔填料选择 须知： 相对处理能力：拉西环<矩鞍<鲍尔环<阶梯环<环鞍(填料尺寸相同，压降相同) 对于规整填料，分离能力：丝网类填料>板波纹类填料，板波纹填料较丝网类有较大的处理量和较小的压降。250Y ——250指的是填料的比表面积，Y 指的是波纹倾角为45o ,X Y 指的是波纹倾角为30o 填料选择的三步骤：选材质→选类型→选尺寸(径比应保持不低于某一下限值，以防止产生较大的壁效应，造成塔的分离效率下降。) 选尺寸说明：填料尺寸大，成本低，处理量大，但效率低。一般大塔常使用50mm 的填料。 塔径/mm 填料尺寸/mm D<300 20~25 300
轴封逆止风阀存密封结构改进措施 国内某核电轴封风机长期以来频繁损坏给机组带来严重安全隐患，结合多次抢修经验判断风机频繁故障的主要原因为风机出口逆止阀内漏造成，调查对比分析研究制定方案，最终成功实施了对此类逆止风阀阀座的改造，彻底解决了此类阀门密封性不严的现象，消除了由风阀内漏导致的风机振动，为整个轴封系统的运行提供有力保障，保证机组安全稳定运行。 标签：轴封系统、逆止风阀、密封性、改进措施 前言 汽轮机轴封系统的功能是对主汽轮机、给水泵汽轮机的轴封和主汽轮机截止阀及调节阀的阀杆提供密封蒸汽，用以防止空气进入和蒸汽外漏。在汽轮机启动时，向主汽轮机的高、低压缸端部轴封、给水泵汽轮机端部轴封及主汽轮机的截止阀和调节阀的阀杆密封供汽，防止空气进入汽缸，影响抽真空。正常运行时，将高压缸轴封蒸汽导入低压缸轴封，防止空气漏入，影响凝汽器真空。 1原因分析 国内某核电轴封风机长期以来故障频繁，主要问题来自于轴封风机轴承的损坏，这给机组带来严重安全隐患，结合现场多次抢修经验，分析微动磨蚀的机理，基本判定风机损坏为轴承微动磨蚀造成的影响。并且在现场进行故障风机维修期间发现备用列风机出口逆止阀密封性较差，可目视观察阀板存在间歇性微开、关闭、抖动现象，与轴承微振磨蚀机理基本吻合，经分析应为运行列风机气流沿出口管返至此阀门位置，当逆止阀密封性不满足系统运行要求的情况下，气流在风机内部形成涡流扰动引起风机振动，最终造成风机轴承出现微动磨蚀损坏，影响风机正常运行。 目前国内核电站使用的轴封逆止阀型号众多，结构与应用情况也不尽相同，大多为不锈钢材质双片阀板旋起式结构，金属硬密封止回阀，型号结构说明参见图1： 由于整个材料经过加工、组合制作、高温焊接等工序逐一完成后，阀板不可避免存在一定程度变形，且该逆止风阀设计之初未考虑阀瓣与阀体流道成完全垂直状态下，受阀板自身重力原因会产生向出口侧的一个施加力，该应力会直接影响阀门关闭期间密封的建立，形成流场扰动阀板，即便阀门处于关闭状态下仍然无法使阀板与阀座有效贴合密封。所以当对该逆止风阀密封性能要求较高时，该逆止风阀无法满足所需达到的密封效果。 2改造实施 总结同类阀门维修经验，调查对比分析研究制定方案，经过详细计算、多方
第10章填料密封简介、填料密封改机械密封 1、填料密封简介，填料密封是一种最古老的密封方式，在中国已有上千年的历史。它最早是以棉、麻等纤维填塞在泄漏通道内来阻止液流泄漏，主要用作提水机械的密封。国外迟至1782年才使用填料，当时作为蒸汽机的轴封，用与压力在0.05mpa的蒸汽。由于填料来源很广，加工容易，价格低廉，密封可靠，填料密封操作简单，所以沿用至今。 由于密封填料有了很大的发展，在材料、结构型式及各种特性方面都有极大的改善，所以在机械行业中，填料密封应用很广。填料密封主要用作动密封。它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌等转轴密封，往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封，以及各种阀门阀杆的旋动密封等。为了适应上述设备的工作条件，填料密封必需具备下列条件： ⑴有一定的塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。 ⑵有足够的化学稳定性，不污染介质，填料不被介质泡胀，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。 ⑶自润滑性能良好，耐磨，摩擦因数小。 ⑷轴存在少量偏心时，填料应有足够的浮动弹性。 ⑸制造简单，填装方便。
填料的种类很多，可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类，最常用的有下列四类： 绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。 2、填料密封的机理 填料装入填料腔以后，经压盖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。为此，需要经常对填料的压紧程度进行调整，以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后，再挤出一些润滑剂，同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。显然，这样经常挤压填料，最终将使浸渍剂枯竭，所以定期更换填料是必要的。此外，为了维持液膜和带走摩擦热，有意让填料处有少量泄漏也是必要的。 3、填料密封的种类、要求及其使用条件
填料塔得结构及其工作原理 填料塔得作用就是起到吸收作用,就是化工、石油化工与炼油生产中最重要得设备之一。 以下讲一下填料塔得结构特点: 填料塔就是以塔内得填料作为气液两相间接触构件得传质设备。填料塔得塔身就是一直立式圆筒,底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌得方式放置在支承板上。填料得上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层得空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中得趋势，使得塔壁附近得液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器与液体再分布器两部分,上层填料流下得液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大,分离效率高，压降小,持液量小,操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合得物料;对侧线进料与出料等复杂精馏不太适合等。 填料得分类 填料得种类很多,根据装填方式得不同,可分为散装填料与规整填料。 １.散装填料 散装填料就是一个个具有一定几何形状与尺寸得颗粒体,一般以随机得方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型得散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于１９14年由拉西(F、 Rａshching)发明,为外径与高度相等得圆环。拉西环填料得气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。
浅谈阀杆密封材料如何选用 目录 一．阀杆常用材料 二．阀杆密封材料介绍 我们常说的阀杆其实就是用于阀门调节或者实现阀门开关功能的传动机构，阀杆属于阀门的重要部件，它上接阀门手柄，下接阀芯，通过带动阀芯的移动来实现对阀门的控制。 一．阀杆常用材料 阀杆材料通常采用的是铜合金，这是因为管路通常运输的都是流动性较强的液体和气体，在运输过程中不可避免的会对阀门结构产生一定程度的侵蚀，所以采用耐腐蚀性较强的铜合金可以确保阀杆具有较长的使用寿命。 不过现在也可以40Cr、铬锰合金钢等，经过镀铬处理之后，合金钢就可以在温度小于450℃的水、蒸汽和石油等流体的传送管道中作为阀杆来使用。而且合金钢还具有优秀的机械性能，与铜合金相比存在一定的价格优势，所以在适合的使用条件下合金钢是不错的选择。 二．阀杆密封材料介绍 但是，无论使用哪种材料的阀杆都需要进行密封，确保流体运输过程中不会因为缝隙发生喷涌现象。阀杆的密封材料通常使用的是石棉、聚四氟乙烯、柔性石墨。在这三种密封材料中，石棉需要添加一些辅助材料，像云母粉或者石墨粉这些不会影响石棉的性能同时又可以弥补石棉润滑性差的辅助性材料。 柔性石墨因其摩擦系数小、缩水率较低，同时还具备对绝大多数腐蚀物质都具有抵抗性的特点因此也可用于阀杆的密封，不过在极少数对石墨具有腐蚀性的流体运输管道中石墨密封材料自然就不适用。同时石墨才来哦还有一个众所周知的特点那就是优秀的耐高温性能，所以在输送温度较高的流体时可以采用石墨作为阀杆的密封材料。 而聚四氟乙烯材料具有皱缩率小、缩水率低的特点，较小的摩擦和乙烯材料与生俱来的优秀防腐性能使得聚四氟乙烯成为很受欢迎的阀杆密封材料。而且聚四氟乙烯具备其他阀杆密封材料所没有的耐低温特点，在零下150℃到260℃之间都可以正常使用，所以聚四氟乙烯是一种高性能、用途广的阀杆密封材料。 在选择阀杆密封材料时，根据管路运输流体的特性来选择合适的性价比更高阀杆密封材料，如果对阀杆寿命有特殊要求，就要着重于阀杆密封材料是否会对阀杆本身产生损害。 版权所有淄博齐鞠机械设备有限公司 官方网址：https://www.doczj.com/doc/5c4417168.html,
调节阀填料密封的原理与实际应用李庆 发表时间：2019-06-21T16:10:29.920Z 来源：《建筑细部》2018年第25期作者：李庆 [导读] 为用户解决了现场危险隐患，同时也为公司挽回了一定的经济损失，给今后的阀门设计、制造以及产品具有稳定的使用性能奠定了基础。 摘要：调节阀在石油化工等行业生产中占有十分重要的地位。调节阀的填料是装在调节阀上阀盖的填料函中，其作用是利用填料的弹性，阻止工艺介质因阀杆的往复运动而在阀杆处引起的泄露。可是在生产，由于种种原因，致使阀杆填料密封泄露。在每年的调节阀故障处理中，阀杆填料密封的泄露占相当大矜比例。阀杆填料密封的泄漏，使介质外漏，如果有易燃易爆或者有毒的有害介质的泄漏，则容易发生火灾、爆炸、中毒和人身伤亡事故，外漏的介质污染环境，给人们的身体健康和生命安全造成危害。泄漏对安全生产有着严重的威胁，甚至造成装置非计划停车，影响企业的经济效益。因此，研究调节阀阀杆填料密封泄漏有着重要的意义。为了解决这一问题，根据对阀杆填料密封的理论分析，找出了影响阀杆调料密封泄漏的原因，提出了提高调节阀填料密封性方法。 关键词：调节阀填料；密封原理；实际应用 1 概述 调节阀作为管道系统中的一个重要组成部分，应保证安全可靠的执行管道系统对阀门提出的使用要求。密封填料是调节阀阀杆动密封的主要密封部件，用来填充填料箱空间，以防介质经由阀杆和填料箱空间泄露。填料密封是调节阀产品的关键部位之一。要想达到良好的密封效果，一方面是填料自身的材质，结构要适应介质工况的需要；另一方面是密封填料要有良好的弹性及光洁度，具备了以上两点要求，填料才能有良好的密封性能。 调节阀在常温介质中一般都选用四氟材料，来加工密封填料。公司有一批调节阀是常温介质，使用四氟材质的密封填料在使用中出现了填料函处介质外漏现象，给用户现场造成了很多麻烦。为了解决现场介质外漏问题及为了使密封填料获得更好的密封性能，结合现场出现阀杆处介质外漏问题，进行了密封填料结构的改进，有效地解决了现场介质外漏问题，为公司挽回了信誉，同时也得到了用户的好评。 2 分析 2.1 密封填料的作用阀门的密封分为两种，即外部密封和内部密封，对于控制阀的外部密封，即填料密封，结合相关资料及现场的使用反馈，对其结构进行分析，从而进行结构改进来满足调节阀现场使用性能。 调节阀部分由阀门的内件和阀体组成，阀的内件包括阀芯、阀杆、填料函和上阀盖等，其中填料函部件用于对阀杆的密封，是用弹性方法防止工艺介质通过往复式运动而在阀杆表面产生泄漏，它是阀体不可分割的一部门。阀门的阀杆密封几乎都是利用填料函来实现的。 2.2 常用四氟填料结构介绍四氟密封填料在阀门的使用中是非常重要的动密封组件，常见的结构有以下几种结构形式： 四氟盘根组合填料结构：此种结构的密封填料，在使用中经常出现阀杆摩擦力大，阀杆出现爬行现象，从而影响阀门的调节性能，进而对阀门的使用性能产生不良影响。 V型组合填料结构：此种结构的填料由于是由四氟棒料车削而成，零件的光洁度相对于四氟盘根填料来说有所提高，其对阀杆产生的摩擦也小，因此对阀杆的爬行现象有所改善。但由于是车削加工，由于四氟材料受温度的影响比较大，所以车削过程中产生的热对零件的尺寸公差产生影响，从而使得零件的尺寸不稳定进而影响V型组合填料在使用中的密封性能，阀门在现场使用中经常会出现介质外漏现场，给用户造成很不好的影响。 2.3 密封填料理论计算分析密封填料按其结构和作用分为5个部分：填料压板、填料压盖、V型填料、垫片和弹簧。填料内唇边内径小于阀杆外径，外唇边外径大于填料腔内径，当填料和阀杆一起装入填料腔后便有一定变形，当在内压的作用下唇尖向阀杆和填料腔壁挤压，形成较高的接触压力，这样介质便难以通过，即使通过了第一道填料层，内压损失也会很大，通过第二、三个填料层时，内压已经损失殆尽，这就是填料的密封作用。 3 改进 针对以上对密封填料结构介绍分析及理论计算公式为依据，为了使填料获得更稳定的使用性能及密封性能，对现有填料函密封结构、填料结构及填料成型工艺进行了以下改进。 3.1 填料函结构改进结合现场的实际工况及理论计算分析，将填料函结构形式有原来的压入式填料函结构改为旋入式填料函结构。改进后的填料函结构使得填料所承受的压紧力均匀，不会因为填料局部受力过大而产生的变形，从而造成阀杆摩擦力大而产生的爬行现象或填料拉伤而产生的介质外漏现象。同时压盖上的防尘圈可以有效地防止外界的灰尘或杂质进入填料函，破坏填料与阀杆间的密封面，从而造成的介质外漏。压盖密封套合理的长度设计，保证填料函始终清洁，使得密封性能更加稳定。 3.2 填料结构的改进普通的V形四氟填料开口角度为90°，在使用中出现了现场介质外漏的现象，为了保证密封填料在不断变化的工况下具有更好的密封性能，在V形填料的下端V字口处增设U形槽，并将V形开口角由原来的90°改为79°。经过工厂实验及现场实际使用验证，改进结构后的填料弹性更好，更有利于密封。 3.3 零件成型工艺的改进为了使填料取得更加稳定、可靠的密封性能，结合四氟材料自身的性能，针对密封填料零件的成型工艺进行了改进，由原来的四氟棒料车削成型改进为聚四氟乙烯粉模压―烧结―成品零件，此种成型工艺使得零件的尺寸稳定、光洁度也得到了提高，更有利于填料的密封。 4 在实际中减少填料泄漏的方法 4.1填料结构的改进 大多数阀杆填料泄漏的解决办法是调整填料压盖。由于传统的填料是压实的并且随着时间而磨损，而且没有足够的弹性来补偿，因此，必须调整调料压盖。 采用弹簧加载来补偿填料的应力松弛可使阀杆密封更加持久。如果没有弹簧加载，随着填料在使用过程中被压实，作用在填料上的压缩载荷迅速降低，这是因为在填料掩盖螺栓中贮存的应变能很小。采用弹簧加载后，储存在弹簧中的总应变能可达到前者的20-25倍。因
1.填料塔的一般结构 填料塔可用于吸收气体等。填料塔的主要组件是：流体分配器，填料板或床限制板，填料，填料支架，液体收集器，液体再分配器等。 2.填料塔的设计步骤 （1）确定气液负荷，气液物理参数和特性，根据工艺要求确定出气口上述参数（2）填料的正确选择对塔的经济效果有重要影响。对于给定的设计条件，有多种填充物可供选择。因此，有必要对各种填料进行综合比较，限制床层，以选择理想的填料。 （3）塔径的计算：根据填料特性数据，系统物理参数和液气比计算出驱替速度，再乘以适当的系数，得出集液器设计的空塔气速度，以计算塔径。;或者直接使用从经验中获得的气体动能因子的设计值来计算塔的直径。 （4）填充层的总高度通过传质单位高度法或等板高度法算出。
（5）计算填料层的压降。如果压降超过极限值，则应调整填料的类型和尺寸或降低工作气体的速度，然后再重复计算直至满足条件。 （6）为了确保填料塔的预期性能，填料塔的其他内部组件（分配器，填料支座，再分配器，填料限位板等）必须具有适当的设计和结构。结构设计包括两部分：塔身设计和塔内构件设计。填料塔的内部组件包括：液体分配装置，液体再分配装置，填料支撑装置，填料压板或床限制板等。这些内部构件的合理设计是确保正常运行和预期性能的重要条件。 废气处理设备 第六章小型吸收塔的设计32参考文献33设计师：武汉工程大学环境工程学院08级环境工程去除工艺气体中更多的有害成分以净化气体以进一步处理或去除工业废气中的更多有害物质，以免造成空气污染。1.2吸收塔的应用塔式设备是气液传质设备，广泛用于炼油，化工，石家庄汕头化工等生产。根部列车塔中气液接触部分的结构类型可分为板式塔和填料塔。根据气体和液体的接触方式的不同，吸收设备可分为两类：阶
球阀密封的改进 球阀密封的改进: 一、球阀密封的现状与分析 铸石球阀是在灰渣管路中比较理想的启闭装置，其上密封好坏直接影响阀门的质量和使用寿命。过去采用O形橡胶密封结构形式，即在轴上加工出的环形槽内放入O形密封圈，然后将其装配进套类零件上加工出的孔内，形成轴与孔的密封，这种结构的密封性能取决于设计时的过盈量，即O形密封圈的压缩量和孔、轴零件的加工精度。过盈量太小，密封性能差，过盈量太大，装配时容易挤坏O形密封圈，使密封失效。 该密封结构简单，装配容易。但若轴、孔的加工精度不高或难以提高加工精度时，除基本的密封性能难以保证或难以进一步提高精度时，其主要的缺点在于密封材料，这种密封结构在气缸、液缸中还是很适用的，在灰渣水中所使用铸石球阀上密封就很难保证其密封性能了。原因在于球阀的开关属于部分回转型的，经常需90°开关。由于阀杆与阀体之间为动配合，有一定间隙，阀门在开关时介质作用在球体上的巨大推力，必然使阀杆产生一定倾斜，阀杆的力偏向的一边，那一边就磨损严重，而且灰渣水中含有大量悬浮物冲蚀着密封圈。引起阀杆部位O形密封圈寿命周期短，泄露现象经常发生，对现场环境也造成一定影响，因此决定对密封结构形式及材料进行改进，改进后的主要出发点是使其在轴、孔的装配中，能通过压缩量进行调整，不用大幅度地提高轴、孔的加工精度就能保证有效地密封。 二、球阀结构改进和磨具设计 1、X形密封圈结构 X形密封圈四周都有密封面，在密封环里外面均有润滑槽，这种结构优于O 形密封圈，安装精度低，使用可靠性好，无需维修，价格低，还可以通过垫片进行压缩量调整，现已被广泛用于各压力等级铸石阀门的密封当中，可以有效防止泄露现象的发生，极大地延长了阀门的使用寿命，提高了阀门的可靠性。 2、X形密封圈材料 X形密封材料采用聚氨酯(CPU)材料的，可以有效解决传统O形密封圈中所存在的问题。浇注型聚氨酯是现在国际上比较通过的一种密封材料，其弹性模量大，物理力学性能好，能承受较大的冲击载荷，且聚氨酯目前已经基本解决了抗水解问题，耐温等级也在不断地提高，大大扩展了聚氨酯的应用领域。用浇注型聚氨酯生产X形密封圈，工艺简单，制造成本低。其耐压等级可达60MPa甚至更高，保压效果也相当不错，基本可达零泄露。 3、球阀密封原理 其工作原理：当拧紧螺栓时，填料压盖向下运动压紧调整垫片，通过V形填料垫的挤压，使X形密封圈里唇、外唇同时贴紧轴和孔的密封面，保证可靠性的密封，其主要密封性能取决于装配时拧紧螺栓的压紧力，而与轴、孔尺寸精度无太大关系。 4、磨具设计
目录 第一章前言 ................................................................................. 错误!未定义书签。 塔设备设计简介 .................................................................. 错误!未定义书签。 填料塔结构简介 .................................................................. 错误!未定义书签。第二章设计方案的确定 ............................................................. 错误!未定义书签。 装置流程的确定 .................................................................. 错误!未定义书签。 吸收剂的选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料的选择 .......................................................................... 错误!未定义书签。 材料选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。第三章工艺参数 ......................................................................... 错误!未定义书签。第四章机械设计 ......................................................................... 错误!未定义书签。 塔体厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 封头厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料塔的载荷分析及强度校核 .......................................... 错误!未定义书签。 塔体的水压试验 .................................................................. 错误!未定义书签。 水压试验时各种载荷引起的应力 .............................. 错误!未定义书签。 水压试验时应力校核 .................................................. 错误!未定义书签。第五章零部件选型 ..................................................................... 错误!未定义书签。 人孔 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 法兰 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 除雾沫器 .............................................................................. 错误!未定义书签。 填料支撑板 .......................................................................... 错误!未定义书签。
软填料密封 —《过程装备密封技术》 姓名：+++++++ 学号：20020108 班级：装控1班 日期：2016年1月3日 一、简介 软填料密封是轴封的最古老形式，它既适应于各种旋转运动、往复运动的轴、杆密封，也适应于低速螺旋运动。尽管多数回转机械的轴密封已被机械密封所代
替，但应用现代新型填料的软填料密封仍获得广泛应用，尤其是在高温、强腐蚀和含固相颗粒介质工况下应用更为广泛。软填料密封尽管结构简单、应用广泛，并且对其软填料的开发研究、密封性能研究、结构设计理论等进行了许多卓有成效的工作，但对软填料密封的密封机理并没有完全弄清楚，甚至一些有关密封机理的概念有待进一步澄清。 填料密封又称压盖填料密封，俗称盘根，主要用于过程机械和设备运动的密封，如离心泵、真空泵、搅拌机、反应釜等的转轴和往复泵、往复压缩机的柱塞或活塞杆，以及做螺旋运动的阀门的阀杆与固定机体之间的密封。他是最古老的一种密封结构，中国古代的提水机械，就是运用填塞棉花的方式堵住泄漏的。世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封方式。而19世纪石油和天然气开采技术的产生与发展，使填料密封的材料有了新的发展。到了20世纪，填料密封因其结构较为简单、价格不贵、来源广泛而获得许多工业部门的青睐。然而，随着工业现代化，尤其是宇航、核电、大型石油化工等工业的发展，对密封的要求越来越高，在许多苛刻的工况下，填料密封被其他密封形式所代替。尽管如此，由于填料密封本身固有的特点，至今在较多的场合仍是普遍使用的密封形式，特别是近年来许多新材料和结构的出现，赋予了填料密封新的生机，获得了新的发展。填料密封以其采用的密封填料的形式分成软填料密封和硬填料密封，后者主要用于高压、高温、高速下工作的机械或设备。因软填料密封构造简单并容易更换，应用十分普遍，也可作为预密密封与硬质材料密封、迷宫密封或机械密封联合使用。软填料密封用来密封轴或壳体孔、由一些可变形的密封圈或长绳状的材料沿轴或杆缠绕而成。填料压盖将软质密封填料轴向压紧，使其产生径向弹塑性变形堵塞间隙而实现密封。 软填料密封良好的润滑性能是保证密封长周期运行的必要条件，同时使密封具有较低的摩擦功耗和磨损速率。为了保证良好的润滑条件，软填料密封通常允许少量的泄漏存在。对于一般的填料(不包括具有自润滑性能的填料)只是对流体的流泄起节流作用而不是将其完全阻止或封闭填料中浸渍润滑剂或提高填料本身的自润滑能力就是为保证填料具有良好的润滑性能。下图是简单填料箱