填料密封的若干问题及改进设计
电潜螺杆泵采油系统在远高于地面温度和压力的环境下工作,运行过程中管柱的周期性振动剧烈,会产生较大的径向推力和轴向推力,大排量螺杆泵的推力则更大,因而其承载、卸载问题非常关键,会直接影响其使用寿命。目前采用独立成节的装置———支承节,来承担较大的轴、径向载荷以提高采油设备的使用寿命。对于支承节,其密封保护问题,又成为设计的关键。填料密封是一种较为原始的接触式密封,因其结构简单, 更换简便,装配及维修方便,成本低廉而广泛应用于石油工业、石油化学工业、造纸工业等。本文就是基于井下采油设备,对传统的填料密封方式进行了研究。
1镇料密衬的若干问题
在现代石油化工企业中,虽然旋转轴的机械密封所占比重越来越大,但传统结构型式的填料密封仍以结构简单、安装维修方便、价廉等优势占据其应有的位置。由于一般型式的填料只是对流体的流泄起节流作用,而不能将其阻止或封闭,所以传统填料密封存在泄漏率较高,工作周期短等缺点,使密封面处于一种不稳定的工作状态,难以进行有效的控制。
1.1组合式填料密封的应用
传统的单一类型的填料难以满足现代科技复杂工况对密封的要求。为使填料密封最大限度地发挥其有利特点,克服或弥补某些方面的不足,采用两种以上填料进行混合装配是行之有效的办法。我们做了大量的试验。结果表明,用碳纤维与柔性石墨混装的组合结构,密封效果甚好。当介质压力小于0.5mpa时,此结构可用七层填料环,其中1.4.7三层用碳纤备维填料,其余四层用柔性石墨填料。这种组合使两种填料优势互补,整体结构具有轴向受力较均匀,回弹性好,摩擦系数低,外层强度高,抗冲刷等许多优点,广泛适用于各种填料密封场合。这种结构安装时,如用在泵轴封处,轴套的外圆与填料环的间隙在0.2mm.左右为宜,压紧力不必很大,运转开始时允许有微量的泄漏。随着柔性石墨的膨胀,泄漏逐渐减小。如泄漏量大,可将螺栓稍紧,由于柔性石墨回弹性很高,轻度施压极为敏感,切不可太紧,避免烧轴。对于一些非轴封结构密封,可适当加大预紧力。
这种组合结构的填料密封,我们先后在铜氨液进料泵、承插式膨胀节结构改造、碱液循环泵轴封改造及管道连接部位的密封中应用,密封效果均较好,而且泵轴封的轴温完全正常。说明组合填料可以保证密封的可靠性和稳定性。
1.2高温填料密封
高温填料密封失效是企业常见的问题之一,我们在遇到此类问题时采用了如下解决办法
(1)填料选择要恰当
由于热冲击和持续高温之类的热负荷威力很大,再加上有些设备工况为高低温交替作用的疲劳载荷,填料选择必须考虑能耐高低温,回弹性好,又有一定强度的填料。我们在实践中应用较多的是含Ni、Cr丝柔性石墨盘根。如某厂硫酸车间高温蒸气阀泄漏,高温管路无推力补偿器泄漏,填料主体都采用了这种盘根,密封效果很好。
(2)及时调整紧固力
高温高压下密封材料升温很快,温度波动大,很容易导致泄漏。高温作用下非金属材料的蠕变松弛现象必须引起重视。一般说来,软填料兼有弹性和塑性材料的性质,在恒定载荷作用下,填料逐渐发生变形,则填料内部的应力状态不是恒定的,应力重新分布和蠕变变形而使填料的弹性变形部分逐渐减少导致应力松弛。应力减小的原因包括填料固有的松弛性质以及填料体积变化,即填料中浸渍物质和空气含量逐渐被挤出所引起的。高温作用下这种变形的绝大部分是在工作温度下最初24小时内发生的,尤其开始几个小时变形量最大。变形后螺栓作用力降低,因此,需要保证蠕变后螺栓紧固力仍大于所需的螺栓紧固力。另外,可在蠕变松弛的初期,即当有轻微泄漏时,立刻热紧,及时调整螺栓力。这样做要比盘根冷却后泄漏量较大时再紧螺母的密封效果好得多。还要注意的一个问题是,设计时螺栓长度要留有足够裕量,增大可调节范围,给再压缩盘根提供必要条件,充分体现可压缩性在密封中的应用。
2填料密封的密封机理分析
压紧式填料密封不是因为固体填料同旋转轴紧密贴合阻止内部流体泄出,而是通过填料与旋转轴之间的润滑油膜阻止流体外泄。这层油膜来自所用的填料,其内部组织较大的空隙内充满了润滑剂,或者在使用时填料外表面涂上一层稠厚的机械油,用来补充润滑膜。当已有的润滑膜使用一段时间逐渐消失后,就会产生泄漏。
有鉴于此,在传统填料密封中,内部流体可能通过下列途径泄漏: ①流体穿过填料本身的缝隙而出现渗漏; ②流体通过填料与箱壁之间的缝隙而泄漏; ③流体通过填料与转轴之间的缝隙而泄漏。填料置于填料箱中,通过压盖将填料压紧在轴上,填料依靠压盖轴向压紧,产生径向变形,填满间隙,填料在变形时,依靠径向变形产生的径向力紧贴转轴与填料箱内壁表面,实现密封。这就是悦,在填料密封可能出现的3 个泄漏途径中,填料本身的渗漏可以通过压实填料的方法来消除;箱壁内表面与填料之间的泄漏,因为无相对运动且填料被压实而与填料箱内壁表面紧密贴合,达到了止漏目的;只有填料与转轴之间,因有相对运动,并存在微小间隙,所以常造成泄漏。
针对密封机理,填料密封如何保证持久稳定的起密封作用,有两种常见的观点,即“轴承效应”和“迷宫效应”。
填料装人密封腔后,经压盖对它作轴向压缩,使它产生径向力保持与轴紧密接触,建立起密封状态。与此同时,填料中浸渍的润滑剂被挤出,在接触面之间形成液膜,呈“边界润滑”状态,类似滑动轴承,故称为“轴承效应”。因此按照“轴承效应”的观点,要求填料密封必须像轴承—样,应得到良好的润滑。
关于“迷宫效应”,意思是说，“填料压紧后,未接触的凹部形成小沟槽,有较厚的液膜,当轴与填料有相对运动时,接触部分与非接触部分组成一道道不规则的迷宫,起阻止液流泄漏的作用”,并认为良好的密封在于维持“迷宫效应”。不少作者都支持这一观点,但是对于“迷宫效应”的解释,我们认为值得商榷。众所周知, 迷宫密封的工作原理(以密封气体为例) :由于在转轴的周围依次排列着许多环形密封齿,当气体经过每一个密封齿时,气流经间隙高速进入环形空腔后,突然膨胀而产生强烈的漩涡,使气流的大部分能量转化为热量而散失掉,使焓值
恢复到接近于间隙前的值,这时气体压力逐级下降,从而达到密封的效果。而填料密封中微观不平度构成的所谓“迷宫”,并没有这种降压作用。实际上,恰恰相反,它是造成多空间隙泄漏或动力泄漏的基本条件。所以,如果按维持或加强“迷宫效应”的观点改进填料密封性能,将得出相反的效果。
3填料密封结构改进设计
填料密封因具有结构简单、装拆维修方便及成本低廉的特点而得到广泛应用。填料密封既是动密封,又是静密封,所用填料为油浸石棉盘根软填料,其不足之处在于密封性能较差、轴和轴套磨损大、损失功耗大以及使用寿命短等。文中通过对现有填料密封结构进行分析,对其进行了改进设计。
在分析了传统填料密封结构、工作原理及其缺陷后,要想改善和提高填料密封的密封效果,在填料密封结构设计时要考虑解决3个问题: ①尽量使径向压紧力均匀且与泄漏压力规律一致,使轴套承压面受压均匀,从而使轴套磨损小而且均匀。②使填料密封结构中的填料具有补偿能力、足够的润滑性和弹性。③密封的填料沿轴向抱紧力应均匀分布。因此,新型填料密封结构应该是一种能够自动根据被密封介质压力的变化而改变密封力的填料密封结构。
工作时首先通过轴封腔套螺栓给填料一个预紧力,此力是通过轴封腔套反向施加在填料上的,填料因变形而产生径向力。由于整个填料块在受力过程中是双向受力,在轴上必存在一点,在该点外侧压盖产生的轴向力与内侧轴封腔套产生的轴向力相等。
填料因变形而产生的径向力正好由密封腔的内端向外端逐渐递减,在靠内侧,实际上填料对轴表面产生的径向压力在轴向刚好同介质压力分布趋势一致,这就从本质上实现了加大密封力的要求。由于在轴封腔套的连接螺栓上加了弹簧,可以实现填料对轴的密封力可随密封介质压力的变化而变化,维护了填料的弹性,从而达到了填料具有良好密封性能和延长使用寿命的目的。
此新结构还有两个特点,一是轴封箱与轴封腔套底端端面之间有一伸缩间隙C ,此伸缩间隙除了满足填料的伸缩外还具有迷宫效应和起到均匀分布介质压力的作用。其次是轴封腔套底端内孔设计有螺旋槽,与轴的外表面之间构成螺旋槽密封。
4结语
2005 年4 月,该密封结构在LD80 型水泵上使用,在泄漏量为60 滴/ min 的情况下,与传统密封结构相比预紧力明显减小,经一段时期的运转泄漏量基本无变化,且填料磨损趋于均匀。该密封结构克服了传统密封的缺点,把螺旋密封与填料密封进行了有机结合,具有一定的推广使用前景。
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步骤详解，常用离心泵密封填料轻松更换！ 1、工具、用具：200～300mm活动扳手各1把，150mm平头螺丝刀1把，剪刀1把，F型板手1把，专用密封填料钩1个，梅花坂手、开口扳手各一套。 2、材料：牛油密封填料或石棉密封填料、棉纱或擦布适量、有人工作警示牌。 二、操作步骤 1、停泵，拉下电源闸刀，并挂上有人工作警示牌。 2、关闭进出口阀门，打开放空阀门，进行泄压放空，泄掉泵内余压。 3、打开泵前过滤器排污阀门，排净泵内存液。 4、卸掉密封填料压盖调节螺丝，并取下压盖。 5、用专用工具取出旧密封填料。 6、检查轴套表面磨损情况。 7、根据泵轴（或轴套）外径，按要求切割新密封填料，并逐条加入填料函内。 8、加好新密封填料后，上好密封压盖，均匀拧紧调节螺丝。 9、盘车3-5圈，检查密封填料松紧度，盘车是否费力。 10、打开泵进口阀门，按启泵的操作规程启泵试运。 11、清理好现场，并做好记录。 三、技术要求 1、根据工艺要求，选择合适规格的密封填料。
2、在进行离心泵更换密封填料操作时，必须停掉机泵。 3、关闭泵的进出口阀门，打开放空阀和排污阀，泄掉泵内余压，禁止带压操作。 4、将填料函内的旧密封填料清理干净彻底。在用专用工具向外掏取旧密封填料时，要小心，以免损伤轴套。 5、密封填料切割长度应符合泵轴的要求，接口要切成30或45角斜接口，每圈密封填料之间的接口处应错开90，120，180角，最后一道密封填料接口应向下。 6、压盖应均匀上紧，达到不偏不斜，压盖压入深度不能小于5mm。 7、加好密封填料后，盘泵应灵活自如，松紧适宜。 8、启泵试运时，密封填料应不发热，不冒烟，不甩油水，漏失量为10-50滴/min。 四、相关知识 1、更换离心泵密封填料的操作规程 1）准备工作 （1）准备好相应的工用具。 （2）停泵，拉下电源闸刀，并挂上有人工作警示牌。 （3）选择合适规格的密封填料。 2）操作步骤 （1）关闭进出口阀门，打开放空阀门，进行泄压放空，泄掉泵内余压。（2）打开泵前过滤器排污阀门，排净泵内存液。 （3）卸掉密封压盖调节螺丝，并取下压盖。
泵用机械密封与填料密封的比较 离心泵外密封装置主要有填料密封、机械密封、迷宫式密封、浮动环密封。前两中最为常用。 机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封我们称为金属波纹管密封。在轻型密封中，还有使用橡胶波纹管作辅助密封的，橡胶波纹管弹力有限，一般需要辅以弹簧来满足加载弹力。 机械密封主要有以下四类部件。1.主要部件：动环和静环。2.辅助密封件：密封圈（有O形、X形、U型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡胶O圈等）。3.弹力补偿机构：弹簧、推环。4.传动件：弹箕座及键或各种螺钉。 填料密封又称为压盖填料（Gland Packings）密封，俗称盘根（Packings）。填料密封是最古老的一种密封结构，在我国古代的提水机械中，就是用填塞棉花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的。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。 机械密封有三个密封点，这三个密封点的密封原理如下： 1.动环与静环之间的密封：是靠弹性组件（弹簧、波纹管等）和密封液体压力在相对运动的动环和静环的接触面（端面）上产生一适当的压紧力（比压）使两个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用，两端面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。 2.静环与压盖之间的密封：用各种形状有弹性的辅助密封圈(例如橡胶)来防止液体从静环与压盖之间泄漏，属静密封。 3.动环与轴之间的密封：也是用各种形状有弹性的辅助密封圈来防止液体从动环与轴之间泄漏。这是一个相对静止的密封。但当端面磨损时，允许其作补偿磨损的轴向移动。 机械密封与填料函密封比较 优点： 1. 密封可靠，在较长的使用期中不会泄漏或很少泄漏，其泄露约为软填料密封的1%。清洁，无死角，可以防止杂菌污染。 2. 使用寿命长，正确选择摩擦负荷比压的机械密封可使用2~5年，最长有用到9年；在油，水介质中一般可达1~2年或更长。在化工介质中一般工作半年以上。 3 维修周期长，在正常工作的情况下，不需要维修。
填 料 塔 设 计 说 明 书 设计题目：水吸收氨填料吸收塔学院：资源环境学院 指导老师：吴根义罗惠莉 设计者：赵海江 学号：2 专业班级：08级环境工程1班
一、设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱出混于空气中的氨气。混合气体的处理为2400m3/h，其中含氨5%，要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小量的1.5倍。 二、操作条件 1、操作压力常压 2、操作温度 20℃ 三、吸收剂的选择 吸收剂对溶质的组分要有良好地吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收，且挥发度要低。所以本设计选择用清水作吸收剂，氨气为吸收质。水廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。且氨气不作为产品，故采用纯溶剂。 四、流程选择及流程说明 逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，此即逆流操作。逆流操作的特点是传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多用逆流操作。 五、塔填料选择 阶梯环填料。阶梯环是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的间隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前使用的环形填料中最为优良的一种 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格：
六、填料塔塔径的计算 1、液相物性数 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，20℃水的有关物性数据如下： 密度为:L ρ=998.2 kg/m3 粘度为:μL=0.001004 Pa·S=3.6 kg/（m·h） 表面张力为σL=72.6 dyn/cm =940896 kg/h2 2、气相物性数据： 20℃下氨在水中的溶解度系数为：H=0.725kmol/(m3·kPa)。 混合气体的平均摩尔质量为： Mvm=0.05×17.03g/mol +0.95×29g/mol=28.40g/mol , 混合气体的平均密度为：ρvm =1.183 kg/m3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为: μv=1.81×10-5 Pa·S=0.065 kg/(m·h) 3、气相平衡数据 20℃时NH3在水中的溶解度系数为H=0.725 kmol/(m3·kPa),常压下20℃时NH3在水中的亨利系数为E=76.41kPa 。 4、物料衡算： 亨利系数 S L HM E ρ= 相平衡常数 754.03 .10102.18725.02 .998=??=== P HM P E m S L ρ E ——亨利系数 H ——溶解度系数 Ms ——相对摩尔质量
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
填料密封的优点 1)有一定的弹塑性。当水泵填料受轴向压紧时能产生较大的径向压紧力，以获得密封；当机器和轴有振动或偏心及填料有磨损后能有一定的补偿能力(追随性)。 2)有一定的强度。使水泵填料不至于在未磨损前先损坏。 3)化学稳定性高。即其与密封流体和润滑剂的适应性要好，不被流体介质腐蚀和溶胀，同时也不污染介质。 4) 不渗透性好。由于流体介质对很多纤维体都具有一定的渗透作用，所以对填料的组织结构致密性要求高，因此三昌泵业填料制作时往往需要进行浸渍、充填相应的填充剂和润滑剂。 5)导热性能好。易于迅速散热，且当摩擦发热后能承受一定的高温。 6)自润滑性好。即摩擦系数低耐磨损。 7)填料制造工艺简单，装拆方便，价格低廉。 同时能满足上述要求的材料较少，如一些金属软填料、碳素纤维填料、柔性石墨填料等，它们的性能好，适应的范围也广，但价格较贵。而一些天然纤维类填料，如麻、棉、毛等，其价格不高，但性能稍差，适应范围比较窄。所以，在水泵填料材料选用时应对各种要求进行全面、综合的考虑。 填料密封的缺点 (1)填料密封的贴紧接触力来源于压盖对填料的轴向压力而使填料产生径向扩张力，造成填料与轴套之间形成较大的摩擦，因而需要经常更换磨损的轴套。 (2)需要损耗10％～15％的轴功率来克服轴套与填料之间的摩擦力而实现密封。 (3)填料密封的泄漏极易使泄液进入轴承箱，造成轴承的损坏。 (4)填料密封在使用过程中，由于填料经常处于非正常的使用状态，加剧了填料磨损和轴套的损坏，使得填料密封的使用处于恶性循环。 (5)为了将填料与轴或轴套之间的摩擦热带走，必须有定量的泄漏，造成冷却水的流失。总之，填料密封的优点是简单易行，缺点是维修工作量大，功率的损失也较大，且由于它总是有一定的泄漏，故不适用于输送易燃、易爆、有毒和贵重液体。
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
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，一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℃450℃600℃65 0℃； 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、
二硫化钼润滑剂处理。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；
水泵填料密封改为机械密封的研究 发表时间：2019-06-19T10:48:43.427Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：李乃伟姜冬冬 [导读] 摘要：文章通过在韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房水泵检修过程中，对可能导致水泵轴端填料密封装置失效的各个方面原因进行全面分析，采取了有针对性的技术改进措施，解决了水泵轴端密封经常泄漏的问题，确保了韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房给水系统的设备正常运行。 广东韶钢工程技术有限公司 摘要：文章通过在韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房水泵检修过程中，对可能导致水泵轴端填料密封装置失效的各个方面原因进行全面分析，采取了有针对性的技术改进措施，解决了水泵轴端密封经常泄漏的问题，确保了韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房给水系统的设备正常运行。 关键词：多级水泵；填料密封；技术改进；机械密封 一、概述 韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房水泵设备是烧结生产给水系统主要设备之一，烧结工序生产用水通过水泵房多级水泵产生液体压力能量增加，获得一定压力与扬程，从而满足各种设备用水需求。水泵设备能否正常运行直接影响到烧结工序各个主要设备能否正常运行，烧结设备能否正常运行会直接影响到炼铁高炉等后续设备运行的连续性，所以必须确保烧结系统设备给水系统正常运行。 二、问题的提出 韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房多级水泵设备自投入运行使用，最难处理的就是水泵轴端填料密封失效泄漏的问题。在平时日常水泵设备检修过程中，一般处理水泵轴端填料密封失效泄漏方法是采用浸油石棉盘根进行密封。初始安装浸油石棉盘根运行时石棉盘根密封效果状况良好，但是运行一段时间后，石棉盘根密封处的泄漏量就会开始不断的增加，为了保证设备的正常运行，只能不断地调整压盖预紧力，必要时只能进行更换软填料密封件才能达到密封效果。长此以往的使用石棉盘根密封后，安装盘根处的轴套就用容易磨损成花瓶状，当发生此类现象后，即使通过更换软填料密封件也是无法起到密封作用。如图1所示 图1 水泵填料密封装置示意图 1━叶轮转子轴 2━轴承端盖 3━轴承 4━轴承座 5━泵侧端盖 6━压盖 7━填料8━机壳 三、填料密封装置泄漏原因分析及处理 3.1水泵与电机的联轴器径向跳动大时，就会产生振动，从而引起填料密封泄漏，解决的方法是重新调整联轴器同轴度，使之同轴度达到≤0.02mm的技术要求。 3.2 轴端压盖及压料套零件损坏也会造成轴端密封泄漏，发生泄漏后泄漏量快速增大，即使进行压盖预紧力调整，也无法消除泄漏，直至最后无法工作。消除的唯一方法是对损坏的填料密封处相应的零部件进行更换，才能解决问题。 3.3 填料密封的填料澎胀系数大，初始时密封效果良好，但当运行一段时间后，填料密封的填料弹性及润滑就会发生变化，进而就会失去其作用，发生泄漏。而处理此泄露的唯一方法就是定期更换填料。 3.4 当进行更换填料也无法消除泄露时，就要进行检查轴与阀杆的同轴度，或填料箱与轴套的径向间隙，当发生轴套、阀杆等零件磨损严重时，就会造成间隙过大，进而就会造成泄漏。解决的唯一方法就是更换磨损的轴套，重新调整轴与阀杆的同轴度，使之同轴度达到≤0.02mm的技术要求。 造成填料密封泄漏原因因素有很多，比如转子不平衡、轴弯曲等等，都会造成填料密封泄漏。填料密封水泵轴端密封现场实际应用中，最大的缺点就是发生泄漏频率比较高，密封填料更换周期比较频繁，检修工作量比较大。 四、改进措施 针对水泵轴端填料密封装置泄漏频率高、更换填料量频繁、检修工作量大的缺点，经现场实际确认并组织技术骨干进行研讨，确定水泵轴端密封技术改进方案，决定对水泵轴端填料密封装置进行改造，将水泵轴端填料密封装置改造为机械密封装置，以此来解决轴端填料密封装置泄漏频率高、更换填料量频繁、检修工作量大的缺点。 4.1机械密封装置与填料密封装置区别 填料密封装置机上安装面和固定面与轴中心线是平行的，接触面积大，而机械密封装置机上安装面和固定面是在轴中心线垂直的平面上相互接触，不为振动而离开，将旋转面用弹簧顶住，摩擦面光滑而面积小，机械损失也将减小。 4.2机械密封装置工作原理 机械密封是一种不需要使用填料的密封装置，机械密封装置是依靠安装在固定泵轴上的一个浮动的动环与固定在泵壳上的静环之间的紧密接触从而达到密封的目的。机械密封装置是由转动静两部份组成，转动部份包括动环，动环座和保护轴套等组成，它们之间通过销子连成一体，通过保护轴套上的键传动随轴一起转动，静止部份由静环、静环座推环、弹簧、固定销和端盖组成，静环通过弹簧、推环、静环座将其压紧在动环上。 4.3改造实施 4.3.1根据水泵填料密封装置现有的机械装配形式，以及泵抽送的液体介质特性，采取在原有的填料密封装置箱体的内测，安装内装式机械密封装置，以此达到轴端密封效果，从而减少更换填料密封材料成本及维修成本。如图2所示
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
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
离心泵常用的轴封装置——填料密封 填料密封又叫压盖填料密封，俗称盘根。它是一种填塞环缝的压紧式密封，具有结构简单、成本低廉、拆装方便等特点。 (一）填料密封的工作原理与结构 1.填料密封的工作原理与结构 图2-10软填料密封图2-11填料密封泄漏途径 1-压盖螺栓；2-压盖；3-封液环；1-压盖螺栓；2-压盖；3-填料函；4-封液入口； 4-软填料；5-填料函；6-底衬套5-封液环；6-软填料；7-底衬套 A-填料渗漏；B-靠箱壁侧泄漏；C-靠轴侧泄漏 图2-10为一填料密封的典型结构。填料4装在填料函5内，压盖2通过压盖螺栓1轴向预紧力的作用使填料产生轴向压缩变形，同时引起填料产生径向膨胀的趋势，而填料的膨胀又受到填料函内壁与轴表面的阻碍作用，使其与两表面之间产生紧贴，间隙被填塞而达到密封。即填料是在变形时依靠合适的径向力紧贴轴和填料函内壁表面，以保证可靠的密封。 为了使沿轴向的径向力分布均匀，采用中间封液环3将填料函分成两段。为了使填料有足够的润滑和冷却，往封液环人口注人润滑性液体（封液）。为了防止填料被挤出，采用具有一定间隙的底衬套6。 在填料密封中，液体可泄漏的途径有三条，如图2-11所示。 ①流体穿透纤维材料编织的填料本身的缝隙而出现渗漏（如图2-11中A所示）。一般情况下，只要填料被压实，这种渗漏通道便可堵塞。高压下，可采用流体不能穿透的软金属 或塑料垫片和不同编织填料混装的办法防止渗漏。 ②流体通过填料与箱壁之间的缝隙而泄漏（如图2-11中B所示）。由于填料与箱壁内表面间无相对运动，压紧填料较易堵住泄漏通道。 ③流体通过填料与运动的轴（转动或往复）之间的缝隙而泄漏（如图2-11中C所示）。 显然，填料与运动的轴之间因有相对运动，难免存在微小间隙而造成泄漏，此间隙即为主要泄漏通道。填料装入填料函内以后，当疔紧压盖螺栓时，柔性软填料受压盖的轴向压紧力作用产生弹塑性变形而沿径向扩展，对轴产生压紧力，并与轴紧密接触。但由于加工等原因，轴表面总有些粗糙度，与填料只能是部分贴合，而部分未接触，这就形成了无数个
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。
水泵填料密封的使用及注意事项 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。它最早以棉、麻的纤维填塞在泄露通道内来阻止液流泄露，主要用作提水机械的密封。 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、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封，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： 1）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。 2）有足够的化学稳定性，不污染介质，填料不被介质泡胀，填料中的侵渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。 3）自润滑性能良好，耐磨，摩擦因数小。 4）轴存在少量偏心时，填料应有足够的浮动弹性。 5）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，最常用的有下面四类：绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。 1 绞合填料和编结填料 绞合填料即把几股石棉线绞合在一起，将它填塞在填料腔内即可起密封作用。 编结填料是以棉、麻以及石棉纤维纺线后编结而成，并于其中侵入润滑剂或聚四氟乙烯。. 2 塑性填料 塑性填料是几经膜具压制成型的填料。 3 金属填料 金属填料有半金属填料和全金属填料两种。所谓半金属填料是金属与非金属组合而成，全金属填料则不含非金属。 4 碳纤维填料 碳纤维填料是一种新型填料。其优异的自润滑性能、耐高、低温性能和耐化学品性能引起人们的极大的注意，而且作为压缩填料的弹性和柔软性也极为良好，其缺点仅在于有渗透泄露，但侵渍聚四氟乙烯或其他粘接剂之后可以防止。目前其成本较高，但随着碳纤维的发展，其成本定会下降，因此，碳纤维填料是一种最为理想和最有希望的填料。` 5 填料的选择 选择填料时，应考虑：机器的种类、介质的物理、化学特性、工作温度和工作压力，以及运动速度等，其中尤以介质的腐蚀性（以pH值表示），pH值及使用温度为最重要。 6 填料的合理装填 填料的合理装填应按下列步骤进行： 1）清理填料腔，检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象。 2）用百分表检查轴在密封部位的径向跳动量，其公差应在允许范围内。 3）填料腔内和轴表面应涂密封剂或与介质想适应的密封剂。 4）对成卷包装的填料，使用时应先取一根与轴径同尺寸的木棒，将填料缠绕在其上，再用刀切断，切口最好呈450斜面，对切断后的每一节填料，不应让它松散，更不应将它拉直，而应取与填料同宽度的纸带把每节填料呈圆圈形包扎好，置于洁净处。 5）装填时应一圈一圈装填，不得同时装填几圈。 6）取一只与填料强同尺寸的木质两半轴套，合于轴上，将填料推入腔的深部，并用压盖对木轴套施加一定的压力，使填料得到预压缩。 7）以同样的方法装填第二圈、第三圈。 8）最后一圈填料装填完毕后，应用压盖压紧，但压紧力不宜过大。
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/b814486885.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
填料塔设计: 填料塔是指流体阻力小，适用于气体处理量大而液体量小的过程。液体沿填料表面自上向下流动，气体与液体成逆流或并流，视具体反应而定。填料塔内存液量较小。无论气相或液相，其在塔内的流动型式均接近于活塞流。若反应过程中有固相生成，不宜采用填料塔。 填料塔在塔内充填各种形状的填充物（称为填料），使液体沿填料表面流动形成液膜，分散在连续流动的气体之中，气液两相接触面在填料的液膜表面上。它属膜状接触设备。 填料塔以填料作为气、液接触和传质的基本构件，液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体作递向流动，并进行气、液两相间的传质和传热。两相的组分浓度和温度沿塔高连续变化。填料塔属于微分接触型的气、液传质设备。 填料塔又称填充塔。化工生产中常用的一类传质设备。主要由圆柱形的塔体和堆放在塔内的填料（各种形状的固体物，用于增加两相流体间的面积，增强两相间的传质）等组成。用于吸收、蒸馏、萃取等。 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。 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。