密封盘根介绍和使用
“ 盘根作用 材质 选用 使用方法。”
第一部分 了解盘根
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盘根概念
盘根也叫填料,通常由较柔软的线状物编织而成,通过截面积是正方形的条状物绕在泵轴上填充在密封腔体内,从而实现密封。
填料密封最早是以棉麻等纤维塞在泄漏通道内来阻止液体泄漏,主要用作提水机械的轴封。由于填料来源广泛,加工容易,价格低廉,密封可靠,操作简单,所以沿用至今。 现在盘根经过不断的材料革新,性能大大提高 ,被广泛用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封、活塞泵、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。
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盘根工作原理
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:轴表面在微观情况下并不平整,与盘根只能部分贴合。所以盘根和轴之间存在微小的间隙,就像迷宫一样。介质在迷宫被多次截流,从而达到密封作用。
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。
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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。
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盘根填料的形式和特点
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,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: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: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。
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盘根填料的分类、组成
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: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:主要有石棉类盘根等。
3、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: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
盘根包含的种类:
1.聚四氟乙烯盘根 2.芳纶盘根 3.石墨盘根 4.芳纶浸黑四氟盘根 5.芳纶浸白四氟盘根 6.白苎麻盘根 7.四氟加预氧丝盘根 8.膨胀柔性石墨盘根 9.石墨加镍丝盘根 10.碳纤维加石墨盘根 11.陶瓷纤维盘根 12.白四氟盘根 13.白四氟浸硅油盘根 14.白四氟加胶心盘根 15.亚克力盘根 16.黑四氟盘根 17.黑苎麻盘根
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盘根的判断和选用
盘根的好坏,外观和强度的判断,看看外观色泽是否光滑,石墨盘根色泽黑亮,用手轻轻折弯会不会有石墨削落下,差的石墨盘根会有石墨削掉下来。石墨盘根主要应该看石墨的含碳量和里面加的金属丝,石墨的含碳量最好的一般在98%以上,金属丝最好的是加的镍丝的,一般这些从表面看不出来,需要进行化验盘根的好坏主要看材质和做工,好的石墨盘根色泽亮丽、黑亮,且轻轻折弯不易断裂.
盘根的好坏,外观和强度的判断,看看外观色泽是否光滑,石墨盘根色泽黑亮,用手轻轻折弯会不会有石墨削落下,差的石墨盘根会有石墨削掉下来。石墨盘根主要应该看石墨的含碳量和里面加的金属丝,石墨的含碳量最好的一般在98%以上,金属丝最好的是加的镍丝的,一般这些从表面看不出来,需要进行化验盘根的好坏主要看材质和做工,好的石墨盘根色泽亮丽、黑亮,且轻轻折弯不易断裂.
盘根选型,需要根据不同设备密封部位的介质、压力、温度、速度等工况条件,选择适宜型号,才能保证密封效果,还需要了解各种材质盘根的技术特性。如果不了解,很容易造成失误,引起泄漏,严重了会造成人力物力的损失。例如低温盘根用在高温设备上,耐碱的盘根用在酸性介质上,低压盘根用在高压设备上等等。盘根选型可参考下面几个图表。
往复泵中,填料箱内的两端和中间还应放入导向环,以保持其同心运动和受柱塞的重力。
安装填料环后,扭紧螺栓。为了在每个螺母上获一至的压力,建议用扳手或相关的计量装置紧固螺母注意:此时装置如果处于无泄漏状态,可能引起盘根燃烧。建议慢慢扭紧螺栓直至泄漏量达到允许范围。
选择合适的盘根,用切割机械精确割下所需长度的盘根环,如无盘根切割机械,则根据盘根长度L=(轴径d+盘根宽s)X1.07X丌来进行切割, 一般旋转轴上,用90°直切割, 阀门上用45°的切割。决不要试图用盘根环绕填料箱来确定长度。或者将盘根环绕在跟阀杆相同O.D.的一根管上,将其紧紧压制,但不可拉伸盘根。然后将其切割成样环,并检验其是否能正确填充空间, 并且保证其接口处没有空隙。然后可以用样环作为标准切割其他填料环。如果这些成品在平面上完成,如果盘根柔软或容易变形,可根据样环制作一条小带子,再跟根据绳子来制作剩下的填料环。
当盘根用于阀门时,盘根截面和阀的空间一样,最好是预压环:当用于泵时,盘根截面和阀的空间(约0.3mm-0.6mm)使轴和盘根有一泄露间隙,有利于润滑和散热。一次安装一枚填料环,确信每根填料没有粘上尘土或其它碎片。如果需要,填料环应当与使用在阀杆上同样的清洁润滑油加以润滑。交错安装每根填料环成90°。环于轴向慢慢拉开,径向的距离以能使环装到轴上即可,使用专业填充工具紧固每根填料环。当足够填料环安装完成后,对阀门直到格兰伸到填料箱25%的盘根厚度,对泵则需要50%的盘根厚度。用随动件将其封闭,使用随动件可以增加紧密程度。请记住,随动件只是做为一种补充;可以保证全部填料环适当的位置,避免盘根移动。
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旋转式和往复式泵启动
运转前,先在无负荷状态下试运转,观察有无异常情况,然后正式开车,细心观测,有无压的不实或过紧,而造成严重泄露或烧坏填料的现象。泵启动时的关键在于确信其在开始时泄漏。如果一开始将盘根紧固至无泄漏状态,则会灼伤填料导致泄漏。
在安装填料环之后,扭紧螺栓,并确认料盖与填料箱面正确接合。一旦开始紧固螺栓,要确保各个螺栓均匀受力。
如果应用一个外部润滑系统,在启动前应确信其能正确运行。
启动时允许高泄漏率。在这过程期间,盘根安位并开始起作用。
运转约15-30分钟之后,再次紧固螺栓直至泄漏达到允许范围。推荐泄漏量8-10点/分钟。四氟乙烯 填料应允许更大流量来导出热能以减少热膨胀。
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阀门启动
大多情况,阀设计为零泄漏。为了达到这种要求,必须参照阀门压力给于填料完全的紧固力。
严格按照泵用盘根安装指南来操作;
前后旋转阀门栓以确保其旋转自如;
运转前检查阀门,如发现渗漏,参照相关的安全维修程序及厂商建议进行适当调整。
第二部分 密封盘根(填料)安装
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安装前的准备
去除旧填料检查填料箱是前期安装准备的关键之处,配填料前先将旧填料用专用工具全部取出,把填料箱擦干净
观察填料箱各部位有无损伤偏心等缺陷,损伤的阀杆,轴套和填料箱都能影响盘根性能。
检查其他部件是否还可应用。换掉所有破损部件。
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选择合适的盘根
在挑选盘根时必须考虑到两件事。
工况要求与盘根性能应相吻合。可根据相关技术数据来选择最能符合要求的盘根。
必须根据密封要求正确选择盘根尺寸。为了确定横截面,请用以下公式测算:横截面=(填料箱直径-阀杆直径)/2 有损伤的装置可能需要稍大横截面的盘根,以此来弥补损伤。
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密封盘根的切割和安装