盤根密封,之所以說它古老,是因為在古人的提水機(jī)械中就已經(jīng)出現(xiàn)了這種密封機(jī)構(gòu),如采用填塞棉紗來堵住液體泄漏。在現(xiàn)代,隨著新技術(shù)新材料的不斷出現(xiàn),盤根密封的材料有了新的發(fā)展。因其結(jié)構(gòu)比較簡單加工容易,價格又不貴,材料來源廣泛,密封可靠,大量應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)中水泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)等的轉(zhuǎn)軸密封部件,以及活塞式機(jī)械的往復(fù)運動軸封,各種閥門閥桿的旋動密封等。
盤根密封能實現(xiàn)有效密封,主要依托于兩個原理:軸承效應(yīng)與迷宮效應(yīng)。
1、軸承效應(yīng):盤根裝入填料腔以后,經(jīng)壓蓋螺絲對它作軸向壓縮,當(dāng)軸與盤根有相對運動時,塑性作用使盤根產(chǎn)生徑向力,并與軸緊密接觸;此時盤根中浸漬的潤滑劑會被擠出,在接觸面之間形成油膜;由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻,接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài),使盤根填料和軸類似于滑動軸承,起到了潤滑作用,從而避免了盤根和軸的過度磨損,這就是軸承效應(yīng)。
2、迷宮效應(yīng):實際上,軸表面在微觀狀態(tài)下并不平整,因此與盤根只能部分貼合;未貼合部分就會形成許多微小的間隙,就像不規(guī)則的迷宮;介質(zhì)在迷宮中被多次截流,從而達(dá)到密封作用。
根據(jù)上述兩個效應(yīng),盤根密封要維持良好的密封作用,就需要保持良好的潤滑和適當(dāng)?shù)膲壕o。
目前,盤根密封的材料有天然纖維、礦物纖維、陶瓷金屬纖維、合成纖維等,編織形式也多種多樣(發(fā)辮編織、套層編織、夾心編織、穿心編織等),配合各種浸漬潤滑劑、填充劑及特種添加劑,不同的組合形式,性能特點也會有所不同,因此市場上的盤根密封種類也很豐富,像膨脹石墨盤根、聚四氟乙烯盤根、芳綸纖維盤根等等。
不管什么種類,盤根密封都要具備一定的彈塑性、化學(xué)穩(wěn)定性、不滲透性、自潤滑性、耐溫性等性能,以滿足各種密封工況需要。同時在盤根密封的選擇過程中,一方面要注意填料箱的各方面條件,另外還要根據(jù)工況溫度、介質(zhì)、防腐要求等針對性選擇不同種類的盤根種類、尺寸,并在切割安裝等環(huán)節(jié)符合各項要求,以使其發(fā)揮出最好的密封效果。
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