填料密封的原理
填料密封原理有軸承效應和迷宮效應原理兩種。
1.軸承效應原理
由于壓蓋施加在填料上的載荷,使填料產生塑性和彈性變形,在作軸向壓縮的同時,也產生徑向力,與閥桿及填料函孔緊密結合。當閥桿與填料作相對運動時,由于填料的自潤滑作用或產生的油膜,使填料與閥桿之間邊界保持潤滑狀態,延遲填料與閥桿的磨損,較長期地保持緊密的貼合,阻止介質滲漏。這種邊界潤滑狀態,雖然不十分均勻,有類似滑動軸承的作用,故稱為“軸承效應”。
2.迷宮效應原理
填料與閥桿相接觸有一定的深度(即接觸長度),由于制造誤差的存在,在閥桿運動時,不可避免地在填料與閥桿之間產生微小、不規則的運動間隙,使填料與閥桿的接觸長度上形成“迷宮”現象,起著節流和防止介質泄漏的作用,這種作用稱為“迷宮效應”。填料在閥桿運動中,依靠它的可塑性和回彈性,填補運動間隙,使填料保持與閥桿的緊密貼合,維持“迷宮效應”。
“軸承效應”和“迷宮效應”是填料維持密封的原理。這兩種效應使填料密封良好,不發生泄漏。因此,填料密封必須有良好的潤滑和適當的壓緊載荷。
四、壓蓋壓緊力的確定
壓蓋的壓緊力與介質壓力和其他因素有關,主要是介質的壓力,壓緊力與介質壓力成正比關系。保證密封填料壓緊力的計算方法有多種,常用的壓蓋壓緊力計算公式是:
Q=2.356(D2-d2)P×100
式中p——壓蓋的壓緊力,N;
D——填料函(箱)的內徑,cm;
d——閥桿外徑,cm;
P——介質壓力,MPa。
填料高度一般與介質壓力成正比,壓力高所用的填料圈數多些。這樣,會認為填料越多越好,這是不正確的。在實際應用中,填料圈數過多,由于填料摩擦力,壓緊填料的力不易傳到下部填料,填料函中下面的幾圈填料因壓緊力不夠,而不能很好地密封,反而增加了填料對閥桿的摩擦力,致使操作力矩增大。
填料密封結構是動密封的一種形式,它的泄漏率比墊片大得多。填料的泄漏形式主要是界面滲漏,對于編織填料有一部分為滲透泄漏。所以,在這類填料中加金屬片、絲或聚四氟乙烯,用以解決滲透泄漏。