化工泵填料密封是將富有壓縮性和回彈性的填料放入填料函內(nèi)，依靠壓蓋的軸向壓緊力轉(zhuǎn)化為徑向密封力，從而起到密封作用。這種密封方法稱為填料密封，這種填料稱為密封填料。由于填料密封結(jié)構(gòu)形式簡單，更換方便、價格低廉、適應(yīng)轉(zhuǎn)速、壓力、介質(zhì)寬泛而在化工泵的設(shè)計中得到普遍采用。在機械行業(yè)中填料密封主要用作動密封，常用作離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機的轉(zhuǎn)軸密封。填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋螺絲對它作軸向壓縮。當軸與填料有相對運動時，由于填料的塑性，使它產(chǎn)生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時,填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)。邊界潤滑狀態(tài)，稱為”軸承效應(yīng)”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱”迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機理。良好的密封在于維持“軸承效應(yīng)”和”迷宮效應(yīng)”。也就是說,要保持良好的潤滑和適當?shù)膲壕o，若潤滑不良，或壓得過緊都會使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導致燒軸和出現(xiàn)嚴重磨損。因此，我們需要經(jīng)常對填料的壓緊程度進行調(diào)節(jié)，使填料中的潤滑劑在運行一段時間而有所流失之后，再擠出一些潤滑劑，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。當然這樣經(jīng)常擠壓填料，最后將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。
化工泵的軸封一般采用具有耐磨性、耐熱性、柔軟性好、強度高等優(yōu)點，我們在用盤根填料，發(fā)現(xiàn)其具以下個缺點：
- 填料表面粗糙，摩擦系數(shù)大，有滲漏現(xiàn)象，另外使用久了浸入的潤滑劑容易流失。
- 新修好的設(shè)備，開始運行時軸封狀況良好，但用不了多久，泄漏量便不斷增加，調(diào)整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運轉(zhuǎn)不到一個周期，軸套就已磨損成花瓶狀，嚴重時還會出現(xiàn)軸套磨斷，并且水封環(huán)后面更換不到的盤根填料均已腐爛，無法起到密封作用。
- 填料與軸直接接觸,且相對轉(zhuǎn)動，造成軸與軸套的磨損，所以必須定期或不定期更換軸套。
- 為了使盤根與軸或軸套間產(chǎn)生的摩擦熱及時散掉，盤根密封必須保持一定量的泄漏，而且不易控制。
- 盤根與軸或軸套間的摩擦，造成電機有效填料密封的原理功率降低，消耗電能。
從填料密封的原理看，流體在密封腔內(nèi)可泄漏的通道有三處：其一是流體穿透密封材料造成泄漏；其二是從填料與填料箱體之間泄漏；其三是從填料與軸表面之間泄漏。主要故障和原因有以下幾種：
- 填料外表面被研傷，填料壓蓋外側(cè)泄漏，是由于填料外徑太小。
- 填料擠進軸和擋圈或軸和壓蓋之間的間隙時，多因為設(shè)計的間隙過大或偏心。
- 介質(zhì)沿填料壓蓋泄漏，是因為填料裝配不當或擋圈又破損。
- 泄漏過大，已無法調(diào)節(jié)，是因為填料膨脹或破壞，填料切得太短或裝配錯誤。
化工泵在與運轉(zhuǎn)時，副葉輪所產(chǎn)生的壓頭平衡了主葉輪出口高壓液體，從而實現(xiàn)密封。停車時，副葉輪不起作用，因此必須同時配備停車密封裝置解決停車時可能產(chǎn)生的化工泵泄漏。副葉輪密封結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠、使用壽命長，化工泵運轉(zhuǎn)中可實現(xiàn)滴水不漏，因此在化工泵輸送含雜質(zhì)介質(zhì)的泵上經(jīng)常采用。動力密封有離心密封、螺旋密封、磁流體密封等，其中螺旋密封很有前景。全封閉式密封有隔膜式和屏蔽式等。離心動力密封使用前提。離心動力密封是借離心力作用，將液體介質(zhì)沿徑向甩出，阻止液體進入泄漏縫隙，從而到達密封的目的。離心密封僅適用于液體介質(zhì)，對氣體介質(zhì)則不適用。因此，如果在使用離心密封的地方還要求氣密性，則必須接納離心密封與其他類型的密封組合起來的組合密封類型。最經(jīng)常使用的離心密封是甩油盤，甩油盤廣泛用于各種傳動裝置，用以封潤滑油或其他液體。甩油盤密封不受速度限制，只要甩油盤強度足夠，那么，轉(zhuǎn)速越高則甩油密封的效果越好；反之，如果轉(zhuǎn)速太低或靜止不轉(zhuǎn)則甩油密封無效。別的，甩油盤密封也不受高溫限制。因此，泵軸、殼體一密封蓋甩油盤密封很適用于高溫高速例如導熱油泵，但是，這種密封不能用于高壓，一般用于壓差為零或較接近于零的場合，導熱油泵密封形式就是這種。離心甩油盤結(jié)構(gòu)簡單，成本低，沒有摩擦功率消耗，也沒有磨損，不需維護，所以用途廣泛。離心密封它是沒有甩油盤的甩油密封裝置：在平滑的軸上，液體介質(zhì)寄托其附著力很容易沿軸的外貌爬動，因而便于泄漏；如果在光軸上車出一兩個環(huán)槽，則液體很難越過環(huán)槽上鋒利突變的交界面，此時，借助于轉(zhuǎn)軸的離心力很容易將液體甩掉，以保證封嚴。離心甩油盤與軸1制成一體，它把企圖滲漏的液體擋住，并在離心力的作用下將液體甩到密封蓋的圓周上，之后流入下方的回油孔舉行回油。在密封蓋與甩油盤共同的地方設(shè)有環(huán)槽，這使得密封蓋壁上的液體可以或許沿著環(huán)槽流下，而不至流入密封蓋與軸之間的間隙中。設(shè)計離心甩油密封裝置時，應(yīng)盡可能減少甩油盤與密封蓋之間的徑向間隙以及軸向間隙，以盡可能減少密封蓋與軸之間的徑向間隙。此時，密封蓋的環(huán)槽應(yīng)足夠大，密封蓋與甩油盤之間的甩油空間應(yīng)足夠大，回油通道應(yīng)盡可能流通。甩油葉輪密封相當于在油盤的一面或兩面配置若干片，寄托葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的鼓風作用，使泄出的潤滑油隨徑向流動的氣流甩向回流孔，從而減少了潤滑油沿軸向外偏。甩油葉輪的葉片不宜太大，數(shù)目也不宜過多。因為太強烈的氣流與潤滑油混合會產(chǎn)生泡沫，對回油不利，且葉片大消耗功率也大。背葉片密封及副葉輪密封，經(jīng)常用作IS離心泵軸封。副葉輪密封往往在密封腔內(nèi)側(cè)配置若干固定導葉片，它們可以起穩(wěn)流與部分消除副葉輪平滑面的增壓作用，從而提高葉輪的密封能力。離心動力密封的特點在于它沒有直接接觸的摩擦副，可接納較大的密封間隙，因此能密封含有固相雜質(zhì)的介質(zhì)，磨損小，壽命長，設(shè)計合理可以做到零泄漏。但是克服壓差的能力低，功率消耗大，甚至可達泵有用功率的l/3。此外，由于它是一種動力密封，所以一停車立即喪掉密封能力，為此必須輔以停車密封。
螺旋動力密封的工作原理相當于一個螺桿容量泵，設(shè)軸上切出右螺旋（或在殼體上、在兩者都刻有螺旋槽），軸的旋轉(zhuǎn)標的目的從右向左看為順時針標的目的，則液體介質(zhì)與殼體的摩擦力為逆時針標的目的，而摩擦力F在該右螺紋的螺旋線上的分力向右，故液體。介質(zhì)猶如螺母沿螺桿松退環(huán)境一樣，將液體推向右方。跟著容量的不斷縮小，壓頭逐步增高，這樣，建立起的密封壓力與被密封流體的壓力相平衡，從而阻止了泄漏。設(shè)計螺旋密封裝置時，對于螺旋的趕油標的目的要出格注意，若把標的目的弄錯了，不單不能密封，相反，卻把液體趕向漏出標的目的，使得泄漏量大為增加。顯然，螺旋密封亦是一種動力密封，在停車或低速環(huán)境下將掉去密封功能，因而往往要匡助以停車密封，這使裝置復(fù)雜化，且要求有足夠的軸向尺寸。
現(xiàn)在化工泵行業(yè)使用最為廣泛的密封形式，由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點，所以當今世界上機械密封是在這些設(shè)備最主要的軸密封方式。
機械密封又叫端面密封，在國家有關(guān)標準中是這樣定義的：“由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補償機構(gòu)彈力（或磁力）的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。目前廣泛采用耐腐蝕的四氟機械密封件可以有效的防止液體的泄漏。任何形式的密封都要防止化工離心泵的空轉(zhuǎn)，一旦空轉(zhuǎn)密封就有可能燒毀。機械密封又叫端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)機械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的的端面在液體壓力和補償機構(gòu)彈力的作用以及輔助密封的配合下，保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。它廣泛應(yīng)用于泵、釜、壓縮機及其類似設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸的密封。機械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動環(huán)隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)，動環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質(zhì)泄漏。動環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進入密封端面。密封元件中密封動環(huán)與軸的間隙，靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時彈性元件對泵的振動，沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，機械密封的正常運行與它的自身性能，外部條件都有很大的關(guān)系。但是我們要首先保證自身的零件性能，輔助密封裝置和安裝的技術(shù)要求，使機械密封發(fā)揮它應(yīng)有的作用。機械密封的零件的故障旋轉(zhuǎn)設(shè)備在運行當中，密封端面經(jīng)常會出現(xiàn)磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會松弛，斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現(xiàn)裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
- 機械密封振動、發(fā)熱。設(shè)備旋轉(zhuǎn)過程中，會使動靜環(huán)貼合端面粗糙，動靜環(huán)與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質(zhì)，也會引起機械密封的振動和發(fā)熱。
- 機械密封介質(zhì)泄漏。靜壓試驗時泄漏，機械密封在安裝時由于不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞、清理不凈、夾有顆粒狀雜質(zhì)，或是由于定位螺釘松動，壓蓋沒有壓緊、機器設(shè)備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會造成介質(zhì)泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。
- 周期性或陣發(fā)性泄漏。機械密封的轉(zhuǎn)子組件周期性振動，軸向竄動量太大，都會造成泄漏。
- 機械密封的經(jīng)常性泄漏。機械密封經(jīng)常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經(jīng)常性泄漏；第二方面，是輔助密封圈引起的經(jīng)常性泄漏；第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉(zhuǎn)子振動引起的泄漏、傳動、緊定和止推零件質(zhì)量不好或松動引起泄漏等。
- 機械密封振動偏大。機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產(chǎn)生振動的根源。
螺旋密封也是動力密封的一種形式，它是在旋轉(zhuǎn)的軸上或者在軸的包容套上加工出螺旋槽，軸和套之間充有密封介質(zhì)。軸的旋轉(zhuǎn)使螺旋槽產(chǎn)生類似于泵的輸送作用，從而阻止密封液的泄漏。其密封能力的大小與螺旋角度、螺距、齒寬、齒高等相關(guān)。由于密封之間不發(fā)生磨擦，因而壽命長，但由于結(jié)構(gòu)空間的限制，其螺旋長度一般較短，因而其密封能力也受到局限。在泵降速使用時，其密封效果則會大打折扣。干氣密封即“干運轉(zhuǎn)氣體密封”是將開槽密封技術(shù)用于氣體密封的一種新型軸端密封，屬于非接觸密封。干氣密封原理：當端面外側(cè)開設(shè)有流體動壓槽（2.5～10μm）的動環(huán)旋轉(zhuǎn)時，流體動壓槽把外徑側(cè)（稱之為上游側(cè)）的高壓隔離氣體泵入密封端面之間，由外徑至槽徑處氣膜壓力逐漸增加，而自槽徑至內(nèi)徑處氣膜壓力逐漸下降。因端面膜壓增加使所形成的開啟力大于作用在密封環(huán)上的閉合力，在摩擦副之間形成很薄的一層氣膜（1～3μm）從而使密封工作在非接觸狀態(tài)下。所形成的氣膜完全阻塞了相對低壓的密封介質(zhì)泄漏通道，實現(xiàn)了密封介質(zhì)的零泄漏或零逸出。化工泵經(jīng)常輸送的是具有腐蝕性，或是有毒揮發(fā)的介質(zhì)，因此其密封性能是衡量化工泵好與壞的標準之一。在選擇化工泵時，應(yīng)參考如下標準。對于靜密封，通常只采用密封圈和密封墊兩種密封形式，而在密封圈中又以O(shè)型圈的應(yīng)用性最廣泛；對于動密封，很少采用填料密封，其主要是以機械密封為主，而機械密封之中又分單端面和雙端面、平衡型和非平衡型。其中平衡型較適應(yīng)于高壓介質(zhì)的密封，其通常指壓力大于1.0MPA。而雙端面機封主要則是用于高溫、易結(jié)晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發(fā)的介質(zhì)，雙端面機封應(yīng)向密封腔中注入隔離液，其壓力一般高于介質(zhì)壓力0.07～0.1MPA。化工泵靜密封的材料通常情況下使用氟橡膠材料，在特殊情況會采用聚四氟材料。
