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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。
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。
填料密封工作原理
填料密封工作原理是通过将填料放置在机械密封装置中，使填料与转动的轴向或固定的壳体之间形成一个密封界面，以阻止流体或气体的泄漏。
填料密封通常采用柔性填料，如软木、涂层纤维、纺织品等，其工作原理主要包括以下几个方面：
1.填料压缩密封：填料密封装置中的填料由于受到轴向的压力
作用，会被压缩并填满密封间隙，使填料之间形成高度凝聚的结构，从而实现密封效果。
2.填料摩擦密封：填料与密封件接触面之间存在摩擦力，填料
通过与轴或壳体接触的摩擦力，阻止流体或气体从密封间隙中泄漏。
3.填料润滑密封：填料与轴或壳体之间形成润滑膜，减少填料
与密封件之间的磨损和摩擦，并利用润滑剂的填充和流动作用，进一步提高密封效果。
4.填料对流动的阻碍：填料中的纤维结构具有较高的表面粗糙
度和较大的内外周面积，能够有效地阻碍流体或气体的泄漏，并增强密封性能。
综上所述，填料密封工作原理主要是通过填料的密实和摩擦力，以及填料与轴或壳体之间的润滑和阻碍作用，实现对流体或气体的有效密封。
机械密封与填料密封的比较填料密封与机械密封各有各的优势，填料密封，结构简单，价格便宜、维修方便。
机械密封，密封较好，泄漏量很少，寿命长。
下面我们来从他们的结构性能各方面做一个分析，讲解下他们的优势和区别。
1.填料密封：结构简单、价格便宜、维修方便，但泄漏量大、功率损失大。
因此，填料密封用于输送一般介质，如水;不适用于石油及化工介质，特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。
2 机械密封：密封较好，泄漏量很少，寿命长，但价格贵，加工安装维修保养比一般密封要求高。
机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。
填料密封是一种传统的接触式密封，应用较广。
结构简单，更换方便，成本低廉，适用范围广(可用于旋转、往复、螺旋运动的密封)，对旋转运动的轴允许有轴向窜动。
其不足是密封性能稍差，轴不允许有较大的径向跳动，功耗大，磨损轴，使用寿命短。
填料密封通过轴表面与填料部分贴合，形成迷宫效应达到密封。
由于是滑动密封故应有足够的液体进行润滑，以保证密封有一定的寿命，即所谓的轴承效应。
填料对材料又要求：1、一定的弹塑性2、化学稳定性3、不渗透性4、自润滑性好，摩擦系数小并耐磨5、耐温性6、装拆方便。
机械密封密封性好，性能稳定，泄露量少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴磨损很小，能满足多种工况要求，在石化等部门广泛应用，但其机构复杂、制造精度高、价格较贵、维修不方便。
机械密封亦称端面密封，其至少有一对垂直于旋转轴线的端面，该段面在流体压力及补偿机械外弹力(或磁力)的作用下，加之辅助密封的配合，与另一端面保持贴合并相对华东，从而构成防止泄露。
由于两个密封端面紧密贴合，是密封端面之间的交界形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙，形成极薄的液膜，造成阻力，阻止介质泄漏，又使端面得以润滑，由此获得长期的密封效果。
填料密封是一种传统的压盖密封。
它靠压盖产生压紧力，从而压紧填料，迫使填料压紧在密封表面(轴的外表面和密封腔)上，产生密封效果的径向力，因而起密封作用。
填料密封的工作原理填料密封是一种常用于旋转机械密封的技术，在工业生产领域有着广泛的应用。
其工作原理是通过填充材料填充在旋转轴与静止零件之间的间隙，形成一种密封层，以阻止液体或气体的泄漏。
填料密封的工作原理可分为两个关键步骤：填料的选择和填充操作。
首先是填料的选择。
填料的选择要考虑到填料的物理性质和化学性质，以及工作环境的要求。
常见的填料材料有浸渍纤维、石棉、环氧树脂、聚四氟乙烯等。
填料的物理性质应符合耐磨、耐腐蚀、耐高温等要求。
填料的化学性质应与被密封介质相容，以防止填料与介质发生化学反应。
同时，填料的选择还应考虑到填料与轴套之间的摩擦性能，以保证填料密封的可靠性。
其次是填充操作。
填料密封的填充操作可以采用机械填充或者手工填充的方式进行。
在填充过程中，填料要均匀地填充在轴与轴套之间的间隙中，填料的填充深度以及填充密度也需要控制在一定的范围内。
填料的填充精度对于密封效果的影响较大，过于紧密的填充会导致摩擦力增大，从而影响泄漏的控制；而过松的填充则会导致泄漏增大，影响密封效果。
填料密封的工作原理是通过填充材料填充在轴与轴套之间的间隙，形成一种密封层。
当轴旋转时，填料与轴套之间会产生摩擦力，摩擦力会引起填料的压实和与轴套的贴合，从而形成密封。
填料密封的效果主要依赖于填料的压实程度和填充层的均匀性。
填料的压实程度越高，与轴套的贴合越紧密，密封效果越好。
填充层的均匀性越高，则密封效果越稳定、耐用。
填料密封的工作原理还受到润滑剂的影响。
润滑剂可以减少填料与轴套之间的摩擦力，降低填料的磨损程度，延长填料密封的使用寿命。
润滑剂的选择应根据工作环境的要求，选择适合的润滑剂类型和使用方法。
在填料密封的工作过程中，填料与轴套之间的摩擦力会产生一定的热量。
这些热量会通过填充层的导热性质传递给周围的介质，从而起到冷却填充层的作用。
因此，在填料密封的设计中，应合理选择填料的导热性质，以保证填料的温度在一定范围内，从而避免填料的过热和损坏。
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、要求及其使用条件密封填料的分类，填料按物理特性可分为弹塑性接触动密封填料和非弹性接触动密封填料两大类，各类按结构又分若干种。
对填料密封的要求：⑴ 耐腐蚀：填料要与介质直接接触，填料的接触部位不产生点蚀和腐蚀。
⑵ 密封性好：在介质压力作用下不得有泄漏，不论在正常运行期或负荷急剧变化时，填料都能保持密封。
⑶ 工作可靠、耐冲蚀：即使有微量渗漏，也不至迅速发展成跑冒泄漏。
⑷ 寿命长：在高温条件下石棉损失小、不变质，填料的弹性可⑤填料对轴的摩擦力小。
⑸ 安装方便：对填料安装的技术要求低。
图10－ 1填料底套填料箱体 填料封液环压盖图10－1软填料密封装置4、填料的合理装填填料的合理装填应按下列步骤进行：⑴清理填料腔，检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象，填料腔应做到洁净，轴表面应光滑。
⑵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。
⑶填料腔内和轴表面应涂密封剂或与介质相适应的密封剂。
⑷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45度斜面，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。
⑸装填时应一圈一圈装填，不得同时装填几圈。
方法是取一圈填料，将纸带撕去，涂以润滑剂，再用双手各持填料接口的一端，沿轴向拉开，使之呈螺旋形，再从切口处套入轴径，注意不得沿径向拉开，以免接口不齐。
⑹取一只与填料腔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。
预压缩量约为5％～10％最大到20％再将轴转动一周，取出木轴套。
⑺以同样的方法装填第二圈、第三圈。
但应注意：2圈填料时，接口位置错开180度，3圈填料时应使接口相互错开120度4圈填料时错开90度以防通过接口泄漏。
对于金属带缠绕填料，应使缠绕方向顺着轴的转向。
⑻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。
同时用手转动主轴，使装配后的压紧力趋于抛物线分布，然后将压盖稍放松，装填即算完毕。
应当指出，装填最后一圈填料后，若压紧力过大，填料的塑性与填料腔的摩擦力起阻止作用，使压紧力不能传递至填料的深处，特别是软填料更是如此。
于是靠近压盖的2～3圈填料承受了绝大部分的压紧力，形成很大的径向力，因此出现异常摩擦，加之该处的润滑剂被大量挤出，不需要运行很长时间，即出现异常磨损。
此外，在全部填料一次装填、一次压紧时，也会出现这种现象，应切实加以纠正。
最后进行的运转试验，以检查是否达到密封要求和验证发热程度。
若不能密封，可再将填料压紧一些；若发热过大，将它放松一些。
如此调整到只呈滴状泄漏和发热不大时为止（填料部位的温升只能比环境温度高30℃～40℃）才可正式投入使用。
5、填料的合理使用填料在使用过程中应注意下列事项：⑴经常检查泄漏情况，如发现泄漏量超过允许值时，应及时压紧调整。
⑵轴的磨损、弯曲或严重偏心是造成泄漏的主要原因。
故应定期检查轴承是否损坏，并尽可能将填料腔设在轴承不远处。
轴的允许径向跳动量最好在0.03 ～0.08范围内转动机械的转子的不平衡量应在允许范围内，以免振动过大。
⑶软硬不同的填料组合使用有良好的密封效果，但装填时硬填料应在深部，软填料应在压盖附近，且软硬应交替放置。
⑷液封环的两侧（包括外加注油孔的两侧）应装同硬度的填料。
当介质不洁净时，应注意液封环处不得被堵塞。
⑸填料应定期更新，拆卸填料时注意不得划伤填料腔内壁和轴表面。
⑹当填料宽度与填料腔的宽度不符时，严禁用锤子敲扁。
正确的方法是将填料置于平整洁净的平台上用辊子压碾。
⑺当从外部注入润滑油和对填料腔进行冷却时，应保证油路、水路畅通。
注入的压力只需略大于填料腔内的压力即可。
通常取其压差0.05mpa～0.1mpa6、填料密封的故障的解决填料密封磨损后，产生泄漏可拧紧填料压盖螺栓减少泄漏。
使用一定周期要更换填料，故障的排除方法如下：⑴故障现象，填料被挤进轴件和壳体或压盖之间的间隙中故障原因，设计间隙过大或部件磨损，轴与轴承不同轴。
排除办法，减小间隙，检查同轴度⑵故障现象，填料外表面被研伤延压盖外侧泄漏故障原因，由于填料外径太小，故不能固定而随轴旋转。
排除办法，检查壳体和填料尺寸。
⑶故障现象，靠近压盖侧的填料环亚的太紧故障原因，填料装的当排除办法，，仔细更换重装⑷轴件沿其长度严重磨损故障原因，润滑失效排除办法，更换适当的润滑剂材料或转入能补给润滑剂的灯笼环。
⑸故障现象，泄漏量太大故障原因，填料膨胀破坏填料环切的太短或装配错误，轴件偏心，填料盒膨胀。
排除办法，更换一种相容性好的填料，如采用包泊式填料，可检查转动方向与泊重叠的方向一致。
更换能抗密封介质作用的填料，检查轴的振摆，检查轴的同轴度等。
7、填料密封的主要要求如下：⑴在压盖的压力下有足够塑性，填充所有的松孔，缝隙、从而堵塞密封。
⑵不受密封介质和气体或润滑液的侵蚀。
⑶磨损速度低能经历较长的时间才需要调整，并经过多次调整后才需要更换填料。
不会有研伤对轴没有腐蚀。
8、填料密封如何维修⑴应采用高质量的填料材料。
如石棉填料、将它切断成环，并足够的银色片片状的石墨加以涂擦（含碳量小于）90％环在填料函内要使环的接头成45度分布在整个圆周上。
并以90度角错开。
⑵轴的表面粗糙度。
为了填料密封工作良好，轴的表面要有很高的质量。
如果轴的表面有刀痕，高低不平，飞翅及类似缺点，则填料密封就不能保证必要的密封性。
因此，填料密封工作良好的条件是，轴表面粗糙度0.8 um。
⑶填料应均匀的压紧。
压紧填料是应均匀的进行，压盖不得偏斜，应定期盘车，并同时检验填料的咬紧程度。
9、毛毡密封结构毛毡密封结构是填料密封结构中最简单的一种形式，通常用于防尘，它的内径小于轴的外径要有1mm的过盈量。
对密封要求严格时，可并排使用两道毛毡，防止润滑油漏出，是离心泵的轴承箱轴承侧盖常用的一种密封形式。
靠近内部是防止润滑油泄漏，靠近外部的一道毛毡，是防止灰尘渗入。
毛毡具有天然的弹性，而且本身呈松孔海绵状，可储存润滑油。
轴旋转时，毛毡又将润滑油从轴上刮下，反复自我润滑。
如使用两道毛毡，则两道毛毡之间的空间还可存有更多润滑油改善工作条件。
毛毡槽内也可不装毛毡，而装以截面为S形的橡胶圈如图10－2如果有两道毛毡槽，也可在靠近内部安装S形橡胶圈，靠近外侧安装毛毡也可两侧都安装S橡胶圈。
图10－2是一道槽的示意图，用S形橡胶圈代替毛毡结构1－形橡胶圈 2－轴 3－壳体实际上轴承侧盖的密封方式最好是磁力密封结构。
二、填料密封改机械密封随着机械密封性能的不断的提高，在许多场合下，填料密封已被机械密封所代替。
对原来的填料密封改机械密封，首先应按操作条件，分析改装的可能性。
当系统终许多机械因素不正常时，使用机械密封也可能失效，但机械密封一旦失效难以采取应急措施，这种情况下不宜改机械密封。
离心泵用填料密封，其填料的径向厚度大体是轴径的1/5分别为6、8、10mm。
一般化工泵由填料密封改机械密封时，首先要校对所用机械密封是否能装入，如果不能装入可以加工扩大填料腔尺寸，但是要保证填料腔的机械强度。
一般DY型多级泵的填料密封改机械密封都需要扩大填料腔的内径尺寸，填料腔的内径必须比机械密封的最大外径大2～5mm。
然后确认以下有关尺寸：确认密封腔的尺寸减小轴套外经尺寸扩大密封腔尺寸减小泵轴的尺寸，当密封腔的内径不允许扩大时，如壳体壁薄或压盖螺丝限制等可考虑减小轴的外径，应视具体情况而定，特别要考虑轴的刚度。
三、采用外装式机械密封采用外装式机械密封，一般不受密封腔尺寸的限制，但是必须有足够的轴向尺寸。
可采用轴向尺寸交小的密封或将密封腔车短等办法。
要根据具体情况而定。
外装式机械密封安装方便可在不拆泵的情况下调整密封压缩量，适用于作压力≤0.5MPa，线速度＜15m/S。
外装式机械密封于内装式机械密封没有太大的差异，一般外装式机械密封有152型、WB2型169型等只要轴向尺寸允许就可以改造。
四、压盖的设计离心泵用机械密封代替填料密封，压盖应进行改造。
旋转式机械密封的压盖是用来支承静环的，内装式机械密封的压盖是来支承补偿环组件的。
因此，压盖应按所支承的密封环件的几何形状、尺寸以及泵壳连接部位来设计的。
压盖的设计要考虑工作环境的影响，即冲洗、冷却、隔离措施等。
当选择内装密封的尺寸比密封腔尺寸长时应加长压盖。
详见第8章密封改造实例。
