針對傳統(tǒng)填料密封損耗大、壽命短、易泄露等缺點(diǎn)，介紹一種新型密封填料( 塑性納米密封填料) 。新密封填料為層狀剪切物，其機(jī)體具有可塑性。在其內(nèi)部定向排列的大量納米纖維使得它的塑性工作面在微觀上產(chǎn)生密集的凸凹起伏，形成無數(shù)的近似納米級凹坑以聚集微型水珠。在實(shí)際運(yùn)行中，該填料在壓力水的作用下與旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)配合面形成連續(xù)的液膜，這起到了優(yōu)秀的潤滑和密封作用。通過在水泵上的應(yīng)用和研究，結(jié)果證明: 新型塑性納米密封填料的應(yīng)用是提高密封填料的密封性能、使用壽命和節(jié)能高效的一條有效途徑。

1、前言

　　隨著科技的發(fā)展，納米技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，納米技術(shù)主要是發(fā)掘了材料本身固有的一些隱含特性，其中有些特性可以降低或者消除材料本身的一些弊端，發(fā)揮出材料本身所具有的一些卓越特性。在密封行業(yè)中，密封材料的研究和開發(fā)一直是行業(yè)的尖端科技領(lǐng)域，經(jīng)國內(nèi)外知名的納米研究機(jī)構(gòu)的長期科研，開辟出密封填料應(yīng)用的新領(lǐng)域，使得盤根填料密封技術(shù)跨越性的提高。它的應(yīng)用使得設(shè)備的密封性能和使用壽命均明顯提高。本文將介紹一種新型塑性密封填料的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、工作原理，以及在水泵上實(shí)際應(yīng)用的節(jié)能效果。

2、傳統(tǒng)的密封填料

2.1、傳統(tǒng)填料密封的原理

　　傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)示意

　　填料密封的原理: 密封填料裝填在填料函內(nèi)，填料密封是通過壓蓋螺栓施加在填料壓蓋上的預(yù)緊力，進(jìn)而填料壓蓋作用在填料軸向壓力，填料徑向膨脹，使得密封填料的兩個(gè)面分別和軸承或軸套和填料函的表面緊密貼合，從而形成密封。通常情況下盤根之間有水封環(huán)，水封環(huán)的上端是通入冷卻水的冷卻水孔。

2.2、傳統(tǒng)填料密封的缺點(diǎn)

　　(1) 填料密封由于填料和軸承之間的緊密接處而形成密封，所以之間的摩擦力必然會(huì)很大，這會(huì)損耗一部分軸功轉(zhuǎn)化為熱量，這不僅損失有用功而且轉(zhuǎn)化的熱量會(huì)使填料和軸承使用壽命降低。最終導(dǎo)致軸承或軸承套的經(jīng)常更換。

　　(2) 軸承和填料之間摩擦產(chǎn)生的熱量主要由冷卻水帶走，所以一定會(huì)有泄漏。填料密封的泄漏會(huì)導(dǎo)致軸承箱進(jìn)水，最終造成軸承的損壞。

　　(3) 在一些轉(zhuǎn)動(dòng)軸徑向跳動(dòng)較大、含硬質(zhì)雜質(zhì)、有機(jī)雜較多的水泵。由于填料經(jīng)常處于非正常工作狀態(tài)，加劇了填料和軸承的磨損。

　　總之，填料密封具有密封結(jié)構(gòu)簡單、填料來源廣、加工容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是缺點(diǎn)是功率損耗大，軸或軸套磨損嚴(yán)重，盤根和軸套都需要經(jīng)常更換。

3、塑性納米密封填料的特點(diǎn)、微觀結(jié)構(gòu)、工作原理和實(shí)際應(yīng)用

3.1、塑性納米密封填料的特點(diǎn)

　　塑性納米密封材料為層狀剪切物，新型填料具有表面光滑、強(qiáng)度高、塑性好等特點(diǎn)。由于它良好的塑性，使得工作面在含有較多有機(jī)雜質(zhì)和硬質(zhì)顆粒的介質(zhì)中不至被壓碎。技術(shù)監(jiān)督局的監(jiān)測數(shù)據(jù): 在水作為潤滑劑的條件下，該材料的工作表面和金屬表面的摩擦系數(shù)為2 /1000，因此塑性納米填料密封具有極低的摩擦損耗，如圖2 所示。

圖2 塑性納米密封填料

3.2、塑性納米密封填料的微觀結(jié)構(gòu)

　　塑性納米密封填料的特殊配方和獨(dú)有生產(chǎn)工藝使得機(jī)體具有可塑性，同時(shí)在內(nèi)部定向排列著大量的納米纖維使得它的塑性工作外表面在微觀上產(chǎn)生密集的凸凹起伏，形成無數(shù)的近似納米級的微型水珠，如圖3 所示。

圖3 20000 倍電子顯微鏡拍攝讀數(shù)

結(jié)語

　　本文分析了傳統(tǒng)填料密封的工作原理和存在的缺點(diǎn)。通過新型塑性納米盤根和傳統(tǒng)油浸盤根的試驗(yàn)對比可以證明: 新型填料密封可以降低水泵的4%左右耗電量，新型盤根和傳統(tǒng)盤根以數(shù)目1∶5 左右搭配成為復(fù)合盤根組，其工作壽命可以達(dá)到傳統(tǒng)盤根的5 ～ 10 倍，不僅降低了設(shè)備軸承或軸套的損耗，而且降低了檢修維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。新型塑性納米密封填料在填料密封領(lǐng)域更具有優(yōu)越性，實(shí)際的應(yīng)用中具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，并有廣泛的推廣前景。