新型塑性納米密封填料的特點(diǎn)及應用研究
針對傳統填料密封損耗大、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，其機體具有可塑性。在其內部定向排列的大量納米纖維使得它的塑性工作面在微觀(guān)上產(chǎn)生密集的凸凹起伏，形成無(wú)數的近似納米級凹坑以聚集微型水珠。在實(shí)際運行中，該填料在壓力水的作用下與旋轉軸動(dòng)態(tài)配合面形成連續的液膜，這起到了優(yōu)秀的潤滑和密封作用。通過(guò)在水泵上的應用和研究，結果證明: 新型塑性納米密封填料的應用是提高密封填料的密封性能、使用壽命和節能高效的一條有效途徑。
1、前言
隨著(zhù)科技的發(fā)展，納米技術(shù)的應用越來(lái)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(kāi)發(fā)一直是行業(yè)的尖端科技領(lǐng)域，經(jīng)國內外知名的納米研究機構的長(cháng)期科研，開(kāi)辟出密封填料應用的新領(lǐng)域，使得盤(pán)根填料密封技術(shù)跨越性的提高。它的應用使得設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)、結構、工作原理，以及在水泵上實(shí)際應用的節能效果。
2、傳統的密封填料
2.1、傳統填料密封的原理
傳統填料密封結構如圖1 所示。
圖1 傳統填料密封結構示意
填料密封的原理: 密封填料裝填在填料函內，填料密封是通過(guò)壓蓋螺栓施加在填料壓蓋上的預緊力，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(pán)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 )損耗一部分軸功轉化為熱量，這不僅損失有用功而且轉化的熱量會(huì )使填料和軸承使用壽命降低。最終導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 )導致軸承箱進(jìn)水，最終造成軸承的損壞。
(3) 在一些轉動(dòng)軸徑向跳動(dòng)較大、含硬質(zhì)雜質(zhì)、有機雜較多的水泵。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構簡(jiǎn)單、填料來(lái)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，軸或軸套磨損嚴重，盤(pán)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(guān)結構、工作原理和實(shí)際應用
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雜質(zhì)和硬質(zhì)顆粒的介質(zhì)中不至被壓碎。技術(shù)監督局的監測數據: 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(guān)結構
塑性納米密封填料的特殊配方和獨有生產(chǎn)工藝使得機體具有可塑性，同時(shí)在內部定向排列著(zhù)大量的納米纖維使得它的塑性工作外表面在微觀(guān)上產(chǎn)生密集的凸凹起伏，形成無(wú)數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
結語(yǔ)
本文分析了傳統填料密封的工作原理和存在的缺點(diǎn)。通過(guò)新型塑性納米盤(pán)根和傳統油浸盤(pán)根的試驗對比可以證明: 新型填料密封可以降低水泵的4%左右耗電量，新型盤(pán)根和傳統盤(pán)根以數目1∶5 左右搭配成為復合盤(pán)根組，其工作壽命可以達到傳統盤(pán)根的5 ～ 10 倍，不僅降低了設備軸承或軸套的損耗，而且降低了檢修維護的勞動(dòng)強度。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)際的應用中具有可觀(guān)的經(jīng)濟效益，并有廣泛的推廣前景。
