【壓縮機網(wǎng)】摘要：對稱(chēng)平衡活塞往復壓縮機的有油潤滑填料函是各個(gè)密封件的組合體，其主要有冷卻、潤滑、密封、泄露的氣體排放功能，任何一環(huán)出現問(wèn)題都會(huì )導致填料故障；在高壓、高溫、有毒、易燃、易燃易爆的環(huán)境下，一旦填料泄露易發(fā)生火災和爆炸，生產(chǎn)中的有毒有害氣體就會(huì )對周?chē)娜嗽斐蓚?，對周?chē)沫h(huán)境造成破壞，這就要求在機組維護保養時(shí)一定要保證裝配和維修的質(zhì)量。本文重點(diǎn)闡述應用在整體機組GE DPC 2803/04系列、GE分體機CFA系列、RAM系列、WH系列、ARIEL Jg系列等活塞桿的填料函和密封環(huán)，并分析其系統原理、密封環(huán)原理、密封環(huán)結構、密封環(huán)種類(lèi)、填料函拆卸、裝配注意事項、填料函失效原因排查等。
文/張安斌
引言
密封填料，也叫盤(pán)根，填料密封最早是以棉麻等纖維塞在泄露通道內來(lái)阻止液體泄露，主要用在提水機械的軸封?，F在密封被廣泛用在離心泵、活塞泵、往復式壓縮機、制冷機的往復運動(dòng)軸封，以及各種閥門(mén)閥桿的旋轉密封等。在各個(gè)CNG加氣站、天然氣集氣站、天然氣處理廠(chǎng)安裝的往復式壓縮機，都需要安全、可靠的密封函或裝置，其具有密封高壓氣體從活塞桿處泄露的天然氣、刮除活塞桿上的油污和將氣缸與曲軸箱分隔開(kāi)的作用。
一、填料函密封結構原理及作用
1）填料函安裝位置
填料函安裝在氣缸和十字頭導軌之間。它包含多個(gè)環(huán)組，密封活塞桿周?chē)吞盍虾邢嗷ブg的接觸面，防止氣體從氣缸泄漏到導軌、曲軸箱中。
2）填料函結構
常用的填料密封結構如下圖所示，填料密封裝在填料環(huán)槽中，通過(guò)連接螺桿將所有的填料環(huán)組串組在一起，然后用螺母把整組填料函壓緊在氣缸曲軸箱側的表面，每個(gè)填料環(huán)組接觸活塞桿，填料函的法蘭用螺栓固定在氣缸中，包含入口潤滑油口和出口放空/排放口。
3）填料函密封工作原理
當帶壓介質(zhì)通過(guò)活塞桿表面時(shí)，氣體被多次節流，填料與軸表面的貼合、摩擦也類(lèi)似滑動(dòng)軸承，密封件需要足夠的潤滑，以保證密封有一定的壽命。
填料函的分解圖如下，由于每個(gè)填料環(huán)組的密封環(huán)接觸活塞桿，由此形成數個(gè)迷宮，憑借這個(gè)“迷宮效應”達到密封。每套密封環(huán)固定在填料函內的一個(gè)單獨的環(huán)槽中，并且可以在環(huán)槽中自由移動(dòng)或“浮動(dòng)”，一個(gè)軟金屬墊圈將填料函密封在氣缸內的曲柄端蓋上，壓力分解環(huán)是第一個(gè)受到氣缸壓力的環(huán)組，之后是多個(gè)帶有密封環(huán)的單作用填料環(huán)組和一組雙作用密封環(huán)組，這將繼續降低氣體壓力。
見(jiàn)下圖，展示氣缸內氣體被密封過(guò)程：泄露的氣體通過(guò)填料環(huán)組逐漸降低了氣體壓力，壓力分解環(huán)（1）首先分解分散降低來(lái)自氣缸的氣壓，剩余的氣體壓力迫使氣體沿活塞桿進(jìn)入（2）號填料環(huán)組。
見(jiàn)下圖，壓力分解環(huán)（1）將氣體分解分散，從而減小對（2）號填料環(huán)組內填料密封件的沖擊，泄漏的氣體壓力激活（2）號填料環(huán)組內的密封，活塞桿周?chē)拖乱粋€(gè)環(huán)組內的環(huán)密封，進(jìn)一步降低氣體壓力。隨著(zhù)活塞的移動(dòng)，壓力的降低使氣流損失最小化，隨后的每個(gè)填料環(huán)減少了從填料箱流入排放孔的氣體流量。
二、填料密封原理
填料密封環(huán)由徑向密封環(huán)、切向密封環(huán)及阻流環(huán)組成，它們從高壓側到低壓側依次排列。切向密封環(huán)是防止氣體沿活塞桿軸向泄露的主要部件，它由3塊弓形片組成，外圈的周向槽內安裝有小彈簧圈，彈簧圈將3塊弓形片箍緊，使三片抱緊活塞桿產(chǎn)生密封作用。為了弓形片在內圈孔徑磨損后依然能抱緊活塞桿，在弓形之間留有1.5至2.5mm的徑向收縮間隙。由于收縮間隙的存在，給氣體提供了延徑向及軸向泄露的途徑，所以設置徑向密封環(huán)。徑向密封環(huán)設置在氣體高壓側，由3個(gè)扇形片組成，也在外圈周向槽內安裝小彈簧箍緊，可以從軸向將切向密封環(huán)的3條縫隙封??；在3片扇形之間，留有收縮間隙，使其內圈孔徑磨損后能夠收縮抱緊在桿上，為使切向和徑向密封環(huán)的3個(gè)收縮間隙錯開(kāi)，在切向密封環(huán)的弓形片上固定定位銷(xiāo)，并在徑向環(huán)的扇形片上加工相應的定位孔，而阻流環(huán)除了在兩側起密封作用外，還有保護高壓側密封環(huán)的作用，所以阻流環(huán)也稱(chēng)為支撐環(huán)或防擠出環(huán)。
當氣缸內壓力被壓縮時(shí)，填料密封環(huán)由于受到氣體壓力的作用靠近低壓側，氣體從填料密封環(huán)與填料環(huán)槽之間的軸向間隙和徑向環(huán)的切口間隙中進(jìn)入填料的外側。在氣體的作用下形成3個(gè)密封面，分別是徑向環(huán)與切向環(huán)切口錯開(kāi)形成密封面，切向環(huán)與活塞桿表面形成的密封面和切向環(huán)與環(huán)槽側面形成密封面，這樣就阻止了氣體的泄露，從而起到密封作用。當氣缸吸氣時(shí)，氣體通過(guò)徑向環(huán)的切口間隙部分回流進(jìn)氣缸，填料環(huán)槽中的氣體壓力逐漸下降，這樣就可以保證下一個(gè)壓縮過(guò)程中，填料密封環(huán)的前后建立起新的壓差，使填料密封環(huán)再次形成3個(gè)密封面，起到密封作用。
三、填料密封件種類(lèi)及應用
1）壓力分解環(huán)組
壓力分解環(huán)位于填料盒端蓋中（即第一環(huán)槽中），目前應用中有三種壓力分解環(huán)：“P”型環(huán)、“UP”型環(huán)、“P1U”型環(huán)；
“P”型環(huán)一般是個(gè)單環(huán)，被徑向切割成三個(gè)相等的節段，用彈簧固定在一起的三個(gè)部分如分段組裝時(shí)需注意方向及每段上的字母。環(huán)上的三個(gè)缺口是氣流的通道，其作用是在不完全密封的情況下分解或減緩氣流，是由氣體壓力驅動(dòng)的。氣體壓力將環(huán)推到填料環(huán)槽內壁上，通過(guò)此密封的氣體將由后面填料函中的單作用密封環(huán)組件繼續減壓密封。最重要的功能是在吸氣沖程減慢氣體回流到活塞桿，如果沒(méi)有緩沖，回流會(huì )把環(huán)吹離活塞桿，導致抱緊彈簧以及填料杯損壞；“UP”環(huán)是單個(gè)實(shí)心環(huán)，其將氣流分流或減速而不完全密封；“P1U”環(huán)是由兩個(gè)環(huán)組成的雙環(huán)組，其僅允許在一個(gè)方向上控制泄漏，并且安裝在第一或第二填料杯中（最靠近活塞的位置），第一道環(huán)（壓力側）是具有單個(gè)徑向切口的一件式，第二道環(huán)是實(shí)心環(huán)，其內孔比活塞桿直徑更大。安裝時(shí)標記字母面向氣缸，這些環(huán)的切割側必須面對氣缸壓力。
2）單作用密封環(huán)組
單作用密封環(huán)只在一個(gè)方向上有密封作用，因此安裝單作用填料環(huán)時(shí)特別要注意安裝方向，使刻字標識面面對高壓力一側（即氣缸）。通過(guò)壓力分解環(huán)后的氣體流向單作用環(huán)，然后氣體流過(guò)活塞環(huán)的頂部，填料環(huán)組頂部的壓力迫使它們圍繞活塞桿密封，氣流依次經(jīng)過(guò)每一個(gè)單作用環(huán)然后被密封，最終填料函中的雙作用環(huán)將密封流經(jīng)最后一道單作用環(huán)的氣體，這里的階梯切向，能限制環(huán)的抱緊程度。
單作用密封環(huán)組“BT”環(huán)，其由2個(gè)環(huán)組成，該雙環(huán)組只能在一個(gè)方向上進(jìn)行密封，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)并形成緊密的氣體密封。
單作用密封環(huán)組“BTR”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成，只能在一個(gè)方向上起到密封作用：第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，材質(zhì)與第一道環(huán)相同。這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它開(kāi)有徑向切口并且具有大于活塞桿直徑的孔，從而使得徑向接頭形成緊密的氣體密封，該環(huán)無(wú)需使用定位銷(xiāo)。“BTR”環(huán)和“BT” 環(huán)的區別是在低壓側設置了第三個(gè)環(huán)，以防止擠出（支撐作用）和消除活塞桿表面產(chǎn)生的摩擦熱。
單作用密封環(huán)組“BTS”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成，該3環(huán)組也只能在一個(gè)方向上起到密封作用：第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，前兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)，第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它是未切割的一件式環(huán)，在活塞桿上方有間隙， 從而使得前兩道環(huán)的接頭形成氣密密封并防止切向環(huán)被擠出。“BTR”環(huán)組與“BTS”環(huán)組的不同之處在于第3道環(huán)，“BTS”環(huán)組的第3道環(huán)是個(gè)實(shí)心環(huán)，安裝時(shí)必須拆卸活塞桿與十字頭鎖母；安裝時(shí)標記字母面向氣缸。
“TR”型密封環(huán)實(shí)際上是“BTR”型密封環(huán)的變形，結合了切向環(huán)和徑向環(huán)的特點(diǎn)，即有高壓氣的導入作用，又有軸向的密封作用，且由于切向環(huán)和徑向環(huán)做在同一個(gè)環(huán)上，可減少一個(gè)泄露點(diǎn)。另外，由于該密封只有兩個(gè)環(huán)，軸向尺寸較小，當密封壓力較高時(shí)，可通過(guò)增加填料函的形式，減少泄漏點(diǎn)。
單作用密封環(huán)組“BTU”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，前兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它是未切割的一件式環(huán)（就是一個(gè)整圓圈環(huán)），在活塞桿上方具有間隙，從而使得前兩道環(huán)的接頭形成氣密密封，在許多應用中，該未切割的環(huán)將在壓力下偏轉并依靠活塞桿密封。
單作用密封環(huán)組“BTUU”環(huán)組，其由4個(gè)環(huán)組成：該四環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口。這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)和第4道環(huán)是未切割的一件式環(huán)，在活塞桿上方具有間隙，從而使得前兩道環(huán)的接頭形成氣密密封，在安裝填料應用中，該未切割的環(huán)將在壓力下偏轉并依靠活塞桿密封。
單作用密封環(huán)組“CU”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口；這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)是實(shí)心支承環(huán)并且具有比活塞桿直徑更大的孔徑，從而使得前2道環(huán)的徑向接頭形成緊密的氣體密封。
單作用密封環(huán)組“CUU”環(huán)組，其由4個(gè)環(huán)組成：該四環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口。這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)和第4道環(huán)是實(shí)心支承環(huán)并且具有比活塞桿直徑更大的孔，從而使得前兩道環(huán)的徑向接頭形成緊密的氣體密封。
單作用密封環(huán)組“STU”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）為實(shí)心環(huán)，在壓力側上具有徑向凹槽，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口，第3道環(huán)為整體構造。
單作用密封環(huán)組“CR”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口，這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它開(kāi)有徑向切口并且具有比活塞桿直徑更大的孔，從而使得徑向接頭形成緊密的氣體密封。
3）雙作用密封環(huán)組
雙作用環(huán)組是填料函中的最終密封環(huán)，用于將氣體流導入填料放空孔和排放口，并防止隔離件中的空氣或氣體被吸入填料。在排氣沖程中，剩余的氣體壓力迫使密封圈反作用于填料函蓋和活塞桿，這可防止氣體流入十字頭導軌或中體。安裝填料杯時(shí)，刻字標識面必須朝向高壓氣體壓力一側，并且必須在填料杯中居中。
雙作用密封環(huán)組“BD”環(huán)，其由2個(gè)環(huán)組成：該雙環(huán)組開(kāi)有切向階梯切口，這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)，此雙作用環(huán)組可在任一方向上(即兩個(gè)方向)都可以起到密封作用，用在工作壓力接近大氣壓的環(huán)槽內，可防止空氣進(jìn)入氣缸，安裝時(shí)標記字母面向氣缸。
雙作用密封環(huán)組“WAT”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成：在該3環(huán) PTFE 組中，前2道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口；第3道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，后2道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第1道環(huán)與中間環(huán)一起構成一個(gè)楔形，它可以克服活塞桿摩擦力、保持環(huán)組在活塞桿向任一方向運動(dòng)期間均貼緊兩個(gè)盒體內面。此類(lèi)環(huán)起初用于低壓機組，在向填料盒內組裝時(shí)，WAT 環(huán)需要調節對中。
雙作用密封環(huán)組“AL”環(huán)，其由5個(gè)環(huán)組成：該五道環(huán) PTFE 組的作用類(lèi)似于雙端部“WAT”環(huán)組，在填料函中安裝AL環(huán)時(shí)，安裝時(shí)環(huán)組不分方向，但需要調節對中。
4）刮油環(huán)組
刮油環(huán)通過(guò)清潔活塞桿上的油來(lái)防止曲軸箱油進(jìn)入填料函、中體和氣缸，防止填料函被多余的油淹沒(méi)，并防止填料函內潤滑油受到污染。刮油填料最主要的目標是將潤滑油保持在隔板的一側，除了用刮油環(huán)將活塞桿上的液體刮掉，多數刮油填料也會(huì )用密封圈來(lái)阻擋脈動(dòng)氣流流過(guò)填料。最簡(jiǎn)單的刮油填料配置是用一片環(huán)完成刮油和密封。
基本上cook刮油填料包含2道凹槽，見(jiàn)下圖，這種配置在很多場(chǎng)合有應用。在需要雙向刮油的情況，即要防止其它液體進(jìn)入曲軸箱，也要防止油泄漏。
無(wú)論使用何種配置，刮油填料的效果主要依賴(lài)于環(huán)的安裝、環(huán)－桿載荷及間隙。
刮油環(huán)組“RTV”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組用銷(xiāo)釘配合定位，確保端間隙從其中一道環(huán)至另一道環(huán)保持錯開(kāi)，第1道環(huán)（朝向油側）的材質(zhì)為PEEK，采用切向階梯切口來(lái)實(shí)現徑向排放，中心環(huán)的材質(zhì)也為PEEK，徑向切割出軸向裝載的內徑凹槽和徑向孔，第3道環(huán)的材質(zhì)為 PTFE，開(kāi)有切向階梯切口。
刮油環(huán)組“3RWS”，其由3個(gè)環(huán)組成：“3RWS”是最基本、最常見(jiàn)的刮油環(huán)組合，它唯一的作用就是刮活塞桿，排除液體，是一種常用的刮油環(huán)組件。3代表三個(gè)“RWS” 環(huán)一起用于一個(gè)單獨的刮油器殼體中，該組中的三道環(huán)都開(kāi)有徑向切口并用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)的切口相互保持錯開(kāi)，從而防止曲軸箱的油進(jìn)入填料和氣缸，裝配時(shí)空白面朝向油（曲軸箱）并且有槽的一側朝向壓力填料。
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參考文獻
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文/張安斌
引言
密封填料，也叫盤(pán)根，填料密封最早是以棉麻等纖維塞在泄露通道內來(lái)阻止液體泄露，主要用在提水機械的軸封?，F在密封被廣泛用在離心泵、活塞泵、往復式壓縮機、制冷機的往復運動(dòng)軸封，以及各種閥門(mén)閥桿的旋轉密封等。在各個(gè)CNG加氣站、天然氣集氣站、天然氣處理廠(chǎng)安裝的往復式壓縮機，都需要安全、可靠的密封函或裝置，其具有密封高壓氣體從活塞桿處泄露的天然氣、刮除活塞桿上的油污和將氣缸與曲軸箱分隔開(kāi)的作用。
一、填料函密封結構原理及作用
1）填料函安裝位置
填料函安裝在氣缸和十字頭導軌之間。它包含多個(gè)環(huán)組，密封活塞桿周?chē)吞盍虾邢嗷ブg的接觸面，防止氣體從氣缸泄漏到導軌、曲軸箱中。
2）填料函結構
常用的填料密封結構如下圖所示，填料密封裝在填料環(huán)槽中，通過(guò)連接螺桿將所有的填料環(huán)組串組在一起，然后用螺母把整組填料函壓緊在氣缸曲軸箱側的表面，每個(gè)填料環(huán)組接觸活塞桿，填料函的法蘭用螺栓固定在氣缸中，包含入口潤滑油口和出口放空/排放口。
3）填料函密封工作原理
當帶壓介質(zhì)通過(guò)活塞桿表面時(shí)，氣體被多次節流，填料與軸表面的貼合、摩擦也類(lèi)似滑動(dòng)軸承，密封件需要足夠的潤滑，以保證密封有一定的壽命。
填料函的分解圖如下，由于每個(gè)填料環(huán)組的密封環(huán)接觸活塞桿，由此形成數個(gè)迷宮，憑借這個(gè)“迷宮效應”達到密封。每套密封環(huán)固定在填料函內的一個(gè)單獨的環(huán)槽中，并且可以在環(huán)槽中自由移動(dòng)或“浮動(dòng)”，一個(gè)軟金屬墊圈將填料函密封在氣缸內的曲柄端蓋上，壓力分解環(huán)是第一個(gè)受到氣缸壓力的環(huán)組，之后是多個(gè)帶有密封環(huán)的單作用填料環(huán)組和一組雙作用密封環(huán)組，這將繼續降低氣體壓力。
見(jiàn)下圖，展示氣缸內氣體被密封過(guò)程：泄露的氣體通過(guò)填料環(huán)組逐漸降低了氣體壓力，壓力分解環(huán)（1）首先分解分散降低來(lái)自氣缸的氣壓，剩余的氣體壓力迫使氣體沿活塞桿進(jìn)入（2）號填料環(huán)組。
見(jiàn)下圖，壓力分解環(huán)（1）將氣體分解分散，從而減小對（2）號填料環(huán)組內填料密封件的沖擊，泄漏的氣體壓力激活（2）號填料環(huán)組內的密封，活塞桿周?chē)拖乱粋€(gè)環(huán)組內的環(huán)密封，進(jìn)一步降低氣體壓力。隨著(zhù)活塞的移動(dòng)，壓力的降低使氣流損失最小化，隨后的每個(gè)填料環(huán)減少了從填料箱流入排放孔的氣體流量。
二、填料密封原理
填料密封環(huán)由徑向密封環(huán)、切向密封環(huán)及阻流環(huán)組成，它們從高壓側到低壓側依次排列。切向密封環(huán)是防止氣體沿活塞桿軸向泄露的主要部件，它由3塊弓形片組成，外圈的周向槽內安裝有小彈簧圈，彈簧圈將3塊弓形片箍緊，使三片抱緊活塞桿產(chǎn)生密封作用。為了弓形片在內圈孔徑磨損后依然能抱緊活塞桿，在弓形之間留有1.5至2.5mm的徑向收縮間隙。由于收縮間隙的存在，給氣體提供了延徑向及軸向泄露的途徑，所以設置徑向密封環(huán)。徑向密封環(huán)設置在氣體高壓側，由3個(gè)扇形片組成，也在外圈周向槽內安裝小彈簧箍緊，可以從軸向將切向密封環(huán)的3條縫隙封??；在3片扇形之間，留有收縮間隙，使其內圈孔徑磨損后能夠收縮抱緊在桿上，為使切向和徑向密封環(huán)的3個(gè)收縮間隙錯開(kāi)，在切向密封環(huán)的弓形片上固定定位銷(xiāo)，并在徑向環(huán)的扇形片上加工相應的定位孔，而阻流環(huán)除了在兩側起密封作用外，還有保護高壓側密封環(huán)的作用，所以阻流環(huán)也稱(chēng)為支撐環(huán)或防擠出環(huán)。
當氣缸內壓力被壓縮時(shí)，填料密封環(huán)由于受到氣體壓力的作用靠近低壓側，氣體從填料密封環(huán)與填料環(huán)槽之間的軸向間隙和徑向環(huán)的切口間隙中進(jìn)入填料的外側。在氣體的作用下形成3個(gè)密封面，分別是徑向環(huán)與切向環(huán)切口錯開(kāi)形成密封面，切向環(huán)與活塞桿表面形成的密封面和切向環(huán)與環(huán)槽側面形成密封面，這樣就阻止了氣體的泄露，從而起到密封作用。當氣缸吸氣時(shí)，氣體通過(guò)徑向環(huán)的切口間隙部分回流進(jìn)氣缸，填料環(huán)槽中的氣體壓力逐漸下降，這樣就可以保證下一個(gè)壓縮過(guò)程中，填料密封環(huán)的前后建立起新的壓差，使填料密封環(huán)再次形成3個(gè)密封面，起到密封作用。
三、填料密封件種類(lèi)及應用
1）壓力分解環(huán)組
壓力分解環(huán)位于填料盒端蓋中（即第一環(huán)槽中），目前應用中有三種壓力分解環(huán)：“P”型環(huán)、“UP”型環(huán)、“P1U”型環(huán)；
“P”型環(huán)一般是個(gè)單環(huán)，被徑向切割成三個(gè)相等的節段，用彈簧固定在一起的三個(gè)部分如分段組裝時(shí)需注意方向及每段上的字母。環(huán)上的三個(gè)缺口是氣流的通道，其作用是在不完全密封的情況下分解或減緩氣流，是由氣體壓力驅動(dòng)的。氣體壓力將環(huán)推到填料環(huán)槽內壁上，通過(guò)此密封的氣體將由后面填料函中的單作用密封環(huán)組件繼續減壓密封。最重要的功能是在吸氣沖程減慢氣體回流到活塞桿，如果沒(méi)有緩沖，回流會(huì )把環(huán)吹離活塞桿，導致抱緊彈簧以及填料杯損壞；“UP”環(huán)是單個(gè)實(shí)心環(huán)，其將氣流分流或減速而不完全密封；“P1U”環(huán)是由兩個(gè)環(huán)組成的雙環(huán)組，其僅允許在一個(gè)方向上控制泄漏，并且安裝在第一或第二填料杯中（最靠近活塞的位置），第一道環(huán)（壓力側）是具有單個(gè)徑向切口的一件式，第二道環(huán)是實(shí)心環(huán)，其內孔比活塞桿直徑更大。安裝時(shí)標記字母面向氣缸，這些環(huán)的切割側必須面對氣缸壓力。
2）單作用密封環(huán)組
單作用密封環(huán)只在一個(gè)方向上有密封作用，因此安裝單作用填料環(huán)時(shí)特別要注意安裝方向，使刻字標識面面對高壓力一側（即氣缸）。通過(guò)壓力分解環(huán)后的氣體流向單作用環(huán)，然后氣體流過(guò)活塞環(huán)的頂部，填料環(huán)組頂部的壓力迫使它們圍繞活塞桿密封，氣流依次經(jīng)過(guò)每一個(gè)單作用環(huán)然后被密封，最終填料函中的雙作用環(huán)將密封流經(jīng)最后一道單作用環(huán)的氣體，這里的階梯切向，能限制環(huán)的抱緊程度。
單作用密封環(huán)組“BT”環(huán)，其由2個(gè)環(huán)組成，該雙環(huán)組只能在一個(gè)方向上進(jìn)行密封，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)并形成緊密的氣體密封。
單作用密封環(huán)組“BTR”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成，只能在一個(gè)方向上起到密封作用：第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，材質(zhì)與第一道環(huán)相同。這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它開(kāi)有徑向切口并且具有大于活塞桿直徑的孔，從而使得徑向接頭形成緊密的氣體密封，該環(huán)無(wú)需使用定位銷(xiāo)。“BTR”環(huán)和“BT” 環(huán)的區別是在低壓側設置了第三個(gè)環(huán)，以防止擠出（支撐作用）和消除活塞桿表面產(chǎn)生的摩擦熱。
單作用密封環(huán)組“BTS”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成，該3環(huán)組也只能在一個(gè)方向上起到密封作用：第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，前兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)，第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它是未切割的一件式環(huán)，在活塞桿上方有間隙， 從而使得前兩道環(huán)的接頭形成氣密密封并防止切向環(huán)被擠出。“BTR”環(huán)組與“BTS”環(huán)組的不同之處在于第3道環(huán)，“BTS”環(huán)組的第3道環(huán)是個(gè)實(shí)心環(huán)，安裝時(shí)必須拆卸活塞桿與十字頭鎖母；安裝時(shí)標記字母面向氣缸。
“TR”型密封環(huán)實(shí)際上是“BTR”型密封環(huán)的變形，結合了切向環(huán)和徑向環(huán)的特點(diǎn)，即有高壓氣的導入作用，又有軸向的密封作用，且由于切向環(huán)和徑向環(huán)做在同一個(gè)環(huán)上，可減少一個(gè)泄露點(diǎn)。另外，由于該密封只有兩個(gè)環(huán)，軸向尺寸較小，當密封壓力較高時(shí)，可通過(guò)增加填料函的形式，減少泄漏點(diǎn)。
單作用密封環(huán)組“BTU”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，前兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它是未切割的一件式環(huán)（就是一個(gè)整圓圈環(huán)），在活塞桿上方具有間隙，從而使得前兩道環(huán)的接頭形成氣密密封，在許多應用中，該未切割的環(huán)將在壓力下偏轉并依靠活塞桿密封。
單作用密封環(huán)組“BTUU”環(huán)組，其由4個(gè)環(huán)組成：該四環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口。這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)和第4道環(huán)是未切割的一件式環(huán)，在活塞桿上方具有間隙，從而使得前兩道環(huán)的接頭形成氣密密封，在安裝填料應用中，該未切割的環(huán)將在壓力下偏轉并依靠活塞桿密封。
單作用密封環(huán)組“CU”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口；這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)是實(shí)心支承環(huán)并且具有比活塞桿直徑更大的孔徑，從而使得前2道環(huán)的徑向接頭形成緊密的氣體密封。
單作用密封環(huán)組“CUU”環(huán)組，其由4個(gè)環(huán)組成：該四環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口。這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)和第4道環(huán)是實(shí)心支承環(huán)并且具有比活塞桿直徑更大的孔，從而使得前兩道環(huán)的徑向接頭形成緊密的氣體密封。
單作用密封環(huán)組“STU”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）為實(shí)心環(huán)，在壓力側上具有徑向凹槽，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口，第3道環(huán)為整體構造。
單作用密封環(huán)組“CR”環(huán)組，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組只能在一個(gè)方向上起到密封作用，第1道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口，第2道環(huán)開(kāi)有切向切口，這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第3道環(huán)被稱(chēng)為支承環(huán)，它開(kāi)有徑向切口并且具有比活塞桿直徑更大的孔，從而使得徑向接頭形成緊密的氣體密封。
3）雙作用密封環(huán)組
雙作用環(huán)組是填料函中的最終密封環(huán)，用于將氣體流導入填料放空孔和排放口，并防止隔離件中的空氣或氣體被吸入填料。在排氣沖程中，剩余的氣體壓力迫使密封圈反作用于填料函蓋和活塞桿，這可防止氣體流入十字頭導軌或中體。安裝填料杯時(shí)，刻字標識面必須朝向高壓氣體壓力一側，并且必須在填料杯中居中。
雙作用密封環(huán)組“BD”環(huán)，其由2個(gè)環(huán)組成：該雙環(huán)組開(kāi)有切向階梯切口，這兩道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)，此雙作用環(huán)組可在任一方向上(即兩個(gè)方向)都可以起到密封作用，用在工作壓力接近大氣壓的環(huán)槽內，可防止空氣進(jìn)入氣缸，安裝時(shí)標記字母面向氣缸。
雙作用密封環(huán)組“WAT”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成：在該3環(huán) PTFE 組中，前2道環(huán)（壓力側）開(kāi)有徑向切口；第3道環(huán)開(kāi)有切向階梯切口，后2道環(huán)用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)切口從其中一道至另一道保持錯開(kāi)。第1道環(huán)與中間環(huán)一起構成一個(gè)楔形，它可以克服活塞桿摩擦力、保持環(huán)組在活塞桿向任一方向運動(dòng)期間均貼緊兩個(gè)盒體內面。此類(lèi)環(huán)起初用于低壓機組，在向填料盒內組裝時(shí)，WAT 環(huán)需要調節對中。
雙作用密封環(huán)組“AL”環(huán)，其由5個(gè)環(huán)組成：該五道環(huán) PTFE 組的作用類(lèi)似于雙端部“WAT”環(huán)組，在填料函中安裝AL環(huán)時(shí)，安裝時(shí)環(huán)組不分方向，但需要調節對中。
4）刮油環(huán)組
刮油環(huán)通過(guò)清潔活塞桿上的油來(lái)防止曲軸箱油進(jìn)入填料函、中體和氣缸，防止填料函被多余的油淹沒(méi)，并防止填料函內潤滑油受到污染。刮油填料最主要的目標是將潤滑油保持在隔板的一側，除了用刮油環(huán)將活塞桿上的液體刮掉，多數刮油填料也會(huì )用密封圈來(lái)阻擋脈動(dòng)氣流流過(guò)填料。最簡(jiǎn)單的刮油填料配置是用一片環(huán)完成刮油和密封。
基本上cook刮油填料包含2道凹槽，見(jiàn)下圖，這種配置在很多場(chǎng)合有應用。在需要雙向刮油的情況，即要防止其它液體進(jìn)入曲軸箱，也要防止油泄漏。
無(wú)論使用何種配置，刮油填料的效果主要依賴(lài)于環(huán)的安裝、環(huán)－桿載荷及間隙。
刮油環(huán)組“RTV”環(huán)，其由3個(gè)環(huán)組成：該三環(huán)組用銷(xiāo)釘配合定位，確保端間隙從其中一道環(huán)至另一道環(huán)保持錯開(kāi)，第1道環(huán)（朝向油側）的材質(zhì)為PEEK，采用切向階梯切口來(lái)實(shí)現徑向排放，中心環(huán)的材質(zhì)也為PEEK，徑向切割出軸向裝載的內徑凹槽和徑向孔，第3道環(huán)的材質(zhì)為 PTFE，開(kāi)有切向階梯切口。
刮油環(huán)組“3RWS”，其由3個(gè)環(huán)組成：“3RWS”是最基本、最常見(jiàn)的刮油環(huán)組合，它唯一的作用就是刮活塞桿，排除液體，是一種常用的刮油環(huán)組件。3代表三個(gè)“RWS” 環(huán)一起用于一個(gè)單獨的刮油器殼體中，該組中的三道環(huán)都開(kāi)有徑向切口并用銷(xiāo)釘配合定位，確保環(huán)的切口相互保持錯開(kāi)，從而防止曲軸箱的油進(jìn)入填料和氣缸，裝配時(shí)空白面朝向油（曲軸箱）并且有槽的一側朝向壓力填料。
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參考文獻
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