針對傳統填料密封損耗大、壽命短、易泄露等缺點，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上產生密集的凸凹起伏，形成無數的近似納米級凹坑以聚集微型水珠。在實際運行中，該填料在壓力水的作用下與旋轉軸動態配合面形成連續的液膜，這起到了優秀的潤滑和密封作用。通過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

　　隨著科技的發展，納米技術的應用越來越廣泛，納米技術主要是發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，發揮出材料本身所具有的一些卓越特性。在密封行業中，密封材料的研究和開發一直是行業的尖端科技領域，經國內外知名的納米研究機構的長期科研，開辟出密封填料應用的新領域，使得盤根填料密封技術跨越性的提高。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、結構、工作原理，以及在水泵上實際應用的節能效果。

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，填料密封是通過壓蓋螺栓施加在填料壓蓋上的預緊力，進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，水封環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

　　(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很大，這會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使填料和軸承使用壽命降低。最終導致軸承或軸承套的經常更換。

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

　　(3) 在一些轉動軸徑向跳動較大、含硬質雜質、有機雜較多的水泵。由于填料經常處于非正常工作狀態，加劇了填料和軸承的磨損。

　　總之，填料密封具有密封結構簡單、填料來源廣、加工容易、價格低廉等優點，但是缺點是功率損耗大，軸或軸套磨損嚴重，盤根和軸套都需要經常更換。

3、塑性納米密封填料的特點、微觀結構、工作原理和實際應用

3.1、塑性納米密封填料的特點

　　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。由于它良好的塑性，使得工作面在含有較多有機雜質和硬質顆粒的介質中不至被壓碎。技術監督局的監測數據: 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結構

　　塑性納米密封填料的特殊配方和獨有生產工藝使得機體具有可塑性，同時在內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生密集的凸凹起伏，形成無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

　　本文分析了傳統填料密封的工作原理和存在的缺點。通過新型塑性納米盤根和傳統油浸盤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，新型盤根和傳統盤根以數目1∶5 左右搭配成為復合盤根組，其工作壽命可以達到傳統盤根的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強度。新型塑性納米密封填料在填料密封領域更具有優越性，實際的應用中具有可觀的經濟效益，并有廣泛的推廣前景。