[科普中国]-盘根

盘根（packing）也叫密封填料，通常由较柔软的线状物编织而成，通常截面积是正方形或长方形、圆形的条状物填充在密封腔体内。

概念盘根（编制盘根）（packing）也叫密封填料，通常由较柔软的线状物编织而成，通常截面积是正方形或长方形、圆形的条状物填充在密封腔体内,从而实现密封。填料密封最早是以棉麻等纤维塞在泄漏通道内来阻止液流泄漏，主要用作提水机械的轴封。由于填料来源广泛，加工容易，价格低廉，密封可靠，操作简单，所以沿用至今。如今盘根被广泛用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封、活塞泵、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。

编织盘根是由膨胀石墨线经编织而成，常用于除强氧化剂外的大多场合，可用于沸水、高温、高压蒸汽、换热介质、油类、酸、碱、氢气、氨、有机溶剂、碳氢化合物、低温液体等介质。它是一种独一无二的新型密封盘根。1

原理盘根工作原理轴表面在微观情况下非常不平整，与盘根只能部分贴合。所以盘根和轴之间存在微小的间隙，就像迷宫一样。介质在迷宫被多次截流，从而达到密封作用。

填料密封由填料装于填料函内，通过填料压盖将填料压紧在轴的表面。由于轴表面总有些粗糙，其与填料只能是部分贴合，而部分未接触，此就形成无数个迷宫。当带压介质通过轴表面时，介质被多次节流，凭借这“迷宫效应"而达到密封。填料与轴表面的贴合、摩擦，也类似滑动轴承，固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"。由此可见良好的填料密封，即是迷宫效应和轴承效应的综合。

填料对轴的压紧力通过拧紧压盖螺栓产生。由于填料是弹塑性体，当受到轴向压紧后，产生摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使填料紧贴于轴表面而阻止介质外漏。径向压紧力的分布由外端（压盖）向内端，先是急剧递减后趋平缓，介质压力的分布由内端逐渐向外端递减，当外端介质压力为零时，则泄漏很少，大于零时泄漏。

随着新材料的不断出现，填料结构型式也有很大的变化，这无疑将促使填料密封的应用更加广泛，用作填料的材料应具备如下特性：有一定的弹塑性。当填料受轴向压紧时能产生较大的径向压紧力，以获得密封；当机器和轴有振动或轴有跳动及偏心时，能有一定的补偿能力（追随性）；化学稳定性。既不被介质所腐蚀、溶涨，也不污染介质；不渗透性。介质对大部分纤维均有一些渗透，故要求填料组织致密，为此在制作填料时往往需要浸渍、填充各种润滑剂和填充剂；自润滑性好，摩擦系数小并耐磨；耐温性。当摩擦发热后能承受一定的温度；拆卸方便；制造简单，价格低廉。2

常用材料盘根也叫密封填料，通常由较柔软的线状物编织而成，通过截面积是正方形的条状物填充在密封腔体内,从而实现密封。

如今盘根主要以石墨、各种纤维为主要材料，根据不同的要求，采用碳纤维、铜丝、304、316L、茵苛镍合金丝等材料加强。

芳纶系列

金芳纶纤维盘根、黄芳纶纤维盘根、芳纶纤维交织白四氟盘根、 芳纶纤维交织黑四氟盘根 该系列盘根以芳纶纤维为主要材料，多次浸渍润滑剂、四氟乳液等精密编制而成。有较好的高回弹、耐化学性、低冷流、高线速，与其它类型的盘根比较，它能抵抗颗粒结晶介质和更高的温度。既可单独使用也可与其它盘根组合。 主要用于介质颗粒多、易磨损工况下。

四氟系列

白四氟盘根、黑四氟盘根、白四氟交织芳纶纤维盘根、黑四氟交织芳纶纤维盘根、 四氟预氧丝盘根、白四氟浸硅油盘根、白四氟浸胶心盘根 该系列盘根以聚四氟乙烯为主要材料。具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性和良好的抗老化耐力。能在+250℃至-180℃的温度下长期工作，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化。 主要用于不允许污染的工况环境下卫生级、腐蚀性强等要求较高、线速度高、易磨损等工况下。

石墨系列

柔性石墨盘根、金属增强石墨盘根、碳纤维增强石墨盘根、碳纤维金属增强石墨盘根 该系列盘根特性以石墨为主体材料精工编制而成。具有良好的自润滑性及导热性，摩擦系数小，通用性强，柔软性好，强度高，对轴杆有保护作用等优点。根据不同的要求，可采用碳纤维、铜丝、304、316L、茵苛镍合金丝等材料加强。 主要用于高温高压的工况下。

碳纤维系列

碳纤维增强石墨盘根、碳纤维金属增强石墨盘根 该系列盘根主要以碳纤维为主题材料， 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，碳纤维无蠕变，耐疲劳性好，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，导热性好。 主要用于高温高压耐磨工况下。

带胶心系列

以超强弹性硅胶芯包覆于高品质的合成纤维内，经多次浸渍四氟乳液、润滑剂、阻隔剂编织而成。可以有效的吸收机械振动，控制因振动产生缝隙的泄漏。具有优异的回弹性、自润滑性、柔韧性、耐磨性、较高的抗拉强度、较好的耐化学性等。

高温超高温盘根

该盘根由高品质的合成纤维精密编织而成，结构细密，具有极好的耐高温高压性能、低导热系数、非燃烧性等优点。 广泛应用在超高温、高压恶劣环境下的水、蒸汽、酸、碱等介质中。用于管道等处的绝热防火，容器、加热器、人孔、炉门口加热器、高温法兰等处的静密封。钢厂高温推广使用，高炉燃烧阀专用。

除上述材质外还有亚克力盘根、高水基盘根、竺麻盘根等来满足各种不同的工况需求。2

技术要求① 切割盘根时最好将盘根绕在和阀杆直径相同的圆钢棒上切割，以保证尺寸正确，切口平行。切口应齐整，无松散的石棉线头。切口最好45°角度。

② 每个盘根圈应单独压入盘根箱。在压装阀门盘根时，每圈之间应放少量的鳞状干石墨粉或者润滑油。

③ 为了便于安装，压装铝箔包石棉盘根时，应在盘根内缘涂一薄层用机油调和的鳞状石墨粉。

④ 选用盘根的宽度，应与盘根箱的尺寸一致，或大1～2毫米。

⑤ 压装油浸石棉盘根时，第一圈及最后一圈最好压装干石棉盘根，以免油渗出。

⑥ 压装盘根时，盘根圈的接口必须错开，一般接口交错120°或180°;盘根不宜压得过紧要按使用压力适当调节。

⑦ 压盖压入盘根箱的深度，一般为一圈盘根的高度，但不得小于5，并应留下再旋紧的余地。

⑧ 安装压盖时应使盘根压盖和阀杆的间隙保持一致，防止压偏，使盘根受力不均匀而很快磨损。一般应保持间隙不大于0.1～0.15。

⑨ 保证盘根安装质量的要点是:选得对;查得细 （检查阀杆、盘根箱、盘根等）;尺寸准;压得好 （压好第一圈是关键，保证压装后的每一圈盘根变形一样，厚薄一致）。2

选择如何选择合适的盘根?在挑选盘根时必须考虑到两件事。

①工况要求与盘根性能应相吻合。可根据相关技术数据来选择最能符合要求的盘根。

②必须根据密封要求正确选择盘根尺寸。为了确定横截面，请用以下公式测算：

横截面=（填料箱直径-阀杆直径）/2

有损伤的装置可能需要稍大横截面的盘根，以此来弥补损伤。2

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学