2.3.1 閥桿（或柱塞）編織填料密封

聚酯裝置專用閥門的閥桿編織填料密封結構與普通閥門基本類似，所不同的是聚酯裝置閥門的工作介質(zhì)不同，填料密封結構有所不同；其次是聚酯裝置閥門密封柱塞的情況比較多，也有一些是密封閥桿的，而普通閥門則基本都是密封閥桿。柱塞的直徑比閥桿大很多，所以聚酯裝置閥門的密封軸徑比較大，應用的編織填料密封件規(guī)格也比較大；而閥門的閥桿直徑一般比較小，應用的編織填料密封件規(guī)格也比較小。聚酯裝置閥門的熔體介質(zhì)在工作溫度下是液態(tài)，隨著溫度的降低，其流動性逐漸下降，而在常溫下則呈固態(tài)。而且在常溫下，工作介質(zhì)與閥門內(nèi)腔或填料密封件之間的黏結性很強。所以一旦工作介質(zhì)在工作溫度下進入填料密封副內(nèi)，當溫度下降以后，轉動或軸向移動閥桿所需要的力就會顯著增加，填料密封件的摩擦磨損也會隨之越來越嚴重。當進入填料密封副內(nèi)的工作介質(zhì)達到一定量以后，一旦工作溫度有所降低，閥桿（或柱塞）將很難轉動或軸向移動。

（1）閥桿（或柱塞）編織填料密封的結構 聚酯裝置專用閥門的閥桿密封結構比較復雜，密封性要求較高，閥桿編織填料密封結構要求有潤滑劑注入孔，而且要求填料中間部位有用于注入并儲存潤滑劑的隔環(huán)，如圖2-2所示。

填料密封組件3和6被安裝在閥蓋2的填料函內(nèi)，其內(nèi)徑與閥桿1緊密接觸，填料壓蓋7施加一定量的軸向壓緊力，依次作用在填料密封組件6和3上，在軸向壓緊力的作用下，填料密封組件發(fā)生變形并產(chǎn)生一定量的徑向壓緊力作用在閥桿密封面和填料函內(nèi)壁上。此時的徑向密封力和軸向壓緊力的比值稱為徑向比壓系數(shù)，就是一定量的軸向壓緊力作用在填料密封件上能夠產(chǎn)生多大的徑向密封壓緊力。一般情況下，在一定范圍內(nèi)，填料的材料越軟，徑向比壓系數(shù)越大；填料的材料越硬，徑向比壓系數(shù)越小。對于絕大部分常用填料的材料來說，徑向比壓系數(shù)為0.4～0.8，也就是說，能夠產(chǎn)生的徑向密封力比作用在填料密封件上的軸向壓緊力要小很多。

（2）閥桿（或柱塞）的旋轉轉矩 將編織填料安裝在填料函內(nèi)，用填料壓蓋沿軸向壓緊，使編織密封填料變形而在徑向產(chǎn)生壓緊力，編織填料密封件緊緊地貼合在閥桿表面上，保持編織填料與閥桿之間的密封。填料壓蓋的軸向壓緊力越大，填料對閥桿的徑向比壓越大，閥桿的旋轉或軸向移動阻力也就越大。圖2-3所示為對于某種特定材料的編織填料密封件，閥桿的旋轉轉矩與填料壓蓋的軸向壓緊力之間的關系。

從圖2-3中可以看出，閥桿旋轉轉矩隨壓蓋壓緊力的增大而迅速增大。一般情況下，聚酯裝置閥門的工作壓力有低壓、中壓和高壓之分，但閥桿或柱塞的旋轉速度很低，旋轉總圈數(shù)或軸向移動總量都不大，所以填料密封件的摩擦磨損也不是很大。

（3）編織填料密封件組合 聚酯裝置閥門在工況運行條件下，不同工況點的閥門工作溫度和壓力各不相同，有些甚至相差較大。但是，聚酯裝置閥門有一個共同的特點：一旦有介質(zhì)進入填料密封件內(nèi)，其密封性會迅速下降，浸入填料密封件內(nèi)的熔體介質(zhì)越多，其密封性下降得越厲害。所以，具有良好的抗浸入性能是選擇填料密封件的首要條件，而具有較高的回彈率是第二個必要條件?，F(xiàn)在使用的填料密封件在滿足以上兩個條件方面都沒有達到很理想的效果。所以聚酯裝置閥門實際應用中大多采用組合密封件配合使用，以達到較好的效果。例如，圖2-2所示的結構中下填料密封組件3是兩種材料組合安裝的，中間部分的填料是具有很好回彈性能的填料，最底部的兩圈填料和靠近隔環(huán)的兩圈填料致密性好，抗浸入性能好，比較堅硬，用來保護和保持中間部分的填料。隔環(huán)外面靠近壓蓋的上填料密封組件6也是采用相同的材料組合而成，這樣組合使用密封效果很好。

（4）聚酯熔體介質(zhì)對填料密封的影響 對于高溫熔體介質(zhì)填料密封，在長期工況運行過程中，高溫熔體介質(zhì)會浸入填料密封圈內(nèi)部，隨著運行時間加長，浸入填料密封圈內(nèi)部的熔體介質(zhì)會逐漸增多，從下至上浸入的深度越來越大，冷卻后熔體會將填料與閥桿黏結在一起，致使填料逐漸變硬而失去密封效果，造成閥桿既不能旋轉也不能軸向移動。如果黏結程度比較輕，則松一下填料壓緊螺栓，敲擊振動一下相關部位有可能使閥桿轉動；如果黏結程度比較嚴重，就很難轉動閥桿了。閥門在工況運行的初始階段，當溫度上升到正常工作溫度以后，浸入填料密封圈內(nèi)部的熔體介質(zhì)基本能夠軟化，閥桿填料密封有可能不會泄漏，也有可能會泄漏。

隨著工況運行時間越來越長，浸入填料密封圈內(nèi)部的熔體介質(zhì)越來越深，熔體介質(zhì)遇到空氣中的氧氣會發(fā)生質(zhì)的變化，形成一種很堅硬的黑色結焦固態(tài)物，具有很強的黏結性和附著性，會使填料密封圈失去密封性能。在這種情況下，應取下填料壓緊螺栓，解體閥門、抽出閥桿、掏出全部填料密封圈，并將填料函內(nèi)壁和閥桿表面黏結的結焦物徹底清除干凈，然后更換新的填料密封圈。由于熔體閥門的填料函比較深，如果不解體閥門抽出閥桿，已經(jīng)失去密封性能的填料密封圈將很難全部取出并清除結焦物，只能更換最上面的很少幾圈，下面已經(jīng)嚴重變質(zhì)的則不能更換，所以現(xiàn)場更換填料密封圈的效果可能不好。最好的方法是現(xiàn)場解體閥門，將閥瓣、閥桿、閥蓋、支架等組合部分帶回檢修車間并更換全部填料密封圈。

（5）現(xiàn)場熔體閥門使用填料密封圈情況 聚酯生產(chǎn)裝置中使用的閥門來自不同的國家，閥門生產(chǎn)日期可能跨越幾十年。不同供應商生產(chǎn)的熔體閥門、不同年代生產(chǎn)的熔體閥門，其結構差別很大，各有各的優(yōu)點，也各有不足之處。同時，閥門產(chǎn)品在不斷優(yōu)化，今天的熔體閥門與20年前的熔體閥門就有很大不同。

現(xiàn)場使用的聚酯裝置閥門有很多是國外生產(chǎn)的，國外閥門的閥桿直徑系列與國內(nèi)閥門不完全相同。例如，熔體出料閥的閥桿直徑是?45mm，填料函內(nèi)徑是?60mm，即填料密封圈的寬度是7.5mm，更換填料密封圈時應用木槌將8mm×8mm的填料繩稍微敲扁一點，直到將填料函安裝滿為止，這樣可以避免重新開模具加工特殊尺寸的填料密封圈。下面是某企業(yè)不同安裝位號的熔體閥填料密封件的使用情況。

16F01熔體三通換向閥對位聚苯填料尺寸是?120mm×?145mm×40mm，每個柱塞一組填料，共2組。

18F01熔體三通換向閥對位聚苯填料尺寸是?132mm×?160mm×60mm，每個柱塞一組填料，共2組。

18M01熔體六通閥對位聚苯填料尺寸是?87mm×?100mm×50mm，每個柱塞一組填料，共5組。

16F01熔體取樣閥對位聚苯填料尺寸是?28mm×?38mm×45mm，每臺閥門一組。

R05進料閥成形石墨環(huán)填料12圈+編織填料繩4圈，尺寸是?30mm×?46mm×8mm，每臺閥門一組。

R05熔體出料閥成形石墨環(huán)填料16圈+編織填料繩6圈，尺寸是?50mm×?70mm×220mm，每個閥桿一組，共2組。

28M01熔體五通閥編織填料繩尺寸是6mm×6mm×60mm，每個柱塞一組填料，共4組。

12R01、13R01、18F01、16P01熔體取樣閥成形柔性石墨環(huán)尺寸是?23mm×?35mm×36mm+2圈編織填料繩，每臺閥門一組。

28F01熔體取樣閥編織填料繩填料尺寸是?43mm×?60mm×50mm，每臺閥門一組。

05F01熔體三通換向閥填料函尺寸是?85mm×?97mm×50mm，每個柱塞一組填料，用6mm×6mm編織填料繩4圈+1個金屬墊，也可以用對位聚苯成形填料。

F04熔體三通換向閥填料尺寸是?50mm×?70mm×40mm成形柔性石墨環(huán)+2圈編織填料繩，每個柱塞一組填料，共2組。

5單元Q06熔體出料三通閥填料函尺寸是?106mm×?130mm有隔環(huán)+成形柔性石墨環(huán)+2圈編織填料繩，每個柱塞一組填料，共2組。

6單元Q06熔體出料三通閥對位聚苯填料尺寸是?75mm×?95mm×112mm，每個柱塞一組，共2組。

上述各位號熔體閥的工作溫度、介質(zhì)特性、工作壓力等參數(shù)基本相同，所使用的填料密封件有對位聚苯環(huán)、成形柔性石墨環(huán)+編織填料繩組合、編織填料繩等。相同的工況條件可以使用不同的填料材料，對位聚苯填料環(huán)可以用成形柔性石墨環(huán)+編織填料繩或編織填料繩替代，無論是哪種填料材料，第一要滿足使用工況條件（如溫度、壓力、介質(zhì)特性等），第二不能有帶顏色的物質(zhì)脫落下來。這是由于熔體介質(zhì)是白顏色的，因此不能受到任何污染。使用成形柔性石墨環(huán)時最下部2～3圈用編織填料繩，可以有效避免污染物料。加工好填料密封圈以后，用手捋一下，手上沾有深色物的為不合格，不能使用；手上沒有深色物的為合格，可以使用。