填料密封早在中国古代的提水机械中就有应用,17世纪的蒸汽机中也采用了这种密封。典型的填料密封工作原理为:填料装在填料腔中,通过密封端盖施加预紧力,填料被轴向压缩,同时产生径向胀紧,依靠填料与壳体之间的接触压力实现密封。被密封的介质压力也可进一步增大填料的轴向压缩和径向压紧力,具有一定的自紧性。填料磨损后可通过拧紧螺栓予以补偿。
填料密封包括软填料密封和硬填料密封两大类(见图)。①软填料由石棉、尼龙等纤维类材料与润滑剂、增强金属丝增强剂复合而成,也可以是非纤维类材料,如柔性石墨(又称膨胀石墨)做成板材后模压成型或直接以其他纤维类材料作为骨架编织而成,俗称盘根。②硬填料由金属、石墨等制成,设计为分瓣环,结构更加紧凑,接触面小,摩擦发热小,所以硬填料比软填料更适用于高温高压工况。
填料密封结构简单、维修方便、成本低,广泛用于离心泵、压缩机、反应釜等的旋转轴密封和压缩机、往复泵等的活塞密封或活塞杆密封,也可用于做直线、螺旋运动的阀杆密封。但是由于摩擦力大,功耗大,易对主机轴或孔壁造成磨损,使用中要注意润滑和压紧力的调整。