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釜用機械密封的相關介紹

發布日期:[2021-01-11]     點擊率:

反應釜是化工、化纖、石油化工、制藥等生產過程的關鍵設備之一。它與泵和其他旋轉機械相比,具有獨特的使用條件與操作特點,因此,釜用機械密封雖然與泵用機械密封作用原理相同,但釜用機械密封由于其特殊性而自成體系。


反應釜一般由釜體、攪拌器、傳動機構和軸封裝置四部分組成。攪拌軸的安裝形式有頂部插入式、底部插入式和側插入式。因反應釜內發生化學反應,會引起壓力、溫度及物料形態的變化,故反應釜的機械密封的使用工況條件最為惡劣。


1.反應釜密封裝置的特點


了解不同類型的反應釜的特點,才能掌握設計機械密封的要點。


1.1攪拌軸側插入式反應釜


從潤滑角度來說,這類反應釜用機械密封一般不會出現潤滑不良問題,釜內介質的液面必須保持一定的高度。軸從一側伸出的反應釜,軸處于懸臂狀態,故容易產生振動,而機械密封對振動又比較敏感。若軸從兩側伸出,軸必須與釜體上的支撐裝置對中,而滿足這一要求是較困難的,因此軸與釜之間的平衡非常復雜。在操作溫度變化大的情況下,軸的伸縮量大,過大的伸縮量若全部由機械密封來承受,機械密封就容易失效。然而這類釜的轉速不高,只要采取相應的措施,這一問題是可以得到解決的。


釜用機械密封


1.2攪拌軸底部插入式反應釜


聚合反應釜己逐漸向大容積方向發展,它的攪拌軸也由頂部插入式向底部插入式轉變。底部插入式反應釜的特點在于攪拌軸短,軸所受的彎曲應力小,所以計算軸徑小,省工、省料。短軸比長軸的剛性好,變形小。但密封處于釜的底部,盡管可以確保密封的潤滑,然而由于固體雜質容易沉積在密封周圍,使摩擦端面產生磨粒磨損,且易造成運動部件阻塞結垢。在這種情況下,機械密封總是受液體的壓力作用,在需要修理或更換密封時,必須排空釜內的物料。當物料為高粘度的聚合物時,完全排空是比較困難的。為此,需要對機械密封進行特殊設計,同時采用特殊的措施,才能期望密封具有良好的工作性能和便于檢修。


1.3攪拌軸頂部插入式反應釜


頂部插入式攪拌軸反應釜應用最為廣泛,其密封所遇到的問題與前述不同。


①因密封置于釜的上部,處于氣相空間中(物料滿釜時才是液相),則釜用機械密封所密封的介質大部分是氣體而不是液體。這樣,從密封端面的工作條件看,與泵用密封相比,潤滑條件差,易處于干摩擦狀態,造成端面磨損,故需要采用一定的潤滑冷卻方法。同時由于氣體滲漏性強,因此,對石墨環等空隙率大的材料,除水壓試驗外,還要增加氣密性試驗的要求。


②反應釜由于工藝條件的變化,壓力、溫度往往不是恒定的,經常波動。因而設計時應保證當壓力波動(高壓操作、低壓操作及真空操作)時也能滿足使用要求。


③頂部插入垂直安裝的攪拌軸,下端帶有攪拌,常處于懸臂狀態,由于長徑比大,加工和安裝精度不易保證,易產生較大的撓曲。且運行時,由于攪拌葉不均勻;液面太低或有禍流;進料不均,或反應沒控制好;壓力與溫度波動;壓力、溫度變化致使攪拌軸與釜體的變形;攪拌軸速度突然變化,或降溫導致聚合物粘度升高等因素都會加劇攪拌軸的振擺。為解決這個問題,為密封提供一個


相對無振擺的工作環境,使其密封運行平穩,一般要采用中間軸承及釜底軸承等措施加以限制,盡量減少軸的擺動對密封性能的影響。因此釜用機械密封對軸的徑向跳動的要求比泵用機械密封差的多,當軸徑}65mm時,徑向跳動<0.5mm;當軸徑>65mm時,徑向跳動<1 mm;同時設計時應考慮動環和靜環有較好的浮動性和追隨性。


④釜用機械密封通常在大直徑、低轉速下使用。隨著科研、生產的發展,反應釜裝置趨向于大型化。釜的容積不斷增大,攪拌軸徑己超過300mm。但攪拌軸的轉速通常比較低,一般在200·300r/min以下,最高使用范圍為500r/min。當直徑大時,容易造成密封環變形,密封端面平直度難以保證等問題。當直徑大時,硬質密封環常采用表面復合材料。


⑤釜用機械密封由于尺寸大,零件重,更換比較復雜,因此,在設計時應考慮密封裝拆容易、簡單化。通常低參數釜用密封以外裝式安裝為主。對于高參數反應釜和大型反應釜,需逐一將機械密封部件安裝在釜上,要保證其精度是比較困難的。不少釜用機械密封的故障是因安裝不良而造成的。此時常把機械密封設計成組合集裝式,將機械密封、軸套、冷卻沖洗夾套、壓蓋及法蘭為組合體集裝起來,并在車間調試完畢,安裝時一起裝入釜上,無須再調整;維修時也一并拆卸下來,將備用密封整體裝上,舊組合體的修理與更換可在維修車間進行。這樣,使密封的安裝和維修過程大大加快,從而避免安裝誤差,減少了生產中的停工損失。


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