反應(yīng)釜用機械密封

   反應(yīng)釜是化工、化纖、石油化工、制藥生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。它與泵和其它旋轉(zhuǎn)機械相比，具有*的使用條件與操作特點，因此，釜用機械密封自成體系。

   隨著科研、生產(chǎn)的發(fā)展，反應(yīng)釜的操作壓力、溫度不斷提高，裝置趨向于大型化。隨著釜的容積增大，攪拌軸直徑已經(jīng)超過了300毫米。

    提高釜用機械密封的使用壽命和可靠性，設(shè)計研制高參數(shù)釜用機械密封，以國產(chǎn)化代替進口產(chǎn)品勢在必行。

一、反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)

    裝設(shè)攪拌器的容器大致可分為:反應(yīng)釜、儲罐、混合器、蒸煮器等。其中以反應(yīng)釜的機械密封的使用工況條件為惡劣。因釜內(nèi)發(fā)生化學反應(yīng)，會引起壓力、溫度及物料形態(tài)的變化。反應(yīng)釜一般由釜體、攪拌器、傳動機構(gòu)和軸封裝置四部分組成。攪拌器軸的安裝形式有頂部插入式、底部插入式和側(cè)入式。

二、反應(yīng)釜軸封裝置的環(huán)境

    1.攪拌軸側(cè)入式反應(yīng)釜  從潤滑角度來說，這類反應(yīng)釜用機械密封一般不會出現(xiàn)潤滑不良問題，但釜內(nèi)介質(zhì)的頁面必須保持一定的高度。

    2.攪拌軸底部插入式反應(yīng)釜  聚合反應(yīng)釜已逐漸向大容積方向發(fā)展，它的攪拌軸也由頂部插入式向底部插入式轉(zhuǎn)變。底部插入式的特點在于攪拌軸短，軸所受的彎曲應(yīng)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。

    3.攪拌軸頂部插入式反應(yīng)釜  頂部插入式攪拌軸反應(yīng)釜應(yīng)用廣泛，其密封所遇到的問題與前述不同。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)，為了避免密封干摩擦，需要采用一定的潤滑冷卻方法。頂部插入垂直安裝的攪拌軸，長徑比大，加工和安裝精度可能較低，因此必然會產(chǎn)生較大的繞曲。

三、反應(yīng)釜用機械密封實例

    1.反應(yīng)釜用機械密封的形式、結(jié)構(gòu)和泵用機械密封在結(jié)構(gòu)上雖有差異，但其作用和原理相同。一般來說，釜用密封轉(zhuǎn)速低，彈簧比壓宜取大一些;攪拌軸振動大，密封件應(yīng)設(shè)計得堅實一些，封氣時摩擦副環(huán)宜采用整體結(jié)構(gòu)?？紤]到轉(zhuǎn)軸擺動量大，靜止環(huán)與軸的間隙宜取較大值。大軸徑頂部插入式反應(yīng)釜密封在計算端面比壓時，補償環(huán)的重量不能忽略。常見的釜用機械密封型號有202系列、212系列、204系列等。

反應(yīng)釜機械密封的選擇

反應(yīng)釜機械密封的基本形式有：

①接觸式和非接觸式密封

   接觸式機械密封是指密封面微凸體接觸的機械密封，密封面間隙 h=0.1～1µ;m 普 通的機械密封均屬接觸式機械密封。非接觸式機械密封實質(zhì)是指密封面微凸體不 接觸的機械密封，密封面間隙對于流體動壓密封 h>2µ;m，對于流體靜壓密封 h>5µ;m。接觸式機械密封的摩擦狀態(tài)是混合摩擦，也有邊界和干摩擦；非接觸 式機械密封的摩擦狀態(tài)則是流體潤滑，也有彈性流體動力潤滑。普通的接觸式機 械密封泄漏量小、結(jié)構(gòu)簡單，廣泛使用。非接觸式機械密封泄漏量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 大多用在高參數(shù)條件下使用或作多級密封的前置密封。

 ②內(nèi)裝式和外裝式機械密封

   靜環(huán)在壓蓋內(nèi)側(cè)的機械密封稱為內(nèi)裝式機械密封；靜環(huán)在壓蓋外側(cè)的機械密封稱 為外裝式機械密封。 內(nèi)裝式機械密封的彈簧和動環(huán)在密封箱內(nèi)與介質(zhì)接觸，可利用箱內(nèi)介質(zhì)壓力來密 封，其優(yōu)點是：受力狀態(tài)好、泄漏量小，冷卻與潤滑條件好，使用范圍廣。外裝 式機械密封的彈簧和動環(huán)在密封箱外不與介質(zhì)接觸，使用于強腐蝕、高粘度、易 結(jié)晶介質(zhì)。因泄漏方向與離心力方向相同，泄漏量大，其使用工作壓力低。

 ③內(nèi)流式和外流式機械密封

   密封流體在密封端面間的泄漏方向與離心力方向相反的機械密封稱之為內(nèi)流式 機械密封；密封流體在密封端面間的泄漏方向與離心力方向相同的機械密封稱之 為外流式機械密封。 由于內(nèi)流式機械密封中離心力不僅能阻止泄漏流體，而且還可以防止固體顆粒進 入密封面間，故其泄漏量要比外流式小些。通常內(nèi)流式機械密封適用與高壓，而 外流式機械密封的大壓力為 1～2MPa。

④彈簧旋轉(zhuǎn)式和彈簧靜止式機械密封

   彈簧元件隨軸旋轉(zhuǎn)的機械密封稱之為彈簧旋轉(zhuǎn)式機械密封；彈簧元件不隨軸旋轉(zhuǎn) 的機械密封稱之為彈簧旋轉(zhuǎn)式機械密封。 由于彈簧旋轉(zhuǎn)式機械密封的彈簧轉(zhuǎn)動件受離心力的影響，所以不適用于高速密 封，但由于結(jié)構(gòu)簡單、徑向尺寸小，常用于一般的機械密封。由于彈簧靜止式機 械密封的彈簧不受離心力的影響，常用于高速機械密封。

 ⑤非平衡式和平衡式機械密封

  面積比B≥1的機械密封稱之為非平衡式機械密封；面積比B <1的機械密封稱之為平衡式機械密封。密封流體作用面積大于密封面面積的非平衡式機械密封，其密封端面上的作用力隨密封流體壓力升高而增大，因此只適用于低壓；而在平衡式機械密封中，其密封端面上的作用力隨密封流體壓力變化較小，因此它適用于高壓。 

 ⑥單彈簧式和多彈簧式機械密封 

  只有一個集中大彈簧的機械密封稱之為單彈簧式機械密封；具有多個點布小彈簧的單彈簧式稱之為多彈簧式機械密封。單彈簧式機械密封的端面受力不均勻，而且高速下離心力使彈簧偏移或變形，彈簧力不易調(diào)節(jié)，軸向尺寸大，因此它多用于小直徑（軸徑尺寸為d=80mm～150mm）低速密封；多彈簧點布機械密封的端面受力均勻，受離心力影響較小，彈簧力可通過改變彈簧個數(shù)來調(diào)節(jié)，因此它適用于大直徑、高速機械密封，但在腐蝕性介質(zhì)和有顆粒介質(zhì)的場合下，小彈簧結(jié)構(gòu)會因易腐蝕和堵塞而失效。

⑦單密封、雙密封和多密封

只有一對端面摩擦副的密封為單密封；有兩對端面摩擦副的密封為雙密封；有兩對端面摩擦副以上的密封為多密封。單密封結(jié)構(gòu)簡單，常用。在單端面機械密封不能滿足要求時，則采用、雙密封或多密封。雙密封有軸向雙端面機械密封和徑向雙端面機械密封，徑向雙端面機械密封結(jié)構(gòu)緊湊，軸向雙端面機械密封有背靠背或面對面布置結(jié)構(gòu)。