搅拌器密封件(反应釜用机械密封)

反应釜是化工、化纤、石油化工、制药等生产过程的关键设备之一。它与泵和其他旋转机械相比，具有独特的使用条件与操作特点，因此，釜用机械密封虽然与泵用机械密封作用原理相同，但釜用机械由于其特殊性而自成体系。

反应釜一般由釜体、搅拌器、传动机构和轴封装置四部分组成。搅拌轴的安装形式有顶部插入式、底部插入式和侧插入式。因反应釜内发生化学反应，会引起压力、温度及物料形态的变化，故反应釜的机械密封的使用工况条件最为恶劣。

1.反应釜密封装置的特点

了解不同类型的反应釜的特点，才能掌握设计机械密封的要点。

1.1搅拌轴侧插入式反应釜

从润滑角度来说，这类反应釜用机械密封一般不会出现润滑不良问题，釜内介质的液面必须保持一定的高度。轴从一侧伸出的反应釜，轴处于悬臂状态，故容易产生振动，而机械密封对振动又比较敏感。若轴从两侧伸出，轴必须与釜体上的支撑装置对中，而满足这一要求是较困难的，因此轴与釜之间的平衡非常复杂。在操作温度变化大的情况下，轴的伸缩量大，过大的伸缩量若全部由机械密封来承受，机械密封就容易失效。然而这类釜的转速不高，只要采取相应的措施，这一问题是可以得到解决的。

1.2搅拌轴底部插入式反应釜

聚合反应釜己逐渐向大容积方向发展，它的搅拌轴也由顶部插入式向底部插入式转变。底部插入式反应釜的特点在于搅拌轴短，轴所受的弯曲应力小，所以计算轴径小，省工、省料。短轴比长轴的刚性好，变形小。但密封处于釜的底部，尽管可以确保密封的润滑，然而由于固体杂质容易沉积在密封周围，使摩擦端面产生磨粒磨损，且易造成运动部件阻塞结垢。在这种情况下，机械密封总是受液体的压力作用，在需要修理或更换密封时，必须排空釜内的物料。当物料为高粘度的聚合物时，完全排空是比较困难的。为此，需要对机械密封进行特殊设计，同时采用特殊的措施，才能期望密封具有良好的工作性能和便于检修。

1.3搅拌轴顶部插入式反应釜

顶部插入式搅拌轴反应釜应用最为广泛，其密封所遇到的问题与前述不同。

①因密封置于釜的上部，处于气相空间中(物料满釜时才是液相)，则釜用机械密封所密封的介质大部分是气体而不是液体。这样，从密封端面的工作条件看，与泵用密封相比，润滑条件差，易处于干摩擦状态，造成端面磨损，故需要采用一定的润滑冷却方法。同时由于气体渗漏性强，因此，对石墨环等空隙率大的材料，除水压试验外，还要增加气密性试验的要求。

②反应釜由于工艺条件的变化，压力、温度往往不是恒定的，经常波动。因而设计时应保证当压力波动(高压操作、低压操作及真空操作)时也能满足使用要求。

③顶部插入垂直安装的搅拌轴，下端带有搅拌，常处于悬臂状态，由于长径比大，加工和安装精度不易保证，易产生较大的挠曲。且运行时，由于搅拌叶不均匀;液面太低或有祸流;进料不均，或反应没控制好;压力与温度波动;压力、温度变化致使搅拌轴与釜体的变形;搅拌轴速度突然变化，或降温导致聚合物粘度升高等因素都会加剧搅拌轴的振摆。为解决这个问题，为密封提供一个

相对无振摆的工作环境，使其密封运行平稳，一般要采用中间轴承及釜底轴承等措施加以限制，尽量减少轴的摆动对密封性能的影响。因此釜用机械密封对轴的径向跳动的要求比泵用机械密封差的多，当轴径65mm时，径向跳动<0.5mm;当轴径>65mm时，径向跳动<1 mm;同时设计时应考虑动环和静环有较好的浮动性和追随性。

④釜用机械密封通常在大直径、低转速下使用。随着科研、生产的发展，反应釜装置趋向于大型化。釜的容积不断增大，搅拌轴径己超过300mm。但搅拌轴的转速通常比较低，一般在200·300r/min以下，最高使用范围为500r/min。当直径大时，容易造成密封环变形，密封端面平直度难以保证等问题。当直径大时，硬质密封环常采用表面复合材料。

⑤釜用机械密封由于尺寸大，零件重，更换比较复杂，因此，在设计时应考虑密封装拆容易、简单化。通常低参数釜用密封以外装式安装为主。对于高参数反应釜和大型反应釜，需逐一将机械密封部件安装在釜上，要保证其精度是比较困难的。不少釜用机械密封的故障是因安装不良而造成的。此时常把机械密封设计成组合集装式，将机械密封、轴套、冷却冲洗夹套、压盖及法兰为组合体集装起来，并在车间调试完毕，安装时一起装入釜上，无须再调整;维修时也一并拆卸下来，将备用密封整体装上，旧组合体的修理与更换可在维修车间进行。这样，使密封的安装和维修过程大大加快，从而避免安装误差，减少了生产中的停工损失。

除考虑密封结构外，为方便机械密封装拆，常在搅拌轴与传动轴之间，留有一定尺寸空档L,使空档尺寸L大于密封件中最高零件或部件的尺寸，见图1。这样当检修或更换机械密封时，只要拆卸联轴器的空档垫块就可更换密封件了。而轴的联接方式可采用带短节的夹壳联轴器或短轴联轴器。这样，只要拆卸夹壳联轴器或短轴联轴器即可取出机械密封零件。

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