[發明專利]節能高壓高溫反應釜攪拌裝置

有效

• 申請號: 200710040759.2
• 申請日: 2007-05-17
• 公開（公告）號: CN101306336A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 吳小杰
• 申請（專利權）人: 吳小杰
• 主分類號: B01J3/00
• 分類號: B01J3/00;B01J3/04;B01J19/18;B01F13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及化學工程反應容器攪拌裝置技術領域，一種不僅能取代國外應用最廣的、昂貴的機械密封，而且完全可以取代最先進的、理論上絕對密封的磁力攪拌器的節能高壓高溫反應釜攪拌裝置，比磁力攪拌裝置可節能45～55％。?

背景技術主要為接觸式(機械密封)與非接觸式(磁力)攪拌裝置兩種形式。?

接觸式(機械密封)為動密封，由于反應釜懸臂軸長且裝有攪拌槳，運轉中的擺動、振動均使動、靜環接合面不可能理想貼合，因而無法避免介質泄漏，HG2099規定中給出釜用機械密封8～10ml/h的許用泄漏量，便說明機械密封的不可靠性。機械密封制造與安裝要求非常高，維修更換困難，在高壓高溫工況下使用性能不穩定，因此現時大多數機械密封從國外購進，等貨時間長，價格高：工況13.5MPa,150℃，2500L反應釜的一臺套機械密封高達4.5萬美金(整個反應釜裝備約30萬美金。)?

鑒于機械密封的不可靠性，我國研究者從八十年代起轉向非接觸式磁力密封技術的研究。磁力傳動中內、外磁鋼轉子之間有一薄壁隔離套，使磁力傳動在理論上處于絕對密封狀態。然二十多年生產實踐中暴露出來的問題，使國家許多大、中型企業依然進口昂貴的機械密封反應釜設備與機械密封配件。其暴露問題是：(一)短時過載及啟動時內外磁鋼轉子會自動滑脫，在底伸式顆粒介質中尤為嚴重。同時，磁轉矩隨溫度升高而下降：NdFeB磁材料，溫度系數a_t＝-0.0014磁感強度B_rt與常溫磁感強度B_r20公式為：B_rt＝[1-0.0014(t-20)]B_r20，其磁轉矩計算公式：T_t＝(B_rt/B_r20)²·T₂₀，若短時過載、啟動的余裕系數K＝1.25～1.50，取K＝1.35于是磁轉矩：T_t＝(B_rt/B_r20)²·K^-1·T20(Nm)，當工作溫度250℃時，則磁轉矩：T₂₅₀＝0.34·T₂₀，于是得出選型公式：T₂₀≈3·T₂₅₀(Nm)，公式表明：當工作溫度為250℃，驅動矩為1000Nm扭時必須選T₂₀＝3000Nm的機型，說明在250℃時，傳動效率只有33％；(二)支承在薄壁隔離套內孔的內磁鋼轉子軸承受到釜內腐蝕固體顆粒介質、受到釜內高溫、受到潤滑狀態惡劣等影響，更進一步是，由于支承剛性差，且懸臂長加上攪拌槳，其帶來的擺動、振動等因素的影響，因而嚴重影響軸承使用壽命，導致設備運轉率低；(三)大容器反應器的攪拌效率明顯降低，龐大的設備造價、能耗和負荷使人難以接受，因而無法滿足現代技術裝備大型化的要求。?

發明內容與目的由于高壓高溫反應釜攪拌裝置廣泛應用于化學、化工、石油、制藥及科研及食品等等，因此在機械密封與磁傳動之外，探索研究第三種密封技術—密封可靠、傳動效率高、裝拆方便、成本低的攪拌裝置，對化學工程的發展具有重大的經濟價值。

本發明要解決的技術問題：在高壓高溫條件下如何可靠密封與低成本。?

本發明的技術方案：選用密封可靠的組合密封，它是由○圈與滑環組成，如：美國波音公司的腳形滑環式組合密封；德國洪格爾公司GD1000K型組合密封；美國派克公司的Y-0型組合密封及我國車氏密封(“機械設計手冊”卷3)。并且是2～3只組合密封串聯裝配。其中，第一只處于反應釜高壓區，其作用是密封并保護軸承潤滑。當長時間工作后第一只密封出現泄漏，此時在第一與第二密封之間的壓力報警器便會發出信號。由于第二密封一直處于常壓區，因而密封面完好，保證無泄漏繼續運轉。為確保在檢修期內絕對密封，在結構上保證了快速(1～3小時)裝入第三只組合密封，并在第二、三只組合密封之間亦同樣有警報器。?