[發(fā)明專利]一種適用于超高壓反應(yīng)釜攪拌軸的軸封裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010489000.8
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN111589390B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣兆軍;張建忠;賈磊;曹冬美;王俊
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J3/04
• 代理公司: 南京品智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本發(fā)明提出的是一種適用于超高壓反應(yīng)釜攪拌軸的軸封裝置，其結(jié)構(gòu)包括傳動單元、減壓單元、軸力平衡單元；通過減壓單元實(shí)現(xiàn)了多級減壓，將反應(yīng)釜內(nèi)的超高壓力沿傳動軸分段減壓，并進(jìn)行分段密封；通過軸力均衡單元，抵消了反應(yīng)釜內(nèi)超高壓力產(chǎn)生的軸向載荷。本發(fā)明基于超高壓反應(yīng)釜的工作需求，有效解決了超高壓反應(yīng)釜的動密封問題；采用減壓單元將反應(yīng)釜的超高壓力沿傳動軸分段減壓，并進(jìn)行分段密封，大幅降低了密封件的工作壓力，有效改善了密封件的工作環(huán)境，提高了動密封可靠性；降低了往復(fù)運(yùn)動工況下的輸入載荷要求，節(jié)約能源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于超高壓反應(yīng)釜攪拌軸的軸封裝置，屬于化工設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超高壓反應(yīng)釜是石油化工、軍工及制藥等工業(yè)部門中應(yīng)用廣泛的設(shè)備之一；它用于 各 種 物 性（如粘度、密度）及各種操作條件（溫度、壓力）的反應(yīng)過程，還大量用于混合、分散、溶解、結(jié)晶、 萃取、吸收或解吸、傳熱等操作；反應(yīng)釜主要由承壓容器和攪拌機(jī)兩大部分組成，承壓容器包括釜體、釜蓋、夾套等受壓元件，動力源、軸封裝置及攪拌槳等構(gòu)成了攪拌機(jī)。

超高壓反應(yīng)釜通常是在一定的壓力和溫度下通過攪拌槳對介質(zhì)進(jìn)行充分?jǐn)嚢鑱磉M(jìn)行生產(chǎn)的，由于釜內(nèi)介質(zhì)多為易燃、易爆或有毒的物料 ,故其攪拌軸的動密封就成了反應(yīng)釜的關(guān)鍵問題；軸封裝置是攪拌機(jī)傳動軸與承壓容器交匯處的密封裝置，用以保證攪拌設(shè)備內(nèi)的壓力或真空狀態(tài)、阻止或減少釜內(nèi)介質(zhì)向外泄漏以及外界雜質(zhì)進(jìn)入釜內(nèi)污染系統(tǒng)；目前，傳統(tǒng)的攪拌軸軸封裝置主要為填料密封、機(jī)械密封、磁力密封。

機(jī)械密封又叫端面密封，是由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置，機(jī)械密封具備性能穩(wěn)定、摩擦功耗低、泄漏量小、對軸磨損小及使用壽命長等特點(diǎn)，常用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)由靜止環(huán)(靜環(huán))、旋轉(zhuǎn)環(huán)(動環(huán))、彈性元件彈簧座、緊定螺釘、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈、靜止環(huán)輔助密封圈等元件組成；密封環(huán)是動環(huán)和靜環(huán)的總稱，是構(gòu)成機(jī)械密封最主要的元件，密封環(huán)在很大程度上決定了機(jī)械密封的使用性能和壽命；由于密封原理和材料性能的限制，機(jī)械密封壓力一般不超過10MPa，無法應(yīng)用于工作壓力超過100MPa的超高壓反應(yīng)釜中。

填料密封又稱“填料函密封”，是指通過預(yù)緊或介質(zhì)壓力的自緊作用使填料與轉(zhuǎn)動件及固定件之間產(chǎn)生壓緊力的動密封裝置，主要由填料、填料箱和填料固定件組成；常用的填料材料有石棉織物、碳纖維、橡膠、柔性石墨和工程塑料等；同樣，由于密封原理和材料性能的限制，機(jī)械密封壓力一般不超過10MPa，無法應(yīng)用于工作壓力超過100MPa的超高壓反應(yīng)釜中。

磁力傳動是利用永磁材料之間的磁力耦合作用實(shí)現(xiàn)無接觸傳遞力矩的一種實(shí)用技術(shù)，磁力傳動裝置主要包括主動磁轉(zhuǎn)子、從動磁轉(zhuǎn)子以及隔離套等零部件，馬達(dá)通過傳動軸將動力傳遞給主動磁轉(zhuǎn)子， 在磁力耦合的作用下從動磁轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動，從而帶動與從動磁轉(zhuǎn)子聯(lián)接在一起的攪拌裝置轉(zhuǎn)動，以達(dá)到攪拌的目的；它的關(guān)鍵部件隔離套將主動、從動磁轉(zhuǎn)子進(jìn)行物理隔離，將攪拌軸的動密封結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o密封結(jié)構(gòu)，釜內(nèi)介質(zhì)完全處于由釜體與隔離套構(gòu)成的密封腔內(nèi)，徹底解決了填料密封和機(jī)械密封因動密封而造成的無法克服的泄露問題；但是，隔離套需要具備與反應(yīng)釜相同的承壓能力，對于超高壓反應(yīng)釜而言，其工作壓力達(dá)到100MPa以上，隔離套的壁厚也需要相應(yīng)加大，從而導(dǎo)致主動、從動磁轉(zhuǎn)子間距較大，大幅降低了傳動功率，無法滿足傳動要求。

因此，對于超高壓反應(yīng)釜而言，迫切需要尋求一種更加安全可靠的密封裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的是一種適用于超高壓反應(yīng)釜的攪拌軸軸封裝置， 其目的旨在解決

現(xiàn)有的攪拌軸軸封裝置無法應(yīng)用于工作壓力超過100MPa的超高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行密封的問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種適用于超高壓反應(yīng)釜攪拌軸的軸封裝置，其結(jié)構(gòu)包括傳動單元、減壓單元、軸力平衡單元；通過減壓單元實(shí)現(xiàn)了多級減壓，將反應(yīng)釜內(nèi)的超高壓力沿傳動軸分段減壓，并進(jìn)行分段密封；通過軸力均衡單元，抵消了反應(yīng)釜內(nèi)超高壓力產(chǎn)生的軸向載荷。