[发明专利]节能高压高温反应釜搅拌装置

说明书

本发明涉及化学工程反应容器搅拌装置技术领域，一种不仅能取代国外应用最广的、昂贵的机械密封，而且完全可以取代最先进的、理论上绝对密封的磁力搅拌器的节能高压高温反应釜搅拌装置，比磁力搅拌装置可节能45～55％。 

背景技术主要为接触式(机械密封)与非接触式(磁力)搅拌装置两种形式。 

接触式(机械密封)为动密封，由于反应釜悬臂轴长且装有搅拌桨，运转中的摆动、振动均使动、静环接合面不可能理想贴合，因而无法避免介质泄漏，HG2099规定中给出釜用机械密封8～10ml/h的许用泄漏量，便说明机械密封的不可靠性。机械密封制造与安装要求非常高，维修更换困难，在高压高温工况下使用性能不稳定，因此现时大多数机械密封从国外购进，等货时间长，价格高：工况13.5MPa,150℃，2500L反应釜的一台套机械密封高达4.5万美金(整个反应釜装备约30万美金。) 

鉴于机械密封的不可靠性，我国研究者从八十年代起转向非接触式磁力密封技术的研究。磁力传动中内、外磁钢转子之间有一薄壁隔离套，使磁力传动在理论上处于绝对密封状态。然二十多年生产实践中暴露出来的问题，使国家许多大、中型企业依然进口昂贵的机械密封反应釜设备与机械密封配件。其暴露问题是：(一)短时过载及启动时内外磁钢转子会自动滑脱，在底伸式颗粒介质中尤为严重。同时，磁转矩随温度升高而下降：NdFeB磁材料，温度系数a_t＝-0.0014磁感强度B_rt与常温磁感强度B_r20公式为：B_rt＝[1-0.0014(t-20)]B_r20，其磁转矩计算公式：T_t＝(B_rt/B_r20)²·T₂₀，若短时过载、启动的余裕系数K＝1.25～1.50，取K＝1.35于是磁转矩：T_t＝(B_rt/B_r20)²·K^-1·T20(Nm)，当工作温度250℃时，则磁转矩：T₂₅₀＝0.34·T₂₀，于是得出选型公式：T₂₀≈3·T₂₅₀(Nm)，公式表明：当工作温度为250℃，驱动矩为1000Nm扭时必须选T₂₀＝3000Nm的机型，说明在250℃时，传动效率只有33％；(二)支承在薄壁隔离套内孔的内磁钢转子轴承受到釜内腐蚀固体颗粒介质、受到釜内高温、受到润滑状态恶劣等影响，更进一步是，由于支承刚性差，且悬臂长加上搅拌桨，其带来的摆动、振动等因素的影响，因而严重影响轴承使用寿命，导致设备运转率低；(三)大容器反应器的搅拌效率明显降低，庞大的设备造价、能耗和负荷使人难以接受，因而无法满足现代技术装备大型化的要求。 

发明内容与目的由于高压高温反应釜搅拌装置广泛应用于化学、化工、石油、制药及科研及食品等等，因此在机械密封与磁传动之外，探索研究第三种密封技术—密封可靠、传动效率高、装拆方便、成本低的搅拌装置，对化学工程的发展具有重大的经济价值。

本发明要解决的技术问题：在高压高温条件下如何可靠密封与低成本。 

本发明的技术方案：选用密封可靠的组合密封，它是由○圈与滑环组成，如：美国波音公司的脚形滑环式组合密封；德国洪格尔公司GD1000K型组合密封；美国派克公司的Y-0型组合密封及我国车氏密封(“机械设计手册”卷3)。并且是2～3只组合密封串联装配。其中，第一只处于反应釜高压区，其作用是密封并保护轴承润滑。当长时间工作后第一只密封出现泄漏，此时在第一与第二密封之间的压力报警器便会发出信号。由于第二密封一直处于常压区，因而密封面完好，保证无泄漏继续运转。为确保在检修期内绝对密封，在结构上保证了快速(1～3小时)装入第三只组合密封，并在第二、三只组合密封之间亦同样有警报器。