[实用新型]一种新型氟橡胶反应釜机械密封机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种密封机构，特别涉及一种用于氟橡胶反应釜的机械密封机构。

背景技术

在国内高分子材料生产过程中，氟橡胶的生产规模现逐渐扩大，其主要设备聚合反应釜也随着规模的扩大而增大，橡胶聚合反应釜从20世纪90年代的50L釜，经过20年左右的放大，现已用4000L釜来聚合生产氟橡胶。在4000L釜用轴封，随着釜体积的扩大，也由原来的磁力驱动密封装置或填料密封，改为机械密封，因压力高、介质特殊，设计为双端面机械密封，其辅助机构一般采用釜内取压平衡润滑方式对机械密封进行润滑。如图1所示，现有的双端面机械密封体统包括磁力增压泵、循环缓冲器、反应釜，所述磁力增压泵、循环液贮槽、反应釜之间依次连接，形成闭合的回路，而反应釜包括一双端面机械密封、搅拌下轴、轴套、搅拌上轴，所述搅拌下轴安装在搅拌上轴内，搅拌下轴的上端面与搅拌上轴之间存在一定的间隙，轴套套接在搅拌上的外壁上，搅拌下轴和搅拌上轴同时在空间位置上与双端面机械密封之间形成一个腔室；双端面机械密封通过轴承座与联轴器连接，但是这样的设置存在以下问题：

1、开停车频繁，间歇反应，反应周期2～3小时/次。工艺条件变化大，反应釜10反应初期，压力在20～30分钟之内由0逐渐增加到最高操作压力，后压力波动较小。反应釜放料待反应完成泄压后常压进行，因放料阀置于反应釜底部搅拌轴侧旁，而存在放料不净的情况，及下置机械密封的上密封面与介质液固相接触，且一直与橡胶和橡胶乳液接触，即存在液固相状态密封。

2、在该反应釜刚投入使用后，一开始，机械密封辅助机构循环水管道或循环泵经常堵塞，且堵塞频率逐渐升高，循环机构失效，四天左右(甚至不到四天)下端面机封开始泄漏(漏水)，一个星期左右，下端面机封泄漏口开始漏出釜内乳液，机封彻底失效。且机封失效后，一是在检修时发现上下机封的零部件损坏很严重，而几乎不能修复，因为大部分零部件均被固态橡胶所包裹，特别是弹簧，如此只有更换零部件，或更换整套双端面机械密封，检修的费用很高，对正常平稳的生产造成了很大耽延。二是在检修机封的同时，均发现循环液管道和磁力增压泵均被固态橡胶所堵塞，并堵塞严重。三是发现在机封上密封端面与上搅拌轴之间的腔室内积满了固态橡胶。除了机械密封上端面失效后，橡胶液态胶乳进入循环液管道而堵塞管道和磁力循环泵外，而循环液由釜内气相取压，会存在一定程度的气相介质与循环液接触后的聚合反应，而直接生成橡胶乳液堵塞机构。

3、在到机封正常使用的后期，在产品中发现了很多黑点，估计是零部件如石墨等的磨屑，对产品的质量也产生了很大的影响。整个润滑液循环机构为闭路机构，有杂质不易自行排除和检测，容易累积而堵塞管道。

4、磁力增压泵的功率很小、扬程较低，只能起到循环液的循环作用，产生的压差较低，即：循环液压力几乎与釜内气相压力相等。而在釜内液固相静压的作用下，在机封的上端面密封处，釜内压力会高于循环液压力。导致：乳液易通过内腔室进入机封上密封端面，使密封面之间形成的液膜不是我们认为的无离子水液膜，而是乳液形成的液膜。而该液膜随时间的变化和外界力的作用等会凝聚成固态橡胶，使机封上密封端面间歇增大，膜压逐渐增大，直到最后导致密封面打开，随后泄漏，乳液便进入机封内，也进入循环系统，污染循环液；

5、机封与反应釜之间存在一内腔室，之间通过搅拌轴轴套隔离，但不起密封隔离作用，在运行时，乳液会进入该内腔室，导致：在反应釜间歇使用的停用阶段，因内腔室乳液无法放净，而会凝聚成橡胶，而使机封上密封端面被包容在固体橡胶之中，形成固态密封，会影响动、静环的径向及轴向跳动，更促进了上密封端面的失效。

6、四氟轴套要承受搅拌轴施加的径向力与轴向力，该反应釜为锚式搅拌，体积较大，在使用中，会附着大量的橡胶自聚物，而导致左右不平衡，搅拌运转时径向摆动量则逐渐加大，加之轴向力的施加，所以四氟轴套使用寿命短，磨损量很大，而造成漏入的橡胶来承担轴套作用，而橡胶的硬度很差，特别是在使用工况之下，最终使搅拌轴的径向摆动逐渐增加并恶化，也导致通过花键连接的下轴(机封轴)径向摆动量增加和运行不平稳，影响机封的使用寿命。

在运行过程中，机封上密封端面首先失效，机封内漏入橡胶乳液，而后凝聚，使机封内弹簧失效，橡胶乳液并进入辅助循环机构，而逐渐堵塞循环管道和磁力循环泵，使机械密封缺液，随后，循环水管道及循环泵堵死，无循环液，上下机封均出现干摩擦，最后彻底失效，釜内乳液通过上机封、下机封，由下机封处的泄漏观察口外漏。

实用新型内容