反應(yīng)釜密封設(shè)計時除了材料的選擇還要注意哪些方面

       由于反應(yīng)釜逐步向高壓、大直徑方向發(fā)展，且與泵用機械密封相比轉(zhuǎn)速低，所以在設(shè)計時，我們要注意以下幾點:

1、密封環(huán)材料的選擇

       由于反應(yīng)釜大多密封氣體，選材上，除考慮介質(zhì)的腐蝕作用外，還要考慮材料本身無滲漏。

       當(dāng)直徑較大時，應(yīng)采用整體表面復(fù)合材料；

       當(dāng)壓力較高時，宜采用較高的機械強度的高pv值組對材料，當(dāng)介質(zhì)壓力在10MPa以下時，推薦用硬質(zhì)合金或碳化硅與碳石墨材料組對；

       當(dāng)介質(zhì)壓力大于10MPa時，推薦用硬質(zhì)合金與硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金與銅合金、碳化硅與銅合金組對。摩擦副材料的選擇除考慮壓力、圓周速度外，還應(yīng)與軸徑、溫度、潤滑、冷卻方法等全部條件綜合加以考慮。

       高壓及大直徑密封，摩擦副端面易產(chǎn)生變形，特別是隨著介質(zhì)壓力的增加，啟動力矩有隨之增大的趨勢，故密封環(huán)應(yīng)選用強度高、剛性好的材料。

2、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計

       結(jié)構(gòu)設(shè)計上，高壓及大直徑密封為保證密封可靠，應(yīng)選擇雙端面密封。通常大氣端密封，由于壓差大，設(shè)計成平衡型，介質(zhì)端密封，由于密封腔內(nèi)密封流體的作用，在密封端面兩側(cè)的壓差小，可以設(shè)計成非平衡型，但考慮當(dāng)運行時釜內(nèi)介質(zhì)壓力或密封腔內(nèi)密封液壓力的不穩(wěn)定而造成壓力波動時也能滿足使用，也應(yīng)設(shè)計成平衡型。在一些引進(jìn)裝置中，低壓工況密封也采用平衡型。這是為了減少端面摩擦熱，防止端面液膜蒸發(fā)，從而可以獲得較長的使用壽命。當(dāng)釜內(nèi)壓力超過10MPa時，建議采用多級機械密封裝置。

3、幾何尺寸的確定

       在高壓反應(yīng)釜機械密封的設(shè)計中，對密封環(huán)的形狀和支承方法，都要加以充分考慮。由于壓力作用所產(chǎn)生的彎曲，以及對于斷面回轉(zhuǎn)中心的偏心力作用所產(chǎn)生的力矩都會給密封特性造成很大的影響。靜止環(huán)由于受釜口法蘭尺寸的限制，徑向空間一般都不會太大。為此，要全面考慮環(huán)的形狀、支承方法、密封圈的位置等，使其耐壓、變形小。為避免壓力、熱應(yīng)力變形和不平衡力所產(chǎn)生的變形等，應(yīng)盡可能使形狀對稱和簡單。支承方法也以背面接觸為宜，端面凸臺連接處的圓角R要特別注意，在可能的情況下R盡量大些，而其它倒角也應(yīng)取適當(dāng)值，使之不存在銳角部分，摩擦面寬度匕隨軸徑而異，強度上應(yīng)有一定的安全系數(shù)。

       由于攪拌軸振動大，懸臂支承轉(zhuǎn)軸擺動量大等因素，靜止環(huán)與軸的間隙宜取較大值。

4、彈簧比壓和端面比壓的計算

       釜用機械密封的彈簧比壓和端面比壓，要綜合密封可靠性和使用壽命綜合加以考慮。大軸徑頂部插入式反應(yīng)釜密封在計算端面比壓時，補償環(huán)的重量不能忽略。

5、傳動機構(gòu)的設(shè)計

       對傳動機構(gòu)而言，當(dāng)壓力或直徑較大時，應(yīng)采用強力傳動機構(gòu)。若用普通的螺釘、銷來傳動，由于力矩的作用，有損壞的可能。故應(yīng)采用鍵傳動等可靠的傳動機構(gòu)。

6、密封的潤滑與冷卻

       由于端面的摩擦、磨損、發(fā)熱等因素會影響機械密封的壽命，因此應(yīng)采用潤滑和冷卻效果好且能與被密封介質(zhì)相容的潤滑油。高壓、大直徑釜用機械密封尤其要重視對密封的潤滑及冷卻。

       潤滑油的主要作用是:減少磨損、降低溫度、防止銹蝕、對振動產(chǎn)生阻尼、形成液膜等等。目前所使用的攪拌反應(yīng)釜多為立式，攪拌軸由頂部插入，密封安裝在釜的上部，釜內(nèi)頂部大都為氣相。因此，不能期望用釜內(nèi)液體潤滑。

       使用單端面機械密封時，密封外側(cè)要設(shè)置貯油腔，油面應(yīng)高于密封端面10~20mm，并定期檢查、補充。

       使用雙端面機械密封時，由于兩端面間采用密封液通常，可采用密封液機械密封進(jìn)行潤滑、冷卻。考慮到保持機械密封的摩擦面的潤滑和氣密性，密封液要利用高級的潤滑油。為確保釜內(nèi)的物料不受潤滑油漏入的影響，盡可能在機械密封的下部設(shè)一受油器，以防止?jié)櫥吐┤敫獌?nèi)物料中。當(dāng)然，以流入釜內(nèi)既不影響反應(yīng)也不污染物料的液體作潤滑劑為好。故潤滑油的選用原則為:

①不含顆粒，長期耐氧化且穩(wěn)定性好;

②容易脫氣，不易沉淀變質(zhì)，潤滑性好;

③防腐蝕性好。

      此外，還要根據(jù)使用壓力、釜內(nèi)溫度、循環(huán)方式選定油的粘度。例如:在低溫、低壓情況下，若使用高粘度的潤滑油，不利于在摩擦滑動面上油膜的形成，容易造成早期磨損。相反，在高溫、高壓下，若使用低粘度潤滑油，因油膜強度低而會出現(xiàn)潤滑不良的現(xiàn)象。