反应釜用机械密封

   反应釜是化工、化纤、石油化工、制药生产中的关键设备之一。它与泵和其它旋转机械相比，具有*的使用条件与操作特点，因此，釜用机械密封自成体系。

   随着科研、生产的发展，反应釜的操作压力、温度不断提高，装置趋向于大型化。随着釜的容积增大，搅拌轴直径已经超过了300毫米。

    提高釜用机械密封的使用寿命和可靠性，设计研制高参数釜用机械密封，以国产化代替进口产品势在必行。

一、反应釜的结构

    装设搅拌器的容器大致可分为:反应釜、储罐、混合器、蒸煮器等。其中以反应釜的机械密封的使用工况条件为恶劣。因釜内发生化学反应，会引起压力、温度及物料形态的变化。反应釜一般由釜体、搅拌器、传动机构和轴封装置四部分组成。搅拌器轴的安装形式有顶部插入式、底部插入式和侧入式。

二、反应釜轴封装置的环境

    1.搅拌轴侧入式反应釜  从润滑角度来说，这类反应釜用机械密封一般不会出现润滑不良问题，但釜内介质的页面必须保持一定的高度。

    2.搅拌轴底部插入式反应釜  聚合反应釜已逐渐向大容积方向发展，它的搅拌轴也由顶部插入式向底部插入式转变。底部插入式的特点在于搅拌轴短，轴所受的弯曲应力小，所以计算轴径小，省工、省料。短轴比长轴的刚性好，变形小。

    3.搅拌轴顶部插入式反应釜  顶部插入式搅拌轴反应釜应用广泛，其密封所遇到的问题与前述不同。因密封置于釜的上部，处于气相空间中(物料满釜时才是液相)，为了避免密封干摩擦，需要采用一定的润滑冷却方法。顶部插入垂直安装的搅拌轴，长径比大，加工和安装精度可能较低，因此必然会产生较大的绕曲。

三、反应釜用机械密封实例

    1.反应釜用机械密封的形式、结构和泵用机械密封在结构上虽有差异，但其作用和原理相同。一般来说，釜用密封转速低，弹簧比压宜取大一些;搅拌轴振动大，密封件应设计得坚实一些，封气时摩擦副环宜采用整体结构。考虑到转轴摆动量大，静止环与轴的间隙宜取较大值。大轴径顶部插入式反应釜密封在计算端面比压时，补偿环的重量不能忽略。常见的釜用机械密封型号有202系列、212系列、204系列等。

反应釜机械密封的选择

反应釜机械密封的基本形式有：

①接触式和非接触式密封

   接触式机械密封是指密封面微凸体接触的机械密封，密封面间隙 h=0.1～1µ;m 普 通的机械密封均属接触式机械密封。非接触式机械密封实质是指密封面微凸体不 接触的机械密封，密封面间隙对于流体动压密封 h>2µ;m，对于流体静压密封 h>5µ;m。接触式机械密封的摩擦状态是混合摩擦，也有边界和干摩擦；非接触 式机械密封的摩擦状态则是流体润滑，也有弹性流体动力润滑。普通的接触式机 械密封泄漏量小、结构简单，广泛使用。非接触式机械密封泄漏量大、结构复杂， 大多用在高参数条件下使用或作多级密封的前置密封。

 ②内装式和外装式机械密封

   静环在压盖内侧的机械密封称为内装式机械密封；静环在压盖外侧的机械密封称 为外装式机械密封。 内装式机械密封的弹簧和动环在密封箱内与介质接触，可利用箱内介质压力来密 封，其优点是：受力状态好、泄漏量小，冷却与润滑条件好，使用范围广。外装 式机械密封的弹簧和动环在密封箱外不与介质接触，使用于强腐蚀、高粘度、易 结晶介质。因泄漏方向与离心力方向相同，泄漏量大，其使用工作压力低。

 ③内流式和外流式机械密封

   密封流体在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相反的机械密封称之为内流式 机械密封；密封流体在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相同的机械密封称之 为外流式机械密封。 由于内流式机械密封中离心力不仅能阻止泄漏流体，而且还可以防止固体颗粒进 入密封面间，故其泄漏量要比外流式小些。通常内流式机械密封适用与高压，而 外流式机械密封的大压力为 1～2MPa。

④弹簧旋转式和弹簧静止式机械密封

   弹簧元件随轴旋转的机械密封称之为弹簧旋转式机械密封；弹簧元件不随轴旋转 的机械密封称之为弹簧旋转式机械密封。 由于弹簧旋转式机械密封的弹簧转动件受离心力的影响，所以不适用于高速密 封，但由于结构简单、径向尺寸小，常用于一般的机械密封。由于弹簧静止式机 械密封的弹簧不受离心力的影响，常用于高速机械密封。

 ⑤非平衡式和平衡式机械密封

  面积比B≥1的机械密封称之为非平衡式机械密封；面积比B <1的机械密封称之为平衡式机械密封。密封流体作用面积大于密封面面积的非平衡式机械密封，其密封端面上的作用力随密封流体压力升高而增大，因此只适用于低压；而在平衡式机械密封中，其密封端面上的作用力随密封流体压力变化较小，因此它适用于高压。 

 ⑥单弹簧式和多弹簧式机械密封 

  只有一个集中大弹簧的机械密封称之为单弹簧式机械密封；具有多个点布小弹簧的单弹簧式称之为多弹簧式机械密封。单弹簧式机械密封的端面受力不均匀，而且高速下离心力使弹簧偏移或变形，弹簧力不易调节，轴向尺寸大，因此它多用于小直径（轴径尺寸为d=80mm～150mm）低速密封；多弹簧点布机械密封的端面受力均匀，受离心力影响较小，弹簧力可通过改变弹簧个数来调节，因此它适用于大直径、高速机械密封，但在腐蚀性介质和有颗粒介质的场合下，小弹簧结构会因易腐蚀和堵塞而失效。

⑦单密封、双密封和多密封

只有一对端面摩擦副的密封为单密封；有两对端面摩擦副的密封为双密封；有两对端面摩擦副以上的密封为多密封。单密封结构简单，常用。在单端面机械密封不能满足要求时，则采用、双密封或多密封。双密封有轴向双端面机械密封和径向双端面机械密封，径向双端面机械密封结构紧凑，轴向双端面机械密封有背靠背或面对面布置结构。