[发明专利]一种适用于超高压反应釜搅拌轴的轴封装置

说明书

本发明提出的是一种适用于超高压反应釜搅拌轴的轴封装置，其结构包括传动单元、减压单元、轴力平衡单元；通过减压单元实现了多级减压，将反应釜内的超高压力沿传动轴分段减压，并进行分段密封；通过轴力均衡单元，抵消了反应釜内超高压力产生的轴向载荷。本发明基于超高压反应釜的工作需求，有效解决了超高压反应釜的动密封问题；采用减压单元将反应釜的超高压力沿传动轴分段减压，并进行分段密封，大幅降低了密封件的工作压力，有效改善了密封件的工作环境，提高了动密封可靠性；降低了往复运动工况下的输入载荷要求，节约能源。

技术领域

本发明涉及一种适用于超高压反应釜搅拌轴的轴封装置，属于化工设备领域。

背景技术

超高压反应釜是石油化工、军工及制药等工业部门中应用广泛的设备之一；它用于 各 种 物 性（如粘度、密度）及各种操作条件（温度、压力）的反应过程，还大量用于混合、分散、溶解、结晶、 萃取、吸收或解吸、传热等操作；反应釜主要由承压容器和搅拌机两大部分组成，承压容器包括釜体、釜盖、夹套等受压元件，动力源、轴封装置及搅拌桨等构成了搅拌机。

超高压反应釜通常是在一定的压力和温度下通过搅拌桨对介质进行充分搅拌来进行生产的，由于釜内介质多为易燃、易爆或有毒的物料 ,故其搅拌轴的动密封就成了反应釜的关键问题；轴封装置是搅拌机传动轴与承压容器交汇处的密封装置，用以保证搅拌设备内的压力或真空状态、阻止或减少釜内介质向外泄漏以及外界杂质进入釜内污染系统；目前，传统的搅拌轴轴封装置主要为填料密封、机械密封、磁力密封。

机械密封又叫端面密封，是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置，机械密封具备性能稳定、摩擦功耗低、泄漏量小、对轴磨损小及使用寿命长等特点，常用机械密封结构由静止环(静环)、旋转环(动环)、弹性元件弹簧座、紧定螺钉、旋转环辅助密封圈、静止环辅助密封圈等元件组成；密封环是动环和静环的总称，是构成机械密封最主要的元件，密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命；由于密封原理和材料性能的限制，机械密封压力一般不超过10MPa，无法应用于工作压力超过100MPa的超高压反应釜中。

填料密封又称“填料函密封”，是指通过预紧或介质压力的自紧作用使填料与转动件及固定件之间产生压紧力的动密封装置，主要由填料、填料箱和填料固定件组成；常用的填料材料有石棉织物、碳纤维、橡胶、柔性石墨和工程塑料等；同样，由于密封原理和材料性能的限制，机械密封压力一般不超过10MPa，无法应用于工作压力超过100MPa的超高压反应釜中。

磁力传动是利用永磁材料之间的磁力耦合作用实现无接触传递力矩的一种实用技术，磁力传动装置主要包括主动磁转子、从动磁转子以及隔离套等零部件，马达通过传动轴将动力传递给主动磁转子， 在磁力耦合的作用下从动磁转子开始转动，从而带动与从动磁转子联接在一起的搅拌装置转动，以达到搅拌的目的；它的关键部件隔离套将主动、从动磁转子进行物理隔离，将搅拌轴的动密封结构转变为静密封结构，釜内介质完全处于由釜体与隔离套构成的密封腔内，彻底解决了填料密封和机械密封因动密封而造成的无法克服的泄露问题；但是，隔离套需要具备与反应釜相同的承压能力，对于超高压反应釜而言，其工作压力达到100MPa以上，隔离套的壁厚也需要相应加大，从而导致主动、从动磁转子间距较大，大幅降低了传动功率，无法满足传动要求。

因此，对于超高压反应釜而言，迫切需要寻求一种更加安全可靠的密封装置。

发明内容

本发明提出的是一种适用于超高压反应釜的搅拌轴轴封装置， 其目的旨在解决

现有的搅拌轴轴封装置无法应用于工作压力超过100MPa的超高压反应釜中进行密封的问题。

本发明的技术解决方案：一种适用于超高压反应釜搅拌轴的轴封装置，其结构包括传动单元、减压单元、轴力平衡单元；通过减压单元实现了多级减压，将反应釜内的超高压力沿传动轴分段减压，并进行分段密封；通过轴力均衡单元，抵消了反应釜内超高压力产生的轴向载荷。