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2.7反应釜的轴封装置

轴封是搅拌设备的一个重要组成部分。其任务是保证搅拌设备内处于一定的正压力的真空状态以及防止反应物料逸出和杂质的渗入。鉴于搅拌设备以立式容器中心顶插式搅拌为主，很少满釜操作，轴封的对象主要为气体；而且搅拌设备由于反应工况复杂，轴的偏摆振动大，运转稳定性差等特点，故不是所有形式的轴封都能用于搅拌设备上。

反应釜搅拌轴处的轴封，属于动密封，常用的有填料密封和机械密封两种形式，它们都有各自的优缺点和标准，可以直接使用。 （1）填料密封

填料密封是由底环、本体、油环、填料、螺栓、螺柱、压盖以及油杯等组成。在压盖压力作用下，装在搅拌轴与填料箱本体之间的填料，对搅拌轴表面产生径向压紧力。由于填料中含有润滑剂，因此，在对搅拌轴产生径向压紧力的同时，形成一层极薄的液膜，一方面使搅拌轴得以润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体的渗入，达到密封的目的。

当采用填料密封时，应优先选用标准填料箱。标准填料箱中，HG 21537．7—92为碳钢填料箱，HG 21537．8—92为不锈钢填料箱，标准填料箱结构形式见附图5-8，明细表见附表5-13，主要尺寸见附表5-14。均分为0．6MPa、1．6MPa两档规格。PN0.6MPa为五个填料，PNl.6MPa为七个填料环。 填料箱密封的选用还应注意以下几方面：

①当填料箱的结构和填料的材料选择合理，并有良好润滑和冷却条件时，可用于较高的工作压力、温度和转速条件下；

②当填料无冷却、润滑时，转轴线速度不应超过lm／s；

③当搅拌容器内介质温度大于200。C时，应对填料密封进行有效冷却； ④当从填料箱油杯中压注密封润滑液时，润滑液压力一般应略高于被密封介质的压力，以防止容器内介质的泄露；采用密封润滑液时，润滑液流入容器内对工艺性能有影响时，应在填料箱下端轴上设置储油杯；

⑤填料箱一般可不设支承套，应将搅拌轴的支承设置在机架上。 （2）机械密封

机械密封是一种功耗小，泄漏率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封。主要用于腐蚀，易燃，易爆，剧毒及带有固体颗粒的介质中工作的有压和真

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空设备。

由于反应釜多采用立式结构，转速低，但搅拌轴直径大，尺寸长，摆动和振动较大，故机械密封常采用外装式（静环装于釜口法兰外恻），小弹簧（补偿机构中含有多个沿周向分布的弹簧），旋转式（弹性元件随轴旋转）的结构，当介质压力、温度低且腐蚀性大时，可采用单端面（由一对密封端面组成），非平衡型（载荷系数K≥1）的机械密封。当介质压力，温度高或介质为易燃，易爆，有毒时，应采用双端面（由两对密封面组成），平衡型（载荷系数K<1）的机械密封。

当搅拌设备采用机械密封时，在下列情况下，应采用必要的措施，以便保证密封使用性能，提高使用寿命。

①当密封腔介质温度超过80℃时，对单端面和双端面机械密封，都应采用冷却措施；

②为防止密封面干摩擦，对单端面机械密封，应采用润滑措施；

③当采用双端面机械密封时，应采用密封液系统，向密封端面提供密封液，用于冷却，润滑密封端面；

④必要时，应对润滑液，密封液进行过滤；

⑤当采用润滑及密封液系统时，需考虑一旦润滑液，密封液漏入搅拌容器内，应不会影响容器内物料的工艺性能，不会使物料变质，必要时应采用缓冲液杯和漏夜收集器等防污染措施。

本反应釜一般在常压，低压，低转速下使用,故采用填料密封。因其结构简单，易于制造，在搅拌设备上曾得到广泛应用,且便于定期维护此搅拌设备。

2.8 反应釜的其他附件

2.8.1设备法兰

当筒体与上封头用法兰连接时，常采用甲型平焊法兰连接，这是压力容器法兰中的一种，嘉兴平焊法兰密封面结构常用平密封面和凹凸密封面的两种。甲型平焊法兰的工作温度为-20~300℃，不同使用温度下最大允许工作压力按照参考文献[2]表12-3的规定。常用甲型平焊法兰质量见参考文献[1]表D-4。

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2.8.2支座

夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座。标准耳式支座（JB/T4725-92）分为A型和B型两种。当设备需要保温或直接支承在楼板上时选B型，否则选A型。

每台反应釜常用4个支座，但作承重计算时，考虑到安装误差造成的受力情况变坏，应按两个支座计算。

本反应釜为夹套立式安装，不需要保温，选用B型标准耳式支座，耳座为4个。

2.8.3设备接口

化工容器及设备，往往由于工艺操作等原因，在筒体和封头上需要开一些各种用途的孔。

（1）视镜的公称直径DN=80，由附录D-12选取公称直径与钢管外径，选用外径为89的钢管。由标准突面板式平焊钢制管法兰主要尺寸，选用外径为190mm，内径为91mm，螺纹为M16，理论质量为2.60kg 的法兰。

（2）温度计管口的公称直径DN=65，由附录D-12选取公称直径与钢管外径，选用外径为76.1㎜钢管。由标准突面板式平焊钢制管法兰主要尺寸，选用外径为185mm，内径为78mm，螺纹为M16，理论质量为3.5kg 的法兰。 （3）放料口的公称直径DN=40，由附录D-12选取公称直径与钢管外径，选用外径为45的钢管。由标准突面板式平焊钢制管法兰主要尺寸，选用外径为130mm，内径为46mm，螺纹为M16，理论质量为1.20kg 的法兰。 （4）液体进料管一般从顶盖引入。进料管应伸进罐体内并且下端的开口截成45°角，开口上方向朝着设备中心，以防止冲刷罐体，减少物料对壁面的腐蚀。常见的有固定式和可拆式，本反应釜选用的是固定式的液体进口。

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结束语

在小学期为期三周的过程设备课程设计中，我学到了很多。这次课程设计，使我对于过程设备设计这门课有了更深的了解，也对于化工过程的相关设备，特别是对于反应釜的机构与工作原理等等有了一定的概念。知道了在化工设备设计中的一系列步骤与注意事项，在使用CAD画图的过程中，也逐渐掌握了这一个对我们所学专业至关重要的软件。

通过此次课程设计，不仅仅学到了很多的理论知识，更是对个人能力的一种锻炼。比如在整个设计过程中，时常会遇到不懂的问题，这时就需要我们自己去搜集相关的资料，查选文献，从而提高了自己的对数据的收集能力。在画图的过程中，也加强了与老师和同学之间的交流，使得对与彼此的认识进一步加深，而且在讨论过程中，互相学习，共同进步。

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