CN101844048B - 静密封搅拌器 - Google Patents

Abstract

静密封搅拌器。技术领域：石油化工、医药、食品等行业所使用的反应釜搅拌器现有的反应釜搅拌器的密封都为动密封，都存在有不同程度的泄漏问题，这不单造成物料浪费，而且会造成环境污染和安全隐患。为解决上述问题，本发明将搅拌器的动密封变为静密封。这不单彻底解决了泄漏问题，而且不会产生任何有可能对物料造成污染的污物。其方法为搅拌器的搅拌轴通过一柔性密封膜进入反应釜。由于密封膜具有柔性，它允许搅拌轴以密封膜的中心自由摆动。工作时，搅拌减速机通过连接臂拨动搅拌轴旋转，搅拌轴下端的搅拌桨叶对物料进行搅拌。当反应釜内有一定的工作压力时，在柔性密封膜的上方设置一球面轴承及支架。

Description

静密封搅拌器

技术领域

石油化工、轻工、医药、食品等行业所使用的反应釜等设备所配备的搅拌器。 

背景技术

长期以来，石化、轻工、化纤、医药、食品等行业普遍使用的反应釜搅拌器搅拌轴进入反应釜处的密封绝大多数均为填料密封。这种密封免不了泄露，尤其是用一段时间后未及时压紧或更换填料，泄漏更为严重。在此处需要密封的物料，一般都是易燃易爆、有毒，有的甚至是剧毒；有的物料具有强腐蚀性，有的带有强烈的刺激性气味。因此有这类物料的生产车间防火要求极严，环境污染严重，危害生产人员的身体健康，从反应釜搅拌器密封处泄漏出来的腐蚀性介质严重腐蚀车间内设施、建筑物等。这一问题一直未得到解决。为解决此问题，国内近三十年来出现了用于替代填料密封的机械密封，用它可以大为减轻物料的泄漏程度，但它也不能做到此处的零泄漏，而且它的密封摩擦面不能干 

有的需增设一套供水或润滑液***，对摩擦面进行润滑，并且在某些场合下供水***对釜内的压力起到平衡作用。机械密封机构较复杂，安装检修不便，因此至今并未普遍推广使用。为此这一领域内又有了以屏蔽电机及磁力来驱动的搅拌器，这两种方式驱动的搅拌器实现了零泄漏，但机构复杂，并且在屏蔽罩内，搅拌轴的固定支撑存在轴承的润滑检修困难，此种搅拌器的支承润滑***为了避免物料的进入，还需增设一套供水或供油***的平衡釜内压力并防止物料进入轴承***，并对轴承***进行冷却润滑，这样又存在一个动密封处的泄漏问题，因此这两种驱动方式的搅拌器除在密封要求极高的地方外，一般都不会采用，在搅拌器转速低，转矩大的地方也不适用。对碳钢有较强腐蚀作用的物料中也不能轻易选用。 

以上可以看出，工业上所使用的反应釜搅拌器的密封问题迄今为止并未得到根本上的解决。 

本发明完全克服了目前工业中所使用的反应釜搅拌器密封的缺点，将搅拌器的动密封变为静密封，做到了此处为零泄漏。 

发明内容及具体实施方式 

本发明不同于传统的搅拌器。传统的搅拌器是由搅拌器减速机输出轴直接带动搅拌轴及搅拌桨叶等一起转动，对反应釜内的物料进行搅拌，因而存在有搅拌轴进入反应釜处的密封为动密封问题。而本发明的反应釜顶部开一直径为350-400mm的孔口，用一弹性较好的柔性密封膜覆盖于孔口并固定于孔口凸缘上叫，密封膜中部的孔套于搅拌轴上并固定于轴上的法兰上。这样反应釜内与釜外全由此柔性膜隔开密封，而且此处的密封为静密封(见附图1)，不存在泄漏点。此处的搅拌轴自身不能转动，而只能是以柔性膜的中心为支点可在360°方向自由摇摆。搅拌轴上端通过连接臂与减速机输出轴端相连，搅拌轴与反应釜中心线相交一角度。工作时，减速机通过连接臂拨动搅拌轴上端围绕减速机轴转动，即以柔性膜中心点为支点绕圈式的摆动，搅拌轴下部的桨叶也就跟着转圈式摆动而对物料进行搅拌。连接臂的长短决定着下部搅拌桨叶划动范围的大小。搅拌器连接臂与搅拌轴上端的连接不得以刚性连接，必须允许搅拌轴与连接臂之间产生相对的旋转运动，即采用轴承连接，在此应选用自动调心的滚动轴承或关节轴承内套向心推力轴承，要求此处的轴承应承受一定的轴向力。 

本发明的最关键的元件为柔性密封膜，它的作用： 

1.对釜内外起到密封隔离作用； 

2.对搅拌轴起到水平面上的径向支撑固定作用； 

3.允许搅拌轴以膜的中心为支点自由摆动。 

此柔性密封膜必须具有一定的柔性和强度且径向拉伸量小，厚度在4-6mm范围内。根据物料的性质及工作温度、压力，柔性膜的材料可选用不同的橡胶内夹多层强度较高的合成纤维帆布或尼龙帘子布。如反应釜工作温度较高时，对普通橡胶又具有腐蚀性时可选用氟橡胶或硅橡胶内夹不锈钢丝纤维或碳纤维夹层。工作温度可达200℃。 

搅拌器的型式有两种可选：1).船桨式：即搅拌浆像船浆一样直接焊于搅拌轴下端；2).网式：搅拌器可设计成家用打蛋器的型式(见附图4)，这种型式的搅拌器消耗功率并不很大但搅拌效果理想。 

搅拌器轴向力的平衡： 

柔性密封膜只对搅拌轴起径向支撑作用，对搅拌器的自重靠上面的搅拌碱速机承担。当反应釜内工作压力较小时，柔性膜能够承受一定的压力，对搅拌器产生的向上的轴向力通过连接臂也由减速机承担。当反应釜内工作压力稍大时，柔性密封膜会承受较大的张力，柔性降低，搅拌功率会增大，搅拌轴向上的轴向力也会很大，这时则不能单靠减速机及连接臂来承担此轴向力了。在此情况下在柔性密封膜的上面增加一球面轴承及支架(见附图3)，球面轴承的球心即为柔性密封膜的中心。以承担此向上的轴向力。如反应釜工作压力为较高的负压时，可将此球面轴承支架置于密封膜的下方。球面轴承宜采用无油润滑，凸面用硬质材料，凹面用软质耐磨材料，如石墨浸渍聚四氟乙稀等。此球面滑动轴承本身也是一种自紧式密封装置，当柔性膜一旦破损时，可起到临时的密封作用。 

反应釜工作压力的初步确定： 

工作中大多数的反应釜作用压力都为低压或常压，本发明的静密封搅拌器适合的工作压力：初步拟定为≤0.2MPa，若工作压力较高时，柔性膜会承受较高的张力，柔性降低，会增加功率消耗，同时球面轴承也会承受很大的压力，同样也会增加功率消耗，同时也增加了轴承的破损。为此应在柔性密封膜与球面轴承支架之间的空腔内引入与反应釜内工作压力相等的压缩空气，用以平衡反应釜内的压力，以解决因工作压力较高而产生的上述问题。 

本发明的优点： 

1.将搅拌器从传统的动密封变成静密封，彻底解决了动密封的泄露问题，做到了零泄漏； 

2.结构简单，安装与维修方便； 

3.适合于在200℃温度下，各种腐蚀介质环境下工作，如反应釜为衬胶、衬玻璃钢、搪瓷等，本发明的搅拌器也可相应的衬相同材质； 

4.工作中无任何因磨损等产生的污物进入反应釜(如填料密封、机机密封、屏蔽电机驱动、磁力驱动均有不同程度的因磨损所产生的油污等进入反应釜)，保证了反应釜内物料不受任何物质，哪怕是微量的物质的污染，这对于制药、生化制品、食品等生产尤为重要。 

5.搅拌器可直接从反应釜顶部的孔口进入釜内，不需要为了安装检修搅拌器将反应釜制成可拆的罐体和盖或增加检修用人孔。 

本发明不适宜使用的地方： 

1.要求搅拌器必须高速转动的地方不适用； 

2.要求采用框式或锚式等特殊形式搅拌器才能适用的地方不适使用本发明； 

3.工作温度＞200℃工作压力＞0.5MPa的地方不宜用。 

本发明对所配的减速机输出轴应具备一定的轴向承载力，无其他特殊要求。 

附图说明

图1为本发明静密封搅拌器(包括反应釜)总图； 

图2为总图中I部放大图； 

图3为球面轴承及球面轴承支架； 

图4为网式搅拌器图。 

Claims (3)

1.静密封搅拌器，主要由搅拌减速机、搅拌器连接臂、搅拌轴及搅拌桨、柔性密封膜、球面轴承、球面轴承支架组成，反应釜顶部有直径为350-400mm的孔口，柔性密封膜覆盖于孔口，通过法兰固定于孔口凸缘上，柔性密封膜中部的孔套于搅拌轴并与搅拌轴上的法兰固定，搅拌轴上端通过搅拌器连接臂与搅拌减速机输出轴端相连，搅拌轴与反应釜中心线相交一角度，搅拌减速机通过搅拌器连接臂拨动搅拌轴上端使其围绕减速机轴转动，搅拌轴以柔性密封膜中心点为支点作绕圈式的摆动，搅拌轴下部的桨叶也就跟着转圈式摆动而对物料进行搅拌，当反应釜工作压力高于0.02Mpa时，所述球面轴承、球面轴承支架设置于柔性密封膜的上方，如果反应釜内的工作压力为较高的负压，球面轴承及其支架置于密封膜下方；球面轴承的球心为柔性密封膜的中心，所述密封膜与球面轴承支架之间具有空腔，所述空腔用于通入与反应釜内压力相等的压缩空气，以平衡反应釜内压力。

2.根据权利要求1所述的静密封搅拌器，其特征在于：所述搅拌器连接臂与搅拌轴上端采用轴承连接，所述搅拌轴上端***搅拌器连接臂端的轴承内，所述轴承为自动调心滚动轴承或关节轴承内套向心推力轴承。

3.根据权利要求1所述的静密封搅拌器，其特征在于：所述搅拌减速机为立式摆线针轮减速机。

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