【正文】 .................................. 33 輔助密封材料的設(shè)計(jì)選材 ........................................... 33 輔助密封材料材質(zhì)的選擇 ........................................ 33 結(jié)構(gòu)形式 ...................................................... 34 彈簧元件及彈簧力的計(jì)算 ........................................... 34 彈簧力的計(jì)算 ................................................. 34 彈簧材料的選取 ................................................ 35 密封裝置整體設(shè)計(jì) ................................................. 35 .......................................................... 36 致謝 ............................................................ 37 參考文獻(xiàn) ......................................................... 38 附錄 ............................................................ 39 反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 1 1 緒論 國(guó)內(nèi)外石油、化工、醫(yī)藥等行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)裝置中，反應(yīng)釜是廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著提供化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所的重要作用，是整個(gè)化工工藝流程的心臟。本文針對(duì)大型反應(yīng)釜用剖分式密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)一種新的密封裝置 —— 剖分式密封裝置 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 國(guó)外現(xiàn)狀 1991 年日本 Nagai Yataro 等發(fā)明了“帶有剖分環(huán)的機(jī)械密封” , 其密封環(huán)被一個(gè)帶預(yù)制溝槽的支撐環(huán)覆蓋住 , 用“ O”環(huán)鑲嵌在預(yù)制的槽中 [1]。盡管如此 , 剖分式機(jī)械密封并未獲得真正的應(yīng)用。 共 設(shè)計(jì)制造了 20 多套單端面、小彈簧結(jié)構(gòu)剖分式機(jī)械密供石化行業(yè)使用 (圖 )，但是試驗(yàn)證明，該完全剖分式機(jī)械密封裝置在釜內(nèi)壓力為 、常溫的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)良好，在將釜內(nèi)壓力升圖 1 反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 3 高至 時(shí)，有大量氣泡逸出，但是將釜內(nèi)壓力升高至 時(shí)，有大量的氣泡逸出。 換熱元件 常用的換熱元件有夾套和內(nèi)盤管。可拆卸式用于夾套內(nèi)載熱介 出管 6－支座 7－人孔 8－軸封 9－傳動(dòng)裝置 質(zhì)易結(jié)垢、需經(jīng)常清洗的場(chǎng)合。罐體的筒體基本上是圓筒，封頭常采用橢圓形封頭、錐形封頭和平蓋，以橢圓形封頭應(yīng)用最廣。其中最常用的是固定和可移動(dòng)的齒輪減速攪拌器，這是憂郁他們加工費(fèi)用低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配檢修簡(jiǎn)單。 減速機(jī)的選用 常用的減速機(jī)有齒輪減速機(jī)、圓柱蝸桿減速機(jī)、三角皮帶減速機(jī)及擺線針輪行星減速機(jī)等。因此在設(shè)計(jì)中要盡量減少軸端部位的撓度，對(duì)軸封部位的偏擺量必須控制在容許的范圍內(nèi)，一般采用填料箱的場(chǎng)合應(yīng)控制在 ～ 左右，機(jī)械密封控制在 ～ 以內(nèi)。當(dāng)攪拌軸很長(zhǎng)且很細(xì)時(shí)，常常會(huì)使軸彎曲變形，而離心力也將隨之遞增，使反應(yīng)器發(fā)生振動(dòng)，動(dòng)密封性能破壞，壽命降低，甚至引起破壞。如果不能采 用增加 B 或 d 來(lái)滿足上述條件時(shí)，可采用增加底軸承后中間軸承的辦法。所以聯(lián)軸器隨不同的連接要求有不同的結(jié)果。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中，或工作過(guò)程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選 用撓性聯(lián)軸器。如果軸較長(zhǎng)，則應(yīng)有自己牢固的支承，如在上端配備兩個(gè)軸承成外伸狀態(tài)；或兩個(gè)軸承組成兩支點(diǎn)的支承，只有在這種情況下，攪拌軸同減速器的輸出軸才可采用撓性連接軸。安裝時(shí)，先將攪拌軸、減速機(jī)座與軸封裝置同底座裝配好放在封頭上，位置找準(zhǔn)試轉(zhuǎn)順利后才將底座點(diǎn)焊定位于封頭上，然后卸去整個(gè)傳動(dòng)裝置（包括機(jī)座）和軸封裝置，再將底座與封頭焊牢。 (4)使旋轉(zhuǎn)環(huán)同軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 為了 便于計(jì)算，先忽略封頭容積，有 式中， iD 及 H 單位是 m。這種夾套是常用的典型結(jié)構(gòu)。 內(nèi)筒體計(jì)算長(zhǎng)度。 夾套筒體和夾套封頭厚度計(jì)算 夾套材料選擇 235QB? 熱軋鋼板，其 235 , [ ] 113ts M Pa M Pa???? iHD圖 夾套結(jié)構(gòu)圖 反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 13 夾套筒體計(jì)算壁厚 j? 夾套采用雙面焊，局部探傷檢查，查《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》表 43 得 ?? 則 查《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》表 42取鋼板厚度負(fù)偏差 1 mm? ，對(duì)于不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)的腐蝕性極微時(shí)，可 取腐蝕裕量 2 0C? ，對(duì)于碳鋼取腐蝕裕量 2 2C mm? ，故內(nèi)筒體厚度附加量 12 0. 8aC C C mm? ? ? ，夾套厚度附加量 12 2. 8bC C C mm? ? ? 。這種夾套是在罐體外面再套上一個(gè)直徑稍大的容器。 3 反應(yīng)釜 的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 及選型 具體參數(shù)：介質(zhì)：聚氯乙烯 工作壓力：最高工作壓力為 溫度：最高工作溫度為 120? 176。機(jī)械密封由于其主要密封面是端面，亦稱端面密封，由于兩個(gè)密封端面的緊密貼合，使密封端面之間的交界 (密封 )界面形成一個(gè)微小間隙，當(dāng)有壓介質(zhì)通過(guò)此間隙時(shí)，形成極薄的液膜，產(chǎn)生阻力 ，既可以達(dá)到阻止介質(zhì)泄漏的目的，又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接觸面的潤(rùn)滑，由此獲得較優(yōu)良的長(zhǎng)期密封效果。雙支點(diǎn)機(jī)架適用于懸臂軸。 聯(lián)軸器的選擇包括類型和尺寸的選擇。具體選擇時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)： a 所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求。 圖 聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的作用是將兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備的軸牢固地聯(lián)接在一起，以傳遞運(yùn)動(dòng)和功率。 c 低轉(zhuǎn)速下 BL 和 dL 取偏大值，高轉(zhuǎn)速下取偏小值。 一般攪拌軸的支承是靠與之相連的減速器內(nèi)的一對(duì)軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 攪拌軸 攪拌軸一般要用聯(lián)軸節(jié)與減速機(jī)相聯(lián)，傳遞來(lái)自電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。很多場(chǎng)合下，電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)一并配套供應(yīng)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)選定的減速機(jī)選用配套的電動(dòng)機(jī)。操作過(guò)程中為了對(duì)反應(yīng)進(jìn)行控制，以及測(cè)量反應(yīng)物的溫度、壓力、成分及其他參數(shù)，容器上還設(shè)有溫度、壓力等傳感器。內(nèi)盤管當(dāng) 反應(yīng)器的熱量?jī)H靠外夾套傳熱，換熱面積不夠時(shí)常采用內(nèi)盤管。本設(shè)計(jì)采用整體夾套，常用的整體夾套形式有圓筒型和 U 型兩種。 本文以 反應(yīng)釜的剖分式機(jī)械密封 設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，介紹了 從聚合式反應(yīng)釜到機(jī)械密封裝置 設(shè)計(jì)的全過(guò)程。然而 , 提高密封壓力所增加的應(yīng)力不僅導(dǎo)致整個(gè)組件產(chǎn)生較大變形 , 而且也使剖分環(huán)瓣產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) ,需要對(duì)所使用的材料進(jìn)行非線性變形和應(yīng)力計(jì)算。結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、操作方便、安裝時(shí)無(wú)需測(cè)量或推測(cè)工作。由于機(jī)械密封的優(yōu)越性，在大部分場(chǎng)合填料密封已經(jīng)被淘汰。 第二章研究了常見(jiàn)的攪拌設(shè)備及其機(jī)械密封的原理及組成，優(yōu)缺點(diǎn)。反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 1 ，是整個(gè)化工工藝流程的心臟。查找了攪拌設(shè)備各相關(guān)設(shè)備主要元件選材的標(biāo)準(zhǔn)，