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1、1項(xiàng)目二項(xiàng)目二 反應(yīng)設(shè)備反應(yīng)設(shè)備 攪拌反應(yīng)釜攪拌反應(yīng)釜2攪拌反應(yīng)釜n一、反應(yīng)釜的作用一、反應(yīng)釜的作用n 反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)中使用的典型設(shè)備之一。反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)中使用的典型設(shè)備之一。n由于化學(xué)工藝過程的種種化學(xué)變化，是以參加反應(yīng)的介質(zhì)由于化學(xué)工藝過程的種種化學(xué)變化，是以參加反應(yīng)的介質(zhì)的充分混合為前提的，對(duì)于加熱、冷卻和液體萃取以及氣的充分混合為前提的，對(duì)于加熱、冷卻和液體萃取以及氣體吸收等物理變化過程，也往往采用攪拌操作，才能獲得體吸收等物理變化過程，也往往采用攪拌操作，才能獲得更好的效果。更好的效果。n反應(yīng)釜除了在化學(xué)工業(yè)中大量使用外，還廣泛應(yīng)用于冶金、反應(yīng)釜除了在化學(xué)工業(yè)中大量使用外，還廣泛

2、應(yīng)用于冶金、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、油漆和三大合成材料等過程工業(yè)。醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、油漆和三大合成材料等過程工業(yè)。n三大合成材料是指三大合成材料是指塑料塑料、合成橡膠合成橡膠和和合成纖維合成纖維。它們是用。它們是用人工方法，由低分子化合物合成的高分子化合物，又叫高人工方法，由低分子化合物合成的高分子化合物，又叫高聚物。聚物。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 3一、反應(yīng)釜作用一、反應(yīng)釜作用 1、使物料、使物料混合均勻混合均勻 2 2、強(qiáng)化傳、強(qiáng)化傳熱、傳質(zhì)熱、傳質(zhì) 使氣體在液相中很好地分散使氣體在液相中很好地分散使固體粒子在液相中均勻地懸浮使固體粒子在液相中均勻地懸浮使不相溶的另一液相均勻懸浮或充使不相溶的另

3、一液相均勻懸浮或充分乳化分乳化強(qiáng)化相間的傳質(zhì)（如吸收等）強(qiáng)化相間的傳質(zhì)（如吸收等）強(qiáng)化傳熱強(qiáng)化傳熱4n二、反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)n 反應(yīng)釜設(shè)計(jì)可分為工藝設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)兩大部分。n按設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征可分為攪拌釜式、管式、固定床和流化床反應(yīng)器等。n本章僅介紹應(yīng)用最廣泛的攪拌反應(yīng)釜。5二、二、攪拌反應(yīng)釜的總體結(jié)攪拌反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)構(gòu) 攪拌反應(yīng)釜主要由筒體、傳熱裝置、攪拌反應(yīng)釜主要由筒體、傳熱裝置、傳動(dòng)裝置、軸封裝置和各種接管組成。傳動(dòng)裝置、軸封裝置和各種接管組成。1一電動(dòng)機(jī)；一電動(dòng)機(jī)； 2一減速器；一減速器；3一機(jī)架；一機(jī)架； 4一人孔；一人孔；5一密封裝置；一密封裝置；6一進(jìn)料口；一進(jìn)料口；7一上封頭；一上封

4、頭； 8一筒體；一筒體；9一聯(lián)軸器；一聯(lián)軸器； 10一攪拌軸；一攪拌軸；11一夾套；一夾套； 12一載熱介質(zhì)出口；一載熱介質(zhì)出口；13一擋板；一擋板； 14一螺旋導(dǎo)流板；一螺旋導(dǎo)流板；15一軸向流攪拌器；一軸向流攪拌器；16一徑向流攪拌器；一徑向流攪拌器；17一氣體分布器；一氣體分布器；18一下封頭；一下封頭；19一出料口；一出料口； 20一載熱一載熱 介質(zhì)進(jìn)口；介質(zhì)進(jìn)口；21一氣體進(jìn)口一氣體進(jìn)口6攪拌攪拌釜釜攪拌裝置攪拌裝置軸封軸封攪拌罐攪拌罐罐體罐體附件附件攪拌軸攪拌軸攪拌器攪拌器傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置7n 釜體內(nèi)筒通常為一圓柱形殼體，它提供反應(yīng)所需空間；n傳熱裝置的作用是滿足反應(yīng)所需溫度條件；

5、n攪拌裝置包括攪拌器、攪拌軸等，是實(shí)現(xiàn)攪拌的工作部件；n傳動(dòng)裝置包括電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器及機(jī)架等附件，它提供攪拌的動(dòng)力；n軸封裝置是保證工作時(shí)形成密封條件，阻止介質(zhì)向外泄漏的部件。n 8n內(nèi)筒一般為鋼制圓筒。n封頭大多選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，為滿足工藝要求釜體上安裝有多種接管，如物料進(jìn)出口管、監(jiān)測(cè)裝置接管等。n 常用的傳熱裝置有夾套結(jié)構(gòu)的壁外傳熱和釜內(nèi)裝設(shè)換熱管傳熱兩種形式，應(yīng)用最多的是夾套傳熱，見圖72(a)。n當(dāng)反應(yīng)釜采用襯里結(jié)構(gòu)或夾套傳熱不能滿足溫度要求時(shí)，常用蛇管傳熱方式，見圖72(b)。第二節(jié)第二節(jié) 筒體和傳熱裝置筒體和傳熱裝置910n一、內(nèi)筒的直徑和高度及壁厚確定11筒筒體的體的尺寸確

6、定尺寸確定 罐體長徑比對(duì)攪拌功率的影響罐體長徑比對(duì)攪拌功率的影響 罐體長徑比對(duì)傳熱的影響罐體長徑比對(duì)傳熱的影響 需要較大攪拌功率的，長徑比可以選得小些。需要較大攪拌功率的，長徑比可以選得小些。 體積一定時(shí)，長徑比越大，表面積越大，越利于傳熱；并且體積一定時(shí)，長徑比越大，表面積越大，越利于傳熱；并且此時(shí)傳熱面距罐體中心近，物料的溫度梯度就越大，有利于此時(shí)傳熱面距罐體中心近，物料的溫度梯度就越大，有利于傳熱效果。因此，單純從夾套傳熱角度考慮，一般希望長徑傳熱效果。因此，單純從夾套傳熱角度考慮，一般希望長徑比大一些。比大一些。 1、筒體長徑比筒體長徑比12物料特性對(duì)釜體長徑比的要求物料特性對(duì)釜體長徑

7、比的要求 表表71 幾種幾種攪拌釜的攪拌釜的長徑比長徑比種類種類設(shè)備內(nèi)物料類型設(shè)備內(nèi)物料類型長徑比長徑比一般攪拌罐一般攪拌罐液液-固相、液液相固相、液液相11.3氣液相氣液相12聚合釜聚合釜懸浮液、乳化液懸浮液、乳化液2.083.85發(fā)酵罐類發(fā)酵罐類發(fā)酵液發(fā)酵液1.72.513裝料系數(shù)裝料系數(shù) 初步計(jì)算筒體內(nèi)徑初步計(jì)算筒體內(nèi)徑確定筒體直徑和高度確定筒體直徑和高度 一般取0.60.82、攪拌釜裝料量攪拌釜裝料量 VV0304iiDHVD14n【不銹鋼反應(yīng)釜不銹鋼反應(yīng)釜】 反應(yīng)釜反應(yīng)釜由釜釜體、鍋蓋、攪拌器、電加熱油夾管、支承及傳動(dòng)裝置、軸封裝置、溢油槽等組成，并配有電加熱棒及測(cè)溫、測(cè)壓表。n攪拌

8、形式一般有錨式、漿式、渦輪式、推進(jìn)式或框式。n支承座有懸掛或支承式二種。 n夾套內(nèi)放置導(dǎo)熱油，由電熱棒加熱，夾套上開有進(jìn)、排油、溢測(cè)量、放空及電熱棒、測(cè)溫等接管孔。夾套外壁焊接支座，鍋體下部開有放料口。 1516主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 公稱容量（L） 實(shí)際容量（ L）電熱功率（KW）夾套容量（L） 內(nèi)鍋尺寸（mm）外鍋尺寸（mm）減速機(jī)型號(hào) 電機(jī)功率（n/kw） 攪拌速度（n/min） 50613295400600m31450/0.660-8010012062120500700m31450/0.660-8020024763200600800m41450/1.560-8030035.56325

9、0700900m41450/1.560-80500589942909001100m61450/2.260-801000121.512456012001400m81450/460-802000224415575014001600m81450/460-8030003201155101516001800m81450/7.560-8040004020155122616001800m101450/7.560-8050005170185140018002000m101450/7.560-8017n二、夾套n三、蛇管n四、頂蓋n五、筒體上的接管18n夾套反應(yīng)釜工作原理夾套反應(yīng)釜工作原理n反應(yīng)釜是在一定壓力和

10、溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩種或多種液體以及液體與固體或氣體物料混勻，促進(jìn)其反應(yīng)的設(shè)備。釜體上的夾套主要是用于加熱和冷卻的模塊。n夾套反應(yīng)釜夾套反應(yīng)釜n夾套反應(yīng)釜一般根據(jù)夾套加熱形式分類，分為：電熱棒加熱、蒸汽加熱、導(dǎo)熱油循環(huán)加熱反應(yīng)釜。n電加熱反應(yīng)釜通過電加熱棒加熱導(dǎo)熱油，以導(dǎo)熱油為介質(zhì)給釜體內(nèi)物料傳熱。蒸汽加熱反應(yīng)釜?jiǎng)t通過往夾套內(nèi)充蒸汽加熱，需加配鍋爐，硬件投資略大，但運(yùn)行時(shí)能耗比電加熱夾套反應(yīng)釜小。導(dǎo)熱油循環(huán)加熱反應(yīng)釜主要通過夾套內(nèi)的盤管實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油循環(huán)傳熱或冷卻。n 19夾套：在釜體外側(cè)，以焊接或者法蘭連接的方式設(shè)各種形狀的外套，使其與釜體外表面形成密閉的空間，在此空間內(nèi)通入載熱流體

11、，以加熱或冷卻物料，維持物料的溫度在規(guī)定的范圍，這種結(jié)構(gòu)稱為夾套。20蛇管傳熱及其結(jié)構(gòu)n當(dāng)需要的傳熱面積較大時(shí)，夾套傳熱不能滿足要求時(shí)，可采用蛇管傳熱。n它沉浸在物料中，熱損失小，傳熱效果好，還能起到導(dǎo)流筒的作用，改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，減小漩渦，強(qiáng)化攪拌程度。212223n下部出料適用于粘性大或含有固體顆粒的介質(zhì)。n常見的下部出料接管如圖710所示。n圖中(a)用于不帶夾套的簡(jiǎn)體，n圖(b)和圖(c)適用于帶夾套的簡(jiǎn)體。n其中圖(c)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，多用在內(nèi)筒與夾套溫差較大的場(chǎng)合。24上部出料當(dāng)物料需要輸送到較高位置或需要密閉輸送時(shí)，必須裝設(shè)壓料管，使物料從上部排出上部出料常采用壓縮空氣或其他惰性氣

12、體，將物料從釜內(nèi)經(jīng)壓料管壓送到下一工序設(shè)備。為使物料排除干凈，應(yīng)使壓出管下端位置盡可再能低些，且底部作成與釜底相似形狀。251-攪拌器攪拌器 2-罐體罐體 3-夾套夾套 4-攪拌軸攪拌軸 5-壓出管壓出管 6-支座支座 7-人孔人孔 8-軸封軸封 9-傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置另一種攪拌反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)圖另一種攪拌反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)圖26攪拌器的功能攪拌器的功能 提供攪拌過程所需要的能量和適宜的流動(dòng)提供攪拌過程所需要的能量和適宜的流動(dòng)狀態(tài)，以達(dá)到攪拌過程的目的。狀態(tài)，以達(dá)到攪拌過程的目的。 漿葉旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生能量，作用于液體，漿葉旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生能量，作用于液體，形成流動(dòng)狀態(tài)。關(guān)鍵在漿葉，也與其它形成流動(dòng)狀態(tài)。關(guān)鍵在漿

13、葉，也與其它因素有關(guān)，如介質(zhì)特性，攪拌器的工作因素有關(guān)，如介質(zhì)特性，攪拌器的工作環(huán)境等。環(huán)境等。 第三節(jié)第三節(jié) 反應(yīng)釜攪拌裝置反應(yīng)釜攪拌裝置27一、攪拌器類型一、攪拌器類型282930二、攪拌器選用二、攪拌器選用 攪拌器選型攪拌器選型攪拌目的攪拌目的 物料粘度物料粘度 攪拌容器容積的大小攪拌容器容積的大小選用時(shí)除滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮功耗低、選用時(shí)除滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮功耗低、操作費(fèi)用省，以及制造、維護(hù)和檢修方便等因素。操作費(fèi)用省，以及制造、維護(hù)和檢修方便等因素。31表表7-2 攪拌器型式適用條件表攪拌器型式適用條件表注表中空白為不適或不詳，為適合。注表中空白為不適或不詳，為適合。攪拌器

14、型式攪拌器型式流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)攪拌目的攪拌目的攪拌容器攪拌容器容積容積 (m3)轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范圍(r/min)最高最高粘度粘度(Pa.s)對(duì)對(duì)流流循循環(huán)環(huán)湍湍流流擴(kuò)擴(kuò)散散剪剪切切流流低低粘粘度度混混合合高粘高粘度液度液混合混合傳熱傳熱反應(yīng)反應(yīng)分分散散溶溶解解固固體體懸懸浮浮氣氣體體吸吸收收結(jié)結(jié)晶晶傳傳熱熱液液相相反反應(yīng)應(yīng)渦輪式渦輪式11001030050槳式槳式12001030020推進(jìn)式推進(jìn)式110001050050折葉開啟渦輪式折葉開啟渦輪式110001030050錨式錨式11001100100螺桿式螺桿式1500.550100螺帶式螺帶式 1500.55010032幾種常用攪拌器簡(jiǎn)介幾種

15、常用攪拌器簡(jiǎn)介 槳式槳式、推進(jìn)式推進(jìn)式、渦輪式渦輪式和和錨式錨式攪拌器在攪拌器在攪拌反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占攪拌反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占攪拌器總數(shù)的攪拌器總數(shù)的7580。331. 槳式攪拌器槳式攪拌器 結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單葉片用扁鋼制成，焊葉片用扁鋼制成，焊接或用螺栓固定在輪接或用螺栓固定在輪轂上，葉片數(shù)是轂上，葉片數(shù)是2 2、3 3或或4 4 片，葉片形式可片，葉片形式可分為平直葉式和折葉分為平直葉式和折葉式兩種。式兩種。圖圖7-13 槳式攪拌器槳式攪拌器34主要應(yīng)用主要應(yīng)用液液液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，固液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，固液系中多用于防止固

16、體沉降。液系中多用于防止固體沉降。主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉式主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉式比平直葉式的功耗少，操作費(fèi)用低，故比平直葉式的功耗少，操作費(fèi)用低，故軸流槳葉使軸流槳葉使用較多。用較多。也用于高粘流體攪拌，促進(jìn)流體的上下交換，代替也用于高粘流體攪拌，促進(jìn)流體的上下交換，代替價(jià)格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。價(jià)格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。35槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為20100r/min 。缺點(diǎn)缺點(diǎn)不能用于以保持氣體和以細(xì)微化為目的不能用于以保持氣體和以細(xì)微化為目的的氣的氣液分散操作中。液分散操作中。362. 推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)

17、式攪拌器 推進(jìn)式攪拌器（又稱船用推進(jìn)器）推進(jìn)式攪拌器（又稱船用推進(jìn)器）常用于低粘流體中。常用于低粘流體中。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)式攪拌器有三瓣葉標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)式攪拌器有三瓣葉片，其螺距與槳直徑片，其螺距與槳直徑d相等。相等。它直徑較小，它直徑較小，d/D=1/41/3，葉端速度一般為葉端速度一般為 710 m/s，最高達(dá)最高達(dá)15 m/s。圖圖7-12 推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)式攪拌器37攪拌時(shí)攪拌時(shí)流體由槳葉上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排流體由槳葉上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排 出，流體至容器底再沿壁面返至槳葉上方，形出，流體至容器底再沿壁面返至槳葉上方，形 成軸向流動(dòng)。成軸向流動(dòng)。特點(diǎn)特點(diǎn) 攪拌時(shí)流體的湍流程

18、度不高，循環(huán)量大，結(jié)構(gòu)攪拌時(shí)流體的湍流程度不高，循環(huán)量大，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，制造方便。簡(jiǎn)單，制造方便。 循環(huán)性能好，剪切作用不大，循環(huán)性能好，剪切作用不大，屬于循環(huán)型攪拌器。屬于循環(huán)型攪拌器。38應(yīng)用應(yīng)用粘度低、流量大的場(chǎng)合，用較小的攪拌功率，能獲得較好粘度低、流量大的場(chǎng)合，用較小的攪拌功率，能獲得較好的攪拌效果。的攪拌效果。主要用于液液系混合、使溫度均勻，在低濃度固液系主要用于液液系混合、使溫度均勻，在低濃度固液系中防止淤泥沉降等。中防止淤泥沉降等。改進(jìn)改進(jìn)容器內(nèi)裝擋板、攪拌軸偏心安裝、容器內(nèi)裝擋板、攪拌軸偏心安裝、攪拌器傾斜，可防止漩渦形成。攪拌器傾斜，可防止漩渦形成。393渦輪式攪拌器渦輪式攪

19、拌器 渦輪式攪拌器（又稱透渦輪式攪拌器（又稱透平式葉輪），是應(yīng)用較平式葉輪），是應(yīng)用較廣的一種攪拌器，能有廣的一種攪拌器，能有效地完成幾乎所有的攪效地完成幾乎所有的攪拌操作，并能處理粘度拌操作，并能處理粘度范圍很廣的流體范圍很廣的流體。圖圖7-14 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器40應(yīng)用應(yīng)用 渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團(tuán)分散得很細(xì)，適用于低粘度到中等粘度流體的團(tuán)分散得很細(xì)，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液混合、液液分散、液液分散、液固懸浮，以及促進(jìn)良好固懸浮，以及促進(jìn)良好的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。414錨式攪拌器錨式攪拌器

20、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。適用于粘度在適用于粘度在100Pas以下的流體攪拌，當(dāng)流以下的流體攪拌，當(dāng)流體粘度在體粘度在10100Pas時(shí)，可在錨式槳中間加時(shí)，可在錨式槳中間加一橫槳葉，即為一橫槳葉，即為框式攪框式攪拌器，拌器，以增加容器中部以增加容器中部的混合。的混合。圖圖9-6 錨式攪拌器錨式攪拌器42錨式或框式槳葉的混合效果并不理想，只適用于對(duì)混合錨式或框式槳葉的混合效果并不理想，只適用于對(duì)混合要求不太高的場(chǎng)合。要求不太高的場(chǎng)合。應(yīng)用應(yīng)用由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其它攪拌器由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其它攪拌器大，能得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、大，能得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用

21、于傳熱、晶析操作。晶析操作。常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。當(dāng)攪拌粘度大于當(dāng)攪拌粘度大于100Pas 的流體時(shí)，應(yīng)采用螺帶的流體時(shí)，應(yīng)采用螺帶式或螺桿式。式或螺桿式。43一、一、傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 第四節(jié)第四節(jié) 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置一般包括電動(dòng)機(jī)、減速裝置、聯(lián)軸節(jié)及一般包括電動(dòng)機(jī)、減速裝置、聯(lián)軸節(jié)及攪拌軸攪拌軸 齒輪減速機(jī)齒輪減速機(jī)44擺線針輪減速機(jī) 概述：擺線針輪減速機(jī)是一種采用擺線針齒嚙合行星傳動(dòng)原理的傳動(dòng)機(jī)型，是一種理想的傳動(dòng)裝置，具有許多優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛，并可正反運(yùn)轉(zhuǎn)。擺線減速機(jī)型號(hào)： 單級(jí)機(jī)型有：2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 其減速比有：11

22、 17 23 25 29 35 43 59 71 87 雙級(jí)機(jī)型有：42 53 63 74 84 85 95 106 其減速比有：121 187 289 385 473 595 731 841 1003 1225 1505 1849 2065 2537 3481 5133 4546n軸-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)n端蓋靜止n采用動(dòng)密封n如何密封?第五節(jié) 反應(yīng)釜軸封裝置 P35頁47n對(duì)動(dòng)密封的基本要求是：n結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠、維修裝拆方便、使用壽命長。n攪拌反應(yīng)釜常用的動(dòng)密封有填料密封與機(jī)械密封兩種。48軸封軸封 機(jī)械攪拌反應(yīng)器機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封軸封主要有兩種主要有兩種軸的密封裝置軸的密封裝置填料密封填料密封機(jī)

23、械密封機(jī)械密封避免介質(zhì)通過轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或外部避免介質(zhì)通過轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或外部雜質(zhì)滲入攪拌容器內(nèi)。雜質(zhì)滲入攪拌容器內(nèi)。目的：目的：491、填料密封、填料密封 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，適用于非腐蝕性和弱腐蝕性介質(zhì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，適用于非腐蝕性和弱腐蝕性介質(zhì)、密封要求不高、并允許定期維護(hù)的攪拌設(shè)備。密封要求不高、并允許定期維護(hù)的攪拌設(shè)備。填料密封的結(jié)構(gòu)及工作原理填料密封的結(jié)構(gòu)及工作原理組成：組成：底環(huán)、本體、油環(huán)、填料、螺柱、壓蓋及油杯等。底環(huán)、本體、油環(huán)、填料、螺柱、壓蓋及油杯等。50工作原理工作原理在壓蓋壓力作用下，裝在攪拌軸與填料箱本體之間在壓蓋壓力作用下，裝在攪拌

24、軸與填料箱本體之間的填料，對(duì)攪拌軸表面產(chǎn)生徑向壓緊力。的填料，對(duì)攪拌軸表面產(chǎn)生徑向壓緊力。填料中含有潤滑劑，在對(duì)攪拌軸產(chǎn)生徑向壓緊力的填料中含有潤滑劑，在對(duì)攪拌軸產(chǎn)生徑向壓緊力的同時(shí)，形成一層極薄的液膜，一方面使攪拌軸得到同時(shí)，形成一層極薄的液膜，一方面使攪拌軸得到潤滑，另一方面阻止設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外部流體潤滑，另一方面阻止設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外部流體的滲入，達(dá)到密封的目的。的滲入，達(dá)到密封的目的。51存在問題存在問題填料中的潤滑劑會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)中不斷消耗，通過設(shè)置在填料填料中的潤滑劑會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)中不斷消耗，通過設(shè)置在填料中間的油環(huán)向填料內(nèi)加油，保持潤滑。中間的油環(huán)向填料內(nèi)加油，保持潤滑。填料密封不可能

25、絕對(duì)不漏。增加壓緊力，填料緊壓在轉(zhuǎn)填料密封不可能絕對(duì)不漏。增加壓緊力，填料緊壓在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，會(huì)加速軸與填料間的磨損，使密封更快失效。動(dòng)軸上，會(huì)加速軸與填料間的磨損，使密封更快失效。在操作過程中應(yīng)適當(dāng)調(diào)整壓蓋的壓緊力，并需定期更換在操作過程中應(yīng)適當(dāng)調(diào)整壓蓋的壓緊力，并需定期更換填料。填料。52圖圖7-28 填料密封的結(jié)構(gòu)填料密封的結(jié)構(gòu)1壓蓋壓蓋2雙頭螺柱雙頭螺柱3螺母螺母4墊圈墊圈5油杯油杯6油環(huán)油環(huán)7填料填料8本體本體9底環(huán)底環(huán)53填料密封箱的特點(diǎn)填料密封箱的特點(diǎn) b. 成型環(huán)狀填料成型環(huán)狀填料 盤狀填料裝配時(shí)尺寸公差很難保證，填料壓緊后不能盤狀填料裝配時(shí)尺寸公差很難保證，填料壓緊后不能 完全保

26、證每圈都與軸均勻良好接觸，受力狀態(tài)不好，完全保證每圈都與軸均勻良好接觸，受力狀態(tài)不好， 易造成填料密封失效而泄漏。采用具有一定公差的成易造成填料密封失效而泄漏。采用具有一定公差的成 型環(huán)狀填料，密封效果可大為改善。填料一般在裁型環(huán)狀填料，密封效果可大為改善。填料一般在裁 剪、壓制成填料環(huán)后使用。剪、壓制成填料環(huán)后使用。 成型環(huán)狀填料的形狀見圖成型環(huán)狀填料的形狀見圖834。a. 在填料箱的壓蓋上設(shè)置襯套，可提高裝配精度，使軸有在填料箱的壓蓋上設(shè)置襯套，可提高裝配精度，使軸有良好對(duì)中，填料壓緊時(shí)受力均勻，保證填料密封在良好良好對(duì)中，填料壓緊時(shí)受力均勻，保證填料密封在良好條件下進(jìn)行工作。條件下進(jìn)行工

27、作。 54 當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線速度大于當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線速度大于1m/s時(shí)，摩擦熱大，填料時(shí)，摩擦熱大，填料壽命會(huì)降低，軸也易燒壞。壽命會(huì)降低，軸也易燒壞。措施措施： 提高軸表面硬度和加工精度，提高填料自提高軸表面硬度和加工精度，提高填料自潤滑性能，如在軸表面堆焊硬質(zhì)；潤滑性能，如在軸表面堆焊硬質(zhì)； 合金或噴涂陶瓷或采用水夾套等。軸表面合金或噴涂陶瓷或采用水夾套等。軸表面的粗糙度應(yīng)控制在的粗糙度應(yīng)控制在0.8-0.2m。55 填料密封的選用填料密封的選用根據(jù)填料的性能選用：根據(jù)填料的性能選用： 當(dāng)密封要求不高時(shí)，選用一般石棉或油浸石棉填當(dāng)密封要求不高時(shí)，選用一般石棉或油浸石棉填 料，當(dāng)密封要求較高時(shí)，選用膨體

28、聚四氟乙烯、料，當(dāng)密封要求較高時(shí)，選用膨體聚四氟乙烯、 柔性石墨等填料。柔性石墨等填料。 各種填料材料的性能不同，按各種填料材料的性能不同，按 表表7-6選用。選用。56表表76 常用填料材料的性能常用填料材料的性能填料名稱填料名稱介質(zhì)極限介質(zhì)極限溫度溫度/0C介質(zhì)極介質(zhì)極限壓力限壓力/MPa線速線速度度/(m/s)適用條件（接觸介質(zhì)）適用條件（接觸介質(zhì)）油浸石棉填料油浸石棉填料4506蒸汽、空氣、工業(yè)用水、重質(zhì)石蒸汽、空氣、工業(yè)用水、重質(zhì)石油產(chǎn)品、弱酸液等油產(chǎn)品、弱酸液等聚四氟乙烯纖維編聚四氟乙烯纖維編結(jié)填料結(jié)填料250302強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑聚四氟乙烯石棉盤聚四氟乙烯

29、石棉盤根根260251酸堿、強(qiáng)腐蝕性溶液、化學(xué)試劑酸堿、強(qiáng)腐蝕性溶液、化學(xué)試劑等等石棉線或石棉線與石棉線或石棉線與尼龍線浸漬聚四氟尼龍線浸漬聚四氟乙烯填料乙烯填料300302弱酸、強(qiáng)堿、各種有機(jī)溶劑、液弱酸、強(qiáng)堿、各種有機(jī)溶劑、液氨、海水、紙漿廢液等氨、海水、紙漿廢液等柔性石墨填料柔性石墨填料250300202醋酸、硼酸、檸檬酸、鹽酸、硫醋酸、硼酸、檸檬酸、鹽酸、硫化氫、乳酸、硝酸、硫酸、硬脂化氫、乳酸、硝酸、硫酸、硬脂酸、酸、 水鈉、溴、礦物油料、汽油、水鈉、溴、礦物油料、汽油、二甲苯、四氯化碳等二甲苯、四氯化碳等膨體聚四氟乙烯石膨體聚四氟乙烯石墨盤根墨盤根25042強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶液強(qiáng)酸

30、、強(qiáng)堿、有機(jī)溶液57填料密封（盤根）聚四氟乙烯纖維編織密封填料填料是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等的編制物或以有色金屬為基體，輔以浸漬材料或充填材料制成的繩狀物，常見的是方形截面的石棉盤根。一般0.5MPa時(shí)34圈，0.51MPa時(shí)45圈。5859n柔性石墨密封填料填料是形成密封的主要元件，其性能優(yōu)劣對(duì)密封效果起關(guān)鍵性作用。60二、機(jī)械密封二、機(jī)械密封 把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向徑向，通過動(dòng)環(huán)和靜，通過動(dòng)環(huán)和靜環(huán)兩個(gè)端面的相互貼合，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到密封環(huán)兩個(gè)端面的相互貼合，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到密封的裝置，又稱的裝置，又稱端面密封端面密封。泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，

31、使用壽命長，泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用壽命長，在攪拌反應(yīng)器中得到廣泛地應(yīng)用。在攪拌反應(yīng)器中得到廣泛地應(yīng)用。定義：定義：特點(diǎn)：特點(diǎn)：61由固定在軸上的動(dòng)環(huán)及彈簧壓緊裝置、固定由固定在軸上的動(dòng)環(huán)及彈簧壓緊裝置、固定在設(shè)備上的靜環(huán)以及輔助密封圈組成。在設(shè)備上的靜環(huán)以及輔助密封圈組成。機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)及工作原理機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)及工作原理 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)6211彈簧；彈簧；22動(dòng)環(huán)；動(dòng)環(huán)；33靜環(huán)靜環(huán)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)63釜用機(jī)械密釜用機(jī)械密封基本結(jié)構(gòu)封基本結(jié)構(gòu)64圖圖7-29 機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)及組成機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)及組成65當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)環(huán)和固定不動(dòng)的靜環(huán)緊密接觸，并經(jīng)軸當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)環(huán)

32、和固定不動(dòng)的靜環(huán)緊密接觸，并經(jīng)軸上彈簧壓緊力的作用，阻止容器內(nèi)介質(zhì)從接觸面上泄漏。上彈簧壓緊力的作用，阻止容器內(nèi)介質(zhì)從接觸面上泄漏。工作原理工作原理動(dòng)環(huán)與軸之間的密封，屬靜密封，密封件常用動(dòng)環(huán)與軸之間的密封，屬靜密封，密封件常用“O”形環(huán)。形環(huán)。A點(diǎn)：點(diǎn)：圖中有四個(gè)密封點(diǎn)：圖中有四個(gè)密封點(diǎn)：66B點(diǎn)：點(diǎn)：動(dòng)密封動(dòng)密封,密封的關(guān)鍵密封的關(guān)鍵動(dòng)環(huán)和靜環(huán)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的端面密封，屬動(dòng)密動(dòng)環(huán)和靜環(huán)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的端面密封，屬動(dòng)密封，是機(jī)械密封的關(guān)鍵。封，是機(jī)械密封的關(guān)鍵。兩個(gè)密封端面的平面度和粗糙度要求較高，依靠介兩個(gè)密封端面的平面度和粗糙度要求較高，依靠介質(zhì)的壓力和彈簧力使兩端面保持緊密接觸，并

33、形成質(zhì)的壓力和彈簧力使兩端面保持緊密接觸，并形成一層極薄的液膜起密封作用。一層極薄的液膜起密封作用。67靜環(huán)座與設(shè)備之間的密封，屬靜密封。靜環(huán)座與設(shè)備之間的密封，屬靜密封。通常設(shè)備凸緣做成凹面，靜環(huán)座做成凸面，通常設(shè)備凸緣做成凹面，靜環(huán)座做成凸面，中間用墊片密封。中間用墊片密封。C點(diǎn)：點(diǎn)：靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封，屬靜密封。靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封，屬靜密封。D點(diǎn)：點(diǎn)：68密封面密封面上單位面積所受的力稱為端面比壓。上單位面積所受的力稱為端面比壓。它是動(dòng)環(huán)受介質(zhì)壓力和彈簧力的共同作用下，緊壓在它是動(dòng)環(huán)受介質(zhì)壓力和彈簧力的共同作用下，緊壓在靜環(huán)上引起的，是操作時(shí)保持密封所必需的凈壓力。靜環(huán)上引起的，

34、是操作時(shí)保持密封所必需的凈壓力。造成摩擦面發(fā)熱，摩造成摩擦面發(fā)熱，摩擦加劇，功率消耗增擦加劇，功率消耗增加，使用壽命縮短加，使用壽命縮短端面比壓：端面比壓：密封面因壓不緊而密封面因壓不緊而泄漏，密封失效泄漏，密封失效端面比壓過端面比壓過大大：端面比壓過端面比壓過小小：動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的摩擦面稱間的摩擦面稱為為密封面密封面69機(jī)械密封分類機(jī)械密封分類機(jī)械密封機(jī)械密封分類分類按密封面負(fù)荷按密封面負(fù)荷平衡情況分為平衡情況分為按密封面按密封面 數(shù)目分為數(shù)目分為單端面單端面 雙端面雙端面 平衡型平衡型 非平衡型非平衡型一對(duì)密封面一對(duì)密封面二對(duì)密封面二對(duì)密封面70雙端面密封雙端面密封有二個(gè)密封面

35、，且可在二密封面之間的空腔有二個(gè)密封面，且可在二密封面之間的空腔中注入中性液體，使其壓力略大于介質(zhì)的操作壓力，起中注入中性液體，使其壓力略大于介質(zhì)的操作壓力，起到堵封及潤滑的雙重作用，故密封效果好。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，到堵封及潤滑的雙重作用，故密封效果好。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造、拆裝比較困難，需一套封液輸送裝置，且不便于制造、拆裝比較困難，需一套封液輸送裝置，且不便于維修。維修。a. a. 單端面與雙端面單端面與雙端面 單端面密封單端面密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、維修方便、應(yīng)用廣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、維修方便、應(yīng)用廣泛。泛。71b. b. 平衡型與非平衡型平衡型與非平衡型 根據(jù)密封面負(fù)荷平衡情況分為平衡型和非平根據(jù)密封面負(fù)荷平衡情況分為平衡型和非平衡型。衡型。平衡型與非平衡型是以液體壓力負(fù)荷面積對(duì)平衡型與非平衡型是以液體壓力負(fù)荷面積對(duì)端面密封面積的比值大小判別的。端面密封面積的比值大小判別的。72作業(yè) P73