一种反应釜搅拌轴的组合密封系统及其应用技术方案

本发明专利技术提供一种反应釜搅拌轴的组合密封系统，所述反应釜搅拌轴的组合密封系统包括：外磁驱动部、大气侧磁力密封腔、内磁传动部和搅拌轴，所述外磁驱动部和内磁传动部从外向内依次套设于搅拌轴外侧形成大气侧磁力密封结构，所述大气侧磁力密封结构的上、下侧分别设置有轴承；第二法兰、第二介质侧机械密封腔、第一法兰和第一介质侧机械密封腔在大气侧磁力密封下部自上而下依次套设于搅拌轴外侧形成介质侧第二机械密封和介质侧第一机械密封；介质侧第二机械密封位于所述大气侧磁力密封腔下部，阻止所述第二介质侧机械密封腔内颗粒进入大气侧磁力密封腔。所述组合密封系统具有安全性高、稳定性好，易于维护、使用寿命长等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种反应釜搅拌轴的组合密封系统及其应用
本专利技术涉及具有中高压反应釜的反应系统中密封
，尤其是涉及一种适用于中高压反应釜内介质具有固体颗粒、易燃易爆、剧毒等特性的反应系统的反应釜搅拌轴的组合密封系统及其应用。
技术介绍
反应釜是化工生产的关键设备，而反应釜搅拌轴的密封装置则是反应釜的关键部件，更是化工安全生产的第一道防线。悬浮聚合反应有反应压力高、反应介质含固量高、物料介质易燃易爆且多具有毒性等特点。因此，研究聚合反应釜搅拌用的密封装置非常重要。目前现有的密封装置易处于“干运转”状态，杂质窜入、介质反应造成工况变化密封端面变形，严重影响使用效果及装置安全稳定性。所以需要设计一种密封结构系统，能满足聚合工艺对反应釜密封安全、可靠的要求。在现有技术中，对于反应釜密封装置有如下描述：专利CN107339437A阐述了一种反应釜搅拌轴的机械密封结构。该方法通过外加高压氮气瓶来实现对冷却液储罐进行加压控制，但冷却液中的气体及固体颗粒存在可能引起密封失效，大气端密封失效会导致釜内物料外泄，引发安全事故。专利CN201135873Y阐述了一种磁力搅拌密封装置。该方法通过外加压力平衡罐来实现密封组件的上下平衡，但采用单端面机械密封，在高固含量体系中易引起密封失效，固体颗粒进入循环冷却液中，引起搅拌轴承进入固体颗粒导致搅拌意外停止。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：基于上述问题，提供一种能够满足中高压悬浮聚合工艺对密封、安全可靠要求的反应釜搅拌轴的组合密封系统。为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：一种反应釜搅拌轴的组合密封系统，所述反应釜搅拌轴的组合密封系统包括：外磁驱动部、大气侧磁力密封腔、内磁传动部和搅拌轴，所述外磁驱动部和内磁传动部从外向内依次套设于搅拌轴外侧以形成大气侧磁力密封结构，所述大气侧磁力密封结构的上、下侧分别设置有轴承；第一法兰、第二法兰、第一介质侧机械密封腔、第二介质侧机械密封腔、第一静环、第二静环、第一动环和第二动环，所述第二法兰、第二介质侧机械密封腔、第一法兰和第一介质侧机械密封腔在大气侧磁力密封结构的下部自上而下依次套设于搅拌轴外侧以形成介质侧第二机械密封结构和介质侧第一机械密封结构；介质侧第二机械密封结构位于所述大气侧磁力密封腔的下部，阻止所述第二介质侧机械密封腔内颗粒进入大气侧磁力密封腔内；所述第一介质侧机械密封腔的上端与第一法兰下端密封固连，第一静环、第二静环分别密封固设于第一法兰下端内侧和第二法兰下端内侧，位于第一介质侧机械密封腔外侧的第一动环的上端和第一静环的下端密封接触，位于第二介质侧机械密封腔外侧的第二动环的上端与第二静环的下端密封接触；第一动环固定在搅拌轴上，并置于反应釜中与物料接触。在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：优选地，所述反应釜搅拌轴的组合密封系统还包括外部循环封液系统，所述外部循环封液系统沿冷却液流动方向依次设有补水容器、一级过滤器、隔膜计量泵、外加压式储罐、二级过滤器和循环泵，所述补水容器中的冷却液经过一级过滤器后由隔膜计量泵增压至外加压式储罐内，外加压式储罐内的冷却液经过二级过滤器后由循环泵输送至第一介质侧机械密封腔和第二介质侧机械密封腔内进行循环。优选地，所述补水容器可以为补水罐或者补水槽等。优选地，所述计量泵为隔膜计量泵。优选地，所述一级过滤器为Y型过滤器，所述二级过滤器为篮式过滤器。优选地，所述反应釜搅拌轴的组合密封系统包括两套外部循环封液系统，一套外部循环封液系统为第一介质侧机械密封腔提供第一介质密封液，另一套外部循环封液系统为第二介质侧机械密封腔提供第二介质密封液。优选地，所述外加压式储罐内设有换热盘管。优选地，所述外加压式储罐设有液位计和液位报警器，当所述外加压式储罐内液位低于设定值时触发报警并自动补液。优选地，所述外加压式储罐设有压力表和压力报警器，当所述外加压式储罐内压力小于等于反应釜压力时触发报警并自动增压。优选地，所述外加压式储罐内压力高于反应釜内压力为0.01Mpa~1.6Mpa；更优选地，所述外加压式储罐内的压力高于反应釜内压力为0.1Mpa。优选地，与第二介质侧机械密封腔相连的外部循环封液系统的外加压式储罐的压力比与第一介质侧机械密封腔相连的外部循环封液系统的外加压式储罐的压力高出0.01~1.0Mpa；更为优选，压力高出0.5Mpa。优选地，所述第一介质密封液和第二介质密封液采用反应溶剂，但不共用。优选地，轴承为无油自润滑轴承，材质为氧化锆或者氮化硅。优选地，搅拌轴的转速小于400rpm，更优选地，转速为200rpm。本专利技术的第二个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种反应釜搅拌轴的组合密封系统在中高压悬浮聚合反应釜中的应用。为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：根据前文所述的反应釜搅拌轴的组合密封系统在中高压悬浮聚合反应釜中的应用，所述中高压悬浮聚合反应釜内物料具有固体颗粒且原料单体易燃易爆、剧毒、腐蚀性。在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：优选地，所述中高压悬浮聚合反应釜内压力0.1~20Mpa，更优选为12Mpa。优选地，所述中高压悬浮聚合反应釜内的搅拌方式包括上搅拌、下搅拌。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果包括：1、本专利技术采用“磁力+机械”组合密封，能有效防止机械密封失效可能导致的物料泄露而引发的爆炸、中毒等安全生产事故，大大提高了安全性能。2、本专利技术在大气侧磁力密封结构和两端面介质侧机械密封结构的基础上，增加两套外部循环封液系统进行循环密封，用于阻封、润滑及冷却；且外部循环封液系统采用计量泵增压，控制第二介质侧机械密封腔的压力略高于第一介质侧机械密封腔的压力，第一介质侧机械密封腔的压力略高于反应釜内压力，使得反应系统在第一介质侧机械密封腔发生泄漏时可由第二介质侧机械密封腔提供应急保护密封；由于第二介质侧机械密封腔的应急保护功能启动，第一、第二介质侧机械密封腔的外部平衡罐液位、压力均将发生变化并由此产生报警，提示对该装置进行检修维保。3、本专利技术的外部循环封液系统设有液位计和液位报警器，压力表和压力报警器，有效保证组合密封系统的压力使用要求，大大提高了系统的稳定性。4、本专利技术的外部循环封液系统设有一、二级过滤器，用于固体颗粒的滤除，避免固体颗粒带入系统，保证系统的洁净度；且采用溶剂进行强制循环冷却，可有效降低系统中的固体颗粒或气泡对密封件的冲击磨损，大大提高组合机封的使用寿命；维护过程中仅需简单拆卸清洗过滤即可，检修工期短、检修内容简洁易操作。5、本专利技术所提供的大气侧磁力密封结构在其下端设有自润滑耐磨氧化锆轴承，具有耐磨、耐高转速、无油自润滑等优点，提高搅拌轴的动态稳定性，提高组合密封系统运转的稳定性。6、本专利技术所提供的组合密封系统稳定运行时间长，一般使用超过3年，且仅需半年开展一次清洗维修作业，而采用现有技术的机械密封或磁力密封，由于高压及高固含量体系的工艺特点，一般运行寿命不超过半年。附图说明图1为本专利技术所提供的反应釜搅拌轴的组合密封系统的结构示意图。图中：1-外磁驱动部；2-大气侧密封腔；3-内磁传动部；4-搅拌轴；5-第一法兰；6-第二法兰；7-第一介质侧机械密封腔；8-第二介质侧机械密封腔；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应釜搅拌轴的组合密封系统，其特征在于，所述反应釜搅拌轴的组合密封系统包括：外磁驱动部、大气侧磁力密封腔、内磁传动部和搅拌轴，所述外磁驱动部和内磁传动部从外向内依次套设于搅拌轴外侧以形成大气侧磁力密封结构，所述大气侧磁力密封结构的上、下侧分别设置有轴承；第一法兰、第二法兰、第一介质侧机械密封腔、第二介质侧机械密封腔、第一静环、第二静环、第一动环和第二动环，所述第二法兰、第二介质侧机械密封腔、第一法兰和第一介质侧机械密封腔在大气侧磁力密封结构的下部自上而下依次套设于搅拌轴外侧以形成介质侧第二机械密封结构和介质侧第一机械密封结构；介质侧第二机械密封结构位于所述大气侧磁力密封腔的下部，阻止所述第二介质侧机械密封腔内颗粒进入大气侧磁力密封腔内；所述第一介质侧机械密封腔的上端与第一法兰下端密封固连，第一静环、第二静环分别密封固设于第一法兰下端内侧和第二法兰下端内侧，位于第一介质侧机械密封腔外侧的第一动环的上端和第一静环的下端密封接触，位于第二介质侧机械密封腔外侧的第二动环的上端与第二静环的下端密封接触；第一动环固定在搅拌轴上，并置于反应釜中与物料接触。

【技术特征摘要】
1.一种反应釜搅拌轴的组合密封系统，其特征在于，所述反应釜搅拌轴的组合密封系统包括：外磁驱动部、大气侧磁力密封腔、内磁传动部和搅拌轴，所述外磁驱动部和内磁传动部从外向内依次套设于搅拌轴外侧以形成大气侧磁力密封结构，所述大气侧磁力密封结构的上、下侧分别设置有轴承；第一法兰、第二法兰、第一介质侧机械密封腔、第二介质侧机械密封腔、第一静环、第二静环、第一动环和第二动环，所述第二法兰、第二介质侧机械密封腔、第一法兰和第一介质侧机械密封腔在大气侧磁力密封结构的下部自上而下依次套设于搅拌轴外侧以形成介质侧第二机械密封结构和介质侧第一机械密封结构；介质侧第二机械密封结构位于所述大气侧磁力密封腔的下部，阻止所述第二介质侧机械密封腔内颗粒进入大气侧磁力密封腔内；所述第一介质侧机械密封腔的上端与第一法兰下端密封固连，第一静环、第二静环分别密封固设于第一法兰下端内侧和第二法兰下端内侧，位于第一介质侧机械密封腔外侧的第一动环的上端和第一静环的下端密封接触，位于第二介质侧机械密封腔外侧的第二动环的上端与第二静环的下端密封接触；第一动环固定在搅拌轴上，并置于反应釜中与物料接触。2.根据权利要求1所述的反应釜搅拌轴的组合密封系统，其特征在于，所述反应釜搅拌轴的组合密封系统还包括外部循环封液系统，所述外部循环封液系统沿冷却液流动方向依次设有补水容器、一级过滤器、计量泵、外加压式储罐、二级过滤器和循环泵，所述补水容器中的冷却液经过一级过滤器后由计量泵增压至外加压式储罐内，外加压式储罐内的冷却液经过二级过滤器后由循环泵输送至第一介质侧机械密封腔和第二介质侧机械密封腔内进行循环。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡凯瑞，郑刚，刘勇营，陈先进，
申请(专利权)人：中化蓝天氟材料有限公司，中化蓝天集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33