CN108993353B - 具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床 - Google Patents
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Abstract
具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，包括：壳体，上端中部设有可与其内腔连通的气体出口管和液体入口管，液体入口管下端间隔设置喷液孔，壳体的下部一侧设有气体入口管，另一侧设有液体出口管；至少一套同心圈转子，装于壳体内腔内；传动装置，包括传动轴，传动轴上端从壳体底部插入壳体内腔，二者密封转动连接；以及至少一套离心液环动密封装置，置于壳体内腔，包括动密封机构和冷却机构，动密封机构固装在同心圈转子的上端面，冷却机构设置在动密封机构内部。本发明的有益效果是：动密封性能良好，结构简单，不产生磨损，尤其密封液可以被冷却，因而密封液不会温度升高而大量挥发，故动密封始终不会失效。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床。
背景技术
化工过程强化是通过采用新设备和新工艺显著提高传递过程速率，达到大幅度减小设备尺寸或提高产能、降低能耗的技术。超重力化工过程强化技术在20世纪70年代出现。该技术利用转子高速旋转产生强大的离心力场，液体在离心力场中受到巨大的剪切力而形成微米级的液膜、液滴和液丝，并产生快速更新的相界面，处于高分散和强湍流中的气液两相的相间传质过程得到高度的强化。超重力技术发展迅速，不同种类的超重力旋转床相继问世，已经广泛应用于精馏、吸收、解吸、纳米材料制备、强化除尘过程和多孔分子筛制备等领域。中国专利200710157094.3公开的同心圈超重力旋转床具有结构简单、压降低、效率高、转子旋转功耗小等优点。同心圈超重力旋转床相对于传统的板式塔和填料塔等静设备而言属于高速旋转动设备，在转子上端面和壳体上部内壁之间需要气体动密封装置，防止壳体内的气体走短路而直接进入气体出口管，从而降低旋转床传质效率。目前，主要的气体动密封装置有迷宫动密封专利号200910066851.5，机械动密封专利号200310103434.6，填料函动密封专利号200920217341.9，离心液环动密封专利号200410073624.2，201010124918.9，201220194690.5，迷宫离心液环动密封201320608874.6。超重力旋转床在转子上端面和壳体上部内壁之间的气体动密封装置具有密封装置直径大和密封装置旋转线速度高的特点，目前专利公开的这些动密封装置用于超重力旋转床上或密封性能变差导致气体走短路严重，或密封液高速旋转而发热且温度升高导致密封液大量挥发而使动密封失效，或动密封装置结构复杂而使超重力旋转床的制造成本急剧增大，或动密封装置磨损严重而导致动密封装置寿命短。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种动密封性能良好，密封液不会温度升高而大量挥发而导致动密封失效的具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床。
本发明所述的具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，其特征在于：包括：
壳体，上端中部设有可与其内腔连通的气体出口管和液体入口管，液体入口管下端间隔设置喷液孔，壳体的下部一侧设有气体入口管，另一侧设有液体出口管；
至少一套同心圈转子，装于壳体内腔内，其中心设有供液体入口管下端插入的离心凹腔，底部安装在伸入壳体内腔的传动装置的传动轴上，用于产生离心力；
传动装置，包括传动轴，传动轴上端从壳体底部插入壳体内腔，二者密封转动连接，用于驱动同心圈转子绕传动轴周向旋转以产生离心力；
以及至少一套离心液环动密封装置，置于壳体内腔，包括动密封机构和冷却机构，动密封机构固装在同心圈转子的上端面，冷却机构设置在动密封机构内部，用于密封的同时对同心圈转子降温。
所述动密封机构包括空心静盘、空心动盘、围堰以及密封液，空心动盘底部密封固装在同心圈转子的上端面上，并随同心圈转子同步转动；空心动盘的顶部设有供空心静盘部分插入的开口，并与空心静盘插入其内腔的部分间隙配合；围堰置于空心动盘内，并密封固装在同心圈转子的上端面；所述空心静盘顶部与壳体顶板或串联的上层同心圈转子下端面密封固接，其内腔用于安装冷却机构；空心静盘、空心动盘以及围堰同轴设置，其中空心动盘与围堰围成用于容纳密封液的离心腔，用于实现空心静盘与空心动盘之间的动密封。
所述空心动盘为倒L型结构，所述空心静盘为L型结构，其中空心静盘的水平部落入空心动盘内腔，其竖直部顶端从空心动盘顶部的开口伸出后与壳体内顶板密封或或串联的上层同心圈转子下端面密封固接。
所述围堰的顶端超出空心静盘水平部最低端。
密封液被甩至空心动盘侧壁时，密封液浸没空心静盘的水平部端部，即在空心静盘和空心动盘之间的上空隙以及在空心静盘、转子上端面和围堰之间的下空隙处均填充密封液。
冷却机构包括冷却液进口管和冷却液出口管，冷却液进口管一端伸入空心静盘内部，另一端从壳体顶部伸出后与供液设备相连通；冷却液出口管一端嵌密封装在壳体顶板上并与空心静盘内腔连通，另一端位于壳体外部，用于排出冷却液。
空心静盘的外直径为同心圈转子外直径的0.001～3倍，静盘空腔的轴向总高度为同心圈转子轴向高度的0.001～10倍。
所述空心静盘内表面粗糙或具有沟槽。
所述密封液为原料液或外加液体，其中所述外加液体为液态金属、水以及油中的两种或两种以上的混合液、熔融体或悬浮液。
本发明的有益效果是：本发明的结构动密封性能良好，结构简单，不产生磨损，尤其密封液可以被冷却，因而密封液不会温度升高而大量挥发，故动密封始终不会失效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为本发明的结构示意图二。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
参照附图：
实施例1本发明所述的具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，包括：
壳体6，上端中部设有可与其内腔连通的气体出口管8和液体入口管9，液体入口管9下端间隔设置喷液孔2，壳体6的下部一侧设有气体入口管15，另一侧设有液体出口管3；
至少一套同心圈转子4，装于壳体6内腔内，其中心设有供液体入口管9下端插入的离心凹腔，底部安装在伸入壳体6内腔的传动装置的传动轴1上，用于产生离心力；
传动装置，包括传动轴1，传动轴上端从壳体底部插入壳体6内腔，二者密封转动连接，用于驱动同心圈转子绕传动轴周向旋转以产生离心力；
以及至少一套离心液环动密封装置12，置于壳体6内腔，包括动密封机构和冷却机构，动密封机构固装在同心圈转子的上端面，冷却机构设置在动密封机构内部，用于密封的同时对同心圈转子降温。
所述动密封机构包括空心静盘11、空心动盘13、围堰16以及密封液14，空心动盘13底部密封固装在同心圈转子4的上端面5上，并随同心圈转子4同步转动；空心动盘13的顶部设有供空心静盘部分插入的开口，并与空心静盘11插入其内腔的部分间隙配合；围堰置于空心动盘内，并密封固装在同心圈转子4的上端面；所述空心静盘11顶部与壳体6顶板或串联的上层同心圈转子下端面密封固接，其内腔用于安装冷却机构；空心静盘11、空心动盘13以及围堰16同轴设置，其中空心动盘与围堰围成用于容纳密封液的离心腔，用于实现空心静盘与空心动盘之间的动密封。
所述空心动盘13为倒L型结构，所述空心静盘11为L型结构，其中空心静盘11的水平部落入空心动盘内腔，其竖直部顶端从空心动盘顶部的开口伸出后与壳体内顶板密封或或串联的上层同心圈转子下端面密封固接。
所述围堰16的顶端超出空心静盘水平部最低端。
密封液14被甩至空心动盘侧壁时，密封液浸没空心静盘的水平部端部，即在空心静盘和空心动盘之间的上空隙以及在空心静盘、转子上端面和围堰之间的下空隙处均填充密封液。
冷却机构包括冷却液进口管10和冷却液出口管7，冷却液进口管一端伸入空心静盘内部，另一端从壳体顶部伸出后与供液设备相连通；冷却液出口管一端嵌密封装在壳体顶板上并与空心静盘内腔连通，另一端位于壳体外部，用于排出冷却液。
空心静盘的外直径为同心圈转子外直径的0.001～3倍，静盘空腔的轴向总高度为同心圈转子轴向高度的0.001～10倍。
所述空心静盘内表面粗糙或具有沟槽17。
所述密封液14为原料液或外加液体，其中所述外加液体为液态金属、水以及油中的两种或两种以上的混合液、熔融体或悬浮液。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，其特征在于：包括：
壳体，上端中部设有可与其内腔连通的气体出口管和液体入口管，液体入口管下端间隔设置喷液孔，壳体的下部一侧设有气体入口管，另一侧设有液体出口管；
至少一套同心圈转子，装于壳体内腔内，其中心设有供液体入口管下端插入的离心凹腔，底部安装在伸入壳体内腔的传动装置的传动轴上，用于产生离心力；
传动装置，包括传动轴，传动轴上端从壳体底部插入壳体内腔，二者密封转动连接，用于驱动同心圈转子绕传动轴周向旋转以产生离心力；
以及至少一套离心液环动密封装置，置于壳体内腔，包括动密封机构和冷却机构，动密封机构固装在同心圈转子的上端面，冷却机构设置在动密封机构内部，用于密封的同时对同心圈转子降温；
所述动密封机构包括空心静盘、空心动盘、围堰以及密封液，空心动盘底部密封固装在同心圈转子的上端面上，并随同心圈转子同步转动；空心动盘的顶部设有供空心静盘部分插入的开口，并与空心静盘插入其内腔的部分间隙配合；围堰置于空心动盘内，并密封固装在同心圈转子的上端面；所述空心静盘顶部与壳体顶板或串联的上层同心圈转子下端面密封固接，其内腔用于安装冷却机构；空心静盘、空心动盘以及围堰同轴设置，其中空心动盘与围堰围成用于容纳密封液的离心腔，用于实现空心静盘与空心动盘之间的动密封；
所述空心动盘为倒L型结构，所述空心静盘为L型结构，其中空心静盘的水平部落入空心动盘内腔，其竖直部顶端从空心动盘顶部的开口伸出后与壳体内顶板密封或串联的上层同心圈转子下端面密封固接；
密封液被甩至空心动盘侧壁时，密封液浸没空心静盘的水平部端部，即在空心静盘和空心动盘之间的上空隙以及在空心静盘、转子上端面和围堰之间的下空隙处均填充密封液；
冷却机构包括冷却液进口管和冷却液出口管，冷却液进口管一端伸入空心静盘内部，另一端从壳体顶部伸出后与供液设备相连通；冷却液出口管一端嵌密封装在壳体顶板上并与空心静盘内腔连通，另一端位于壳体外部，用于排出冷却液。
2.如权利要求1所述的具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，其特征在于：所述围堰的顶端超出空心静盘水平部最低端。
3.如权利要求1所述的具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，其特征在于：空心静盘的外直径为同心圈转子外直径的0.001～3倍，静盘空腔的轴向总高度为同心圈转子轴向高度的0.001～10倍。
4.如权利要求1所述的具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，其特征在于：所述空心静盘内表面粗糙或具有沟槽。
5.如权利要求1所述的具有冷却式离心液环动密封装置的同心圈超重力旋转床，其特征在于：所述密封液为原料液或外加液体，其中所述外加液体为液态金属、水以及油中的两种或两种以上的混合液、熔融体或悬浮液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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