CN113426375A - 一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其转动密封于反应釜的转轴上，包括冷却法兰座，其套设于转轴底部，且固定于反应釜的釜口法兰上方，用于阻隔反应釜向上传递的热量；介质端静环座固定于冷却法兰座顶部；双端面机械密封部通过密封座设置于介质端静环座顶部；密封座顶部固定有大气端静环座，大气端静环座、密封座、双端面机械密封部及介质端静环座内部形成密封腔；平衡罐第一端口通过管路连接至反应釜，其第二端口通过管路连接密封腔的封液进口，其第三端通过管路连接密封腔的封液出口，保持反应釜、平衡罐及密封腔内压力平衡。平衡罐与釜内和机械密封内部相通，保证机械密封双端面内部压力与反应釜内压力一致，延长密封寿命。

Description

一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置

技术领域

本发明涉及反应釜密封技术领域，更具体的说是涉及一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置。

背景技术

铬盐是重要的无机化工产品，广泛应用于化工、轻工、冶金、防治、机械等行业。氧化反应釜作为新一代“铬铁碱溶氧化制铬酸钠”的关键设备，现有的密封一般采用磁力密封，反应过程中需要通入高纯氧，反应自身又产生大量氢气，在高温高压下，反应进行到3-10小时，釜内就会发生爆炸，导致磁力密封的内磁钢和轴承损坏，使得整个反应过程终止，无法满足正常生产的需求。

因此，如何提供一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提出一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，解决了现有磁力密封因爆炸而失效的问题。

本发明提供了一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其转动密封于反应釜的转轴上，包括：

冷却法兰座，所述冷却法兰座套设于所述转轴底部，且固定于所述反应釜的釜口法兰上方，用于阻隔反应釜向上传递的热量；

介质端静环座，所述介质端静环座固定于所述冷却法兰座顶部；

双端面机械密封部，所述双端面机械密封部通过密封座设置于所述介质端静环座顶部；

大气端静环座，所述密封座顶部固定有所述大气端静环座，所述大气端静环座、所述密封座、所述双端面机械密封部及所述介质端静环座内部形成密封腔；以及

平衡罐，所述平衡罐第一端口通过管路连接至反应釜，其第二端口通过管路连接所述密封腔的封液进口，其第三端通过管路连接所述密封腔的封液出口，保持反应釜、所述平衡罐及所述密封腔内压力平衡。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，平衡罐与釜内和机械密封内部相通，保证机械密封双端面内部压力与反应釜内压力一致，延长密封寿命。

进一步地，所述冷却法兰座内部具有夹套，所述冷却法兰座上开设有与所述夹套连通的冷却水进口和冷却水出口。

进一步地，所述冷却法兰座与所述转轴之间设置有节流套。

进一步地，所述介质端静环座内部设置有向上凸起的环形凸台，所述转轴对应所述环形凸台位置设置有向下凹陷的环形凹槽，所述环形凸台与所述环形凹槽插接形成一定浮动间隙；所述介质端静环座上一侧开设有冲洗液进口，所述封液进口设置于所述介质端静环座另一侧。

进一步地，所述大气端静环座上开设有用于监测所述密封腔压力的监测口；所述封液出口设置于所述大气端静环座上，且与所述监测口错开布置。

进一步地，所述双端面机械密封部包括大气端静环、介质端静环、介质端动环及大气端动环，所述介质端静环固定于所述介质端静环座顶部，所述大气端静环固定于所述大气端静环座底部，所述介质端动环和所述大气端动环通过螺钉固定于所述转轴上。

进一步地，所述双端面机械密封部和所述密封座之间盘设有冷凝管，所述双端面机械密封部上设置有与所述冷凝管连通的冷凝液进口及冷凝液出口。机械密封的密封座上设计有冲洗冷却装置，确保可燃爆的氢气和氧气不能到达密封端面，解决氢气和氧气在密封底部的燃爆问题。彻底解决原有磁力密封因爆炸而失效等问题。

进一步地，所述大气端静环座与所述转轴之间布置有保护密封件，所述转轴对应所述保护密封件处安装有密封轴套，所述密封轴套与所述保护密封件形成紧急密封装置。

进一步地，所述平衡罐第一端口、第二端口及第三端口对应的管路上均安装有常开阀门，且在其第一端口对应的管路上延伸出一个泄压管路，所述泄压管上设置有常闭阀门。

进一步地，所述大气端静环座顶部固定有轴承座，所述轴承座与所述转轴之间自上而下安装有角接触圆锥滚子轴承及深沟球轴承；所述轴承座对应轴承孔位置开设有润滑加注通道，所述润滑加注通道连接有竖直布置的液位油杯；所述轴承座外壁上设有环形水流通道，所述水流通道具有冷却进口及冷却出口。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置的结构示意图；

图2附图示出了本发明提供的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置的部分结构示意图；

图3附图示出了图2中的A部放大示意图；

图4附图示出了保护密封件的结构示意图；

图5附图示出了节流套的示意图；

图中：100-转轴，101-密封轴套，200-冷却法兰座，201-冷却水进口，202-冷却水出口，203-节流套，2031-阻尼弹簧，300-介质端静环座，301-封液进口，302-环形凸台，303-冲洗液进口，400-双端面机械密封部，401-密封座，402-大气端静环，403-介质端静环，404-介质端动环，405-大气端动环，406-冷凝管，407-冷凝液进口，408-冷凝液出口，500-大气端静环座，501-封液出口，502-监测口，503-保护密封件，5031-储能密封圈，5032-上端盖，5033-螺钉，5034-下端盖，5035-骨架油封，5036-U型弹簧，600-平衡罐，601-常开阀门，602-常闭阀门，700-轴承座，701-角接触圆锥滚子轴承，702-深沟球轴承，703-润滑加注通道，704-液位油杯，705-水流通道，706-冷却进口，707-冷却出口，800-轴承压盖，801-排气孔，802-滑块，803-压缩弹簧。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见附图1-3，本发明实施例公开了一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其转动密封于反应釜的转轴100上，包括：冷却法兰座200，所述冷却法兰座200套设于所述转轴100底部，且固定于所述反应釜的釜口法兰上方，用于阻隔反应釜向上传递的热量；介质端静环座300，所述介质端静环座300固定于所述冷却法兰座200顶部；双端面机械密封部400，所述双端面机械密封部400通过密封座401设置于所述介质端静环座300顶部；大气端静环座500，所述密封座401顶部固定有所述大气端静环座500，所述大气端静环座500、所述密封座401、所述双端面机械密封部400及所述介质端静环座300内部形成密封腔；以及平衡罐600，所述平衡罐600第一端口通过管路连接至反应釜，其第二端口通过管路连接所述密封腔的封液进口301，其第三端通过管路连接所述密封腔的封液出口501，保持反应釜、所述平衡罐600及所述密封腔内压力平衡。本发明公开提供了一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，平衡罐与釜内和机械密封内部相通，保证机械密封双端面内部压力与反应釜内压力一致，延长密封寿命。

参见附图2，所述冷却法兰座200内部具有夹套，所述冷却法兰座200上开设有与所述夹套连通的冷却水进口201和冷却水出口202。用于隔绝反应釜内的热量，防止热量传递到上部机械密封位置，起到保护机械密封装置作用。

有利的是，在本发明的一个实施例中，参见附图2和5，所述冷却法兰座200与所述转轴100之间设置有节流套203。节流套与转轴接触的内孔开有矩形的环形齿2031，节流套的矩形齿内孔与转轴外圆齿为过渡配合，间隙很小，当液体通过间隙很小的缝隙的时候，无法快速通过，相当于阀门开得很小，液体通过很少，矩形齿相当于节流环，并具有阻流的作用，即可控制从介质端静环座上通入釜内的冲洗液，由于通过节流环的冲洗液只能从釜内上部往下流入，即可起到阻止下部杂质向上移动，起到阻止釜内粉尘杂质窜入到釜上部的机械密封端面目的，在矩形齿顶部对应设置有阻尼弹簧2032，进一步增加液体进入阻力。

更有利的是，所述介质端静环座300内部设置有向上凸起的环形凸台302，所述转轴100对应所述环形凸台302位置设置有向下凹陷的环形凹槽，所述环形凸台302与所述环形凹槽插接形成一定浮动间隙；所述介质端静环座300上一侧开设有冲洗液进口303，所述封液进口301设置于所述介质端静环座300另一侧。环形凸台和环形凹槽两者之间没有直接接触，从介质端静环座上的冲洗液进口通入的冲洗液在介质端静环座、双端面机械密封形成的液位池内填满液体，使得釜内容易爆炸的氢气和氧气不能到达机械密封端面，通过静环座上的冲洗液进入到凹槽内，一方面降低氢气和氧气的浓度，另一方面降低氢气和氧气的温度，通过这种方法可阻止气体到达爆炸的极限，解决氢气和氧气在密封底部的燃爆问题。

参见附图2，所述大气端静环座500上开设有用于监测所述密封腔压力的监测口502；所述封液出口501设置于所述大气端静环座500上，且与所述监测口502错开布置。机械密封的封液从介质端静环座流入，从大气端静环座流出，对机械密封起到润滑和冷却作用。监测口可以随时监测密封的运行状态和泄漏情况。

参见附图3，所述双端面机械密封部400包括大气端静环402、介质端静环403、介质端动环404及大气端动环405，所述介质端静环403固定于所述介质端静环座300顶部，所述大气端静环402固定于所述大气端静环座500底部，所述介质端动环404和所述大气端动环405通过螺钉固定于所述转轴100上。

在本发明的实施例中，所述双端面机械密封部400和所述密封座401之间盘设有冷凝管406，所述双端面机械密封部400上设置有与所述冷凝管406连通的冷凝液进口407及冷凝液出口408；用于带走机械密封产生的热量。

在本发明的另一个实施例中，所述大气端静环座500与所述转轴100之间布置有保护密封件503，所述转轴100对应所述保护密封件503处安装有密封轴套101，所述密封轴套101与所述保护密封件503形成紧急密封装置。保护密封件为组合件，由储能密封圈5031、U型弹簧5036，上端盖5032、下端盖5034、螺钉5033及骨架油封5035等组成，如图4所示，储能密封圈5031安装在上端盖5032和下端盖5034之间，通过螺钉5033锁紧，储能密封圈5031为U型口设计，U型唇口内部安装有U型弹簧5036，U型唇边依靠U型弹簧5036贴合在密封轴套101上，在密封介质的作用下，可起到高压密封的作用，上端盖5032、下端盖5034扣合后安装在大气端静环座500与所述转轴100之间，保护密封件用于在机械密封失效的情况下，在釜内压力的作用下，可以克服上面U型弹簧的作用力，与密封轴套形成一个紧急密封装置，防止釜内介质的泄漏。

在本发明的另一些实施例中，所述平衡罐600第一端口、第二端口及第三端口对应的管路上均安装有常开阀门601，且在其第一端口对应的管路上延伸出一个泄压管路，所述泄压管上设置有常闭阀门602。

在本发明的另一些实施例中，所述大气端静环座500顶部固定有轴承座700，所述轴承座700与所述转轴100之间自上而下安装有角接触圆锥滚子轴承701及深沟球轴承702，轴承用于保证双端面机械密封和保护密封的安装精度；所述轴承座700对应轴承孔位置开设有润滑加注通道703，所述润滑加注通道703连接有竖直布置的液位油杯704，用于加注和显示轴承液位情况；所述轴承座700外壁上设有环形水流通道705，所述水流通道705具有冷却进口706及冷却出口707。水流通道的作用是带走轴承运行过程中产生的热量，防止轴承因温度过高而失效。

轴承座顶部具有轴承压盖800，轴承压盖上具有排气孔801，用于排出轴承腔室的气体。轴承压盖下方设计有滑块802，滑块为矩形块，直接通过螺钉连接在轴承压盖上，轴承压盖上的压缩弹簧803作用在滑块上，此处压缩弹簧的作用，保证角接触圆锥滚子轴承端面受力，避免轴承打滑。

转轴顶部锁紧有联轴器，然后与搅拌电机减速机相连。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其转动密封于反应釜的转轴(100)上，其特征在于，包括：

冷却法兰座(200)，所述冷却法兰座(200)套设于所述转轴(100)底部，且固定于所述反应釜的釜口法兰上方，用于阻隔反应釜向上传递的热量；

介质端静环座(300)，所述介质端静环座(300)固定于所述冷却法兰座(200)顶部；

双端面机械密封部(400)，所述双端面机械密封部(400)通过密封座(401)设置于所述介质端静环座(300)顶部；

大气端静环座(500)，所述密封座(401)顶部固定有所述大气端静环座(500)，所述大气端静环座(500)、所述密封座(401)、所述双端面机械密封部(400)及所述介质端静环座(300)内部形成密封腔；以及

平衡罐(600)，所述平衡罐(600)第一端口通过管路连接至反应釜，其第二端口通过管路连接所述密封腔的封液进口(301)，其第三端通过管路连接所述密封腔的封液出口(501)，保持反应釜、所述平衡罐(600)及所述密封腔内压力平衡。

2.根据权利要求1所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述冷却法兰座(200)内部具有夹套，所述冷却法兰座(200)上开设有与所述夹套连通的冷却水进口(201)和冷却水出口(202)。

3.根据权利要求1所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述冷却法兰座(200)与所述转轴(100)之间设置有节流套(203)。

4.根据权利要求1所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述介质端静环座(300)内部设置有向上凸起的环形凸台(302)，所述转轴(100)对应所述环形凸台(302)位置设置有向下凹陷的环形凹槽，所述环形凸台(302)与所述环形凹槽插接形成一定浮动间隙；所述介质端静环座(300)上一侧开设有冲洗液进口(303)，所述封液进口(301)设置于所述介质端静环座(300)另一侧。

5.根据权利要求4所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述大气端静环座(500)上开设有用于监测所述密封腔压力的监测口(502)；所述封液出口(501)设置于所述大气端静环座(500)上，且与所述监测口(502)错开布置。

6.根据权利要求4所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述双端面机械密封部(400)包括大气端静环(402)、介质端静环(403)、介质端动环(404)及大气端动环(405)，所述介质端静环(403)固定于所述介质端静环座(300)顶部，所述大气端静环(402)固定于所述大气端静环座(500)底部，所述介质端动环(404)和所述大气端动环(405)通过螺钉固定于所述转轴(100)上。

7.根据权利要求4所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述双端面机械密封部(400)和所述密封座(401)之间盘设有冷凝管(406)，所述双端面机械密封部(400)上设置有与所述冷凝管(406)连通的冷凝液进口(407)及冷凝液出口(408)。

8.根据权利要求5所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述大气端静环座(500)与所述转轴(100)之间布置有保护密封件(503)，所述转轴(100)对应所述保护密封件(503)处安装有密封轴套(101)，所述密封轴套(101)与所述保护密封件(503)形成紧急密封装置。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述平衡罐(600)第一端口、第二端口及第三端口对应的管路上均安装有常开阀门(601)，且在其第一端口对应的管路上延伸出一个泄压管路，所述泄压管上设置有常闭阀门(602)。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种铬铁碱氧化反应釜用高压机械密封装置，其特征在于，所述大气端静环座(500)顶部固定有轴承座(700)，所述轴承座(700)与所述转轴(100)之间自上而下安装有角接触圆锥滚子轴承(701)及深沟球轴承(702)；所述轴承座(700)对应轴承孔位置开设有润滑加注通道(703)，所述润滑加注通道(703)连接有竖直布置的液位油杯(704)；所述轴承座(700)外壁上设有环形水流通道(705)，所述水流通道(705)具有冷却进口(706)及冷却出口(707)。

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