CN204025690U - 一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石墨导热膜生产装置技术领域，具体的说是一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，所述主轴上装有背环，背环靠近高压一侧开有环隙，环隙直径小于填料函的安装直径，环隙内的压力与容器内压力相等，背环装完后装支撑环，其结构简单，使用方便，可以起到密封效果，保证设备的正常工作，有非常好的实用价值。

Description

一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置

技术领域

本实用新型涉及石墨导热膜生产装置技术领域，具体的说是一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置。

背景技术

石墨导热膜炭化炉需要进行密封，目前密封装置形式很多，机械密封、填料密封、干气密封、磁力密封、迷宫密封等，在只有高压或者高温的情况下，这样的密封好用，如果高温高压同时存在，特别是温度超过300℃时就很难保证其性能。机械密封、干气密封、迷宫密封一般适用于高转速情况; 填料密封、磁力密封一般适用于中、低转速情况，磁力密封是一种无泄漏密封，但温度超过300℃时磁铁消磁很快;机械密封、干气密封需要润滑，温度超过250℃时，" 0”型橡胶密封圈就会焦化而失效。

在现有技术中，石墨导热膜炭化炉作为压力容器用的动密封填料箱的结构包括箱体，箱体中心是主轴，主轴周围设置软质填料，填料旁接加油管，填料的外侧设置冷却水箱和冷却水进出口，填料外端安装填料压盖，压盖由调节螺栓固定在箱体上，这种动密封填料箱耐压能力为0.6-1.2MPa，工作温度为150-250℃，只适用于低压容器，工作时需经常向填料箱加入润滑油，部分润滑油会顺着主轴间隙流入到容器内，污染物料，另外，润滑油油管易堵塞，会引起主轴表面磨损而失效。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款密封性能好，结构简单，可靠性强，安全性好的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，正是发明人所要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其结构简单，使用方便，可以起到密封效果，保证设备的正常工作，有非常好的实用价值。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，包括主轴、背环、填料函，所述主轴上装有背环，背环靠近高压一侧开有环隙，环隙直径小于填料函的安装直径，环隙内的压力与容器内压力相等，背环装完后装支撑环。

进一步，所述背环的环隙深度是0.5mm。

进一步，所述支撑环的材质是高强度碳纤维盘根。

进一步，所述支撑环外部设置有压环，压环一侧具有一定锥度，所述锥度e为1500。

进一步，所述压环外部设置有石墨填料盘根，所述石墨填料盘根是由交义编织的纯净优质石墨线制成。

进一步，所述石墨填料盘根外部设置有气体分布环，气体分布环周围均布有六个圆孔，六个圆孔使气体分布环均匀作用在填料与主轴上。

进一步，所述气体分布环上接进气口、出气口，进气口、出气口的压力高于容器内的压力0.1-0.5kPa。

进一步，所述气体分布环与支撑环和球面压环连接，球面压环相配对的是球面压盖，它们的接触面采用球面形式。 

进一步，所述球面压盖上采用碟簧的压盖螺栓。

本实用新型的有益效果是：

1、耐压耐温能力高:此装置工作压力为2.0-22MPa，在高压的同时，还可耐温为200--650℃，而现有的技术适用工作状态是: 1.0MPa ,450℃或5.0MPa, 250℃。

2、不采用水冷夹套:由于有的设备内物料在反应时温度不能降低，否则物料反应不能进行，这就对密封结构和材料的选取带来更高的要求，对于材料来说一般超过450℃，其机械和化学性能就会下降。

3、密封性能好:本装置采用超级石墨盘根，在非氧化环境下使用温度2760℃，承受转速23 m/s，耐化学腐蚀pH为0-14，具有耐温高、高传导率及自动自润滑性能使其在使用中基本对主车由不产生划痕。

4、受压均匀提高密封性能:本装置采用带有环隙的背环、球面压环、球面压盖，主要保证高压和低压两侧对填料压缩时均匀受压，并对填料起到自密封的作用，提高密封性能。

5、高压低温气体辅助密封: 一般充的气体为惰性气体，其压力一般高于容器内的压力0.15-0.5kPa，该气体的作用主要在于:一是对填料有冷却效果;二是使填料周围处于无氧环境，保护填料不被氧化;三是阻止容器内气体外泄。

6、自紧碟簧:球面压盖上采用带碟簧的压紧螺栓，主要承受机械冲击、压力波动或热胀冷缩，通过碟簧的弹性来补偿，确保填料受挤压，减小填料与主轴之问的问隙，提高密封效果。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

附图标记说明：1-主轴；2-背环；3-支撑环；4-压环；5-石墨填料盘根；6-气体分布环；7-球面压环；8-球面压盖；9-碟簧；10-压盖螺栓；11-填料函；12-进气口；13-出气口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

图1是本实用新型一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置结构示意图，包括主轴1、背环2，所述靠近高压侧的主轴1上装有背环2，背环2靠近高压一侧开有环隙，环隙直径小于填料函11的安装直径，使高压侧产生的压力可进入的环隙，环隙内的压力与容器内压力相等，这样对主轴1上填料函11产生一定推力，可起到自密封的作用，随压力的上升，密封效果更好。背环2装完后装支撑环3，支撑环3的材质是高强度碳纤维盘根，低模量碳纤维具有较高的韧性和较高的强度，克服了传统碳密封材料脆而易碎的缺点，支撑环不仅可以起到支撑作用，还对主轴起到密封作用，背环2的环隙深度是0. 5 mm。

支撑环3装完后装压环4，压环4一侧具有一定锥度，所述锥度e为1500，其作用在于:当密封材料被压紧时，力作用在压环4上，压环4上的锥度将力分解，使密封填料向主轴1方向压紧，起到很好的密封效果。

    压环4装完后装石墨填料盘根5，采用超级石墨盘根，在非氧化环境下，使用温度2760℃，承受转速23m/s，耐化学腐蚀pH 0-14,该盘根是由交义编织的纯净优质石墨线制成，能够把密封剂锁定在盘根问，可防止气体或液体透过盘根，再经过特殊的高温磨合润滑剂处理，采用这些特殊的牺牲型多温润滑剂可轻松地完成磨合过程，并迅速达到令人满意的泄漏率，一旦磨合润滑剂消耗完毕，所剩的超级石墨产品具有儿乎能抵挡所有化学品的耐化学性能，这种盘根的高传导率及白动白润滑性能使其在使用中基本对主轴不产生划痕。

石墨填料盘根5装完后装气体分布环6，该环周围开有均布的六个圆孔，六个圆孔使气体分布环6均匀作用在填料函11与主轴1上，气体分布环6上接进气口12、出气口13，充气的压力一般高于容器内的压力0.1-0.5kPa，如果容器内温度高于400℃时，一般充的气体为惰性气体，该气体的作用主要在于:一是对填料有冷却效果;二是使填料周围处于无氧环境，保护填料不被氧化;三是阻止容器内气体外泄，起到辅助密封作用。

    气体分布环6装完后装支撑环3和压环4，再装石墨填料盘根5和球面压环7。球面压环7相配对的是球面压盖8，它们的接触面采用球面形式，保证球面压盖8的作用力完全分布在球面压环7上，让被压填料均匀受压，起到更好的密封效果。

另外球面压盖8上采用碟簧9的压紧螺栓10，主要承受机械冲击、压力波动或热胀冷缩，通过碟簧9的弹性来补偿，确保填料受挤压，减小填料函11与主轴1之间的间隙，提高密封效果，该装置在工作压力为2.0-22MPa,温度为200~650℃时。

   在石墨导热膜生产的炭化炉上使用，炭化炉工作条件是:压力4. 4 M Pa、工作温度500℃，搅拌器转速20--40 r/ min，容器内的温度最低不能低于480℃，含少量粉尘和有毒气体，这种工况国内少有，只有在生物质气化方面用到，到目前为止未出现泄漏情况，也无需更换填料，采用碟簧9自紧无需人工预紧，减少劳动强度，这就说明了该密封装置适用于主轴为旋转或往复运动高温高压、无润滑、中、低转速的立式或卧式反应釜、热处理炉、炭化炉或其它带搅拌的压力容器上，它广泛应用于化工、医药、染料、橡胶等行业，是一种耐压耐温能力高，密封性能好，结构简单，可靠性强，安全性好的高温高压无润滑密封装置。

Claims (9)

1.一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：包括主轴、背环、填料函，所述主轴上装有背环，背环靠近高压一侧开有环隙，环隙直径小于填料函的安装直径，环隙内的压力与容器内压力相等，背环装完后装支撑环。

2.根据权利要求1所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述背环的环隙深度是0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述支撑环的材质是高强度碳纤维盘根。

4.根据权利要求1所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述支撑环外部设置有压环，压环一侧具有一定锥度，所述锥度e为1500。

5.根据权利要求4所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述压环外部设置有石墨填料盘根，所述石墨填料盘根是由交义编织的纯净优质石墨线制成。

6.根据权利要求5所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述石墨填料盘根外部设置有气体分布环，气体分布环周围均布有六个圆孔，六个圆孔使气体分布环均匀作用在填料与主轴上。

7.根据权利要求6所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述气体分布环上接进气口、出气口，进气口、出气口的压力高于容器内的压力0.1-0.5kPa。

8.根据权利要求6所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述气体分布环与支撑环和球面压环连接，球面压环相配对的是球面压盖，它们的接触面采用球面形式。

9.根据权利要求8所述的一种石墨导热膜炭化炉用高温高压无润滑密封装置，其特征在于：所述球面压盖上采用碟簧的压盖螺栓。