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第九章 搅拌器的机械设计 教学重点： 搅拌器的型式及选型 釜用机械密封基本结构 图9-13 机械密封的基本结构及组成 1、填料密封 特点： 结构简单，制造容易，适用于非腐蚀性和弱腐蚀性介质、 密封要求不高、并允许定期维护的搅拌设备。 填料密封的结构及工作原理 组成： 底环、本体、油环、填料、螺柱、压盖及油杯等。 工作原理 在压盖压力作用下，装在搅拌轴与填料箱本体之间的填料，对搅拌轴表面产生径向压紧力。 填料中含有润滑剂，在对搅拌轴产生径向压紧力的 同时，形成一层极薄的液膜，一方面使搅拌轴得到 润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体 的渗入，达到密封的目的。 存在问题 填料中的润滑剂会在运转中不断消耗，通过设置在填料中间的油环向填料内加油，保持润滑。 填料密封不可能绝对不漏。增加压紧力，填料紧压在转动轴上，会加速轴与填料间的磨损，使密封更快失效。 在操作过程中应适当调整压盖的压紧力，并需定期更换填料。 图9-10 填料密封的结构 1—压盖 2—双头螺柱 3—螺母 4—垫圈 5—油杯 6—油环 7—填料 8—本体 9—底环 填料密封箱的特点 b. 成型环状填料 盘状填料装配时尺寸公差很难保证，填料压紧后不能 完全保证每圈都与轴均匀良好接触，受力状态不好， 易造成填料密封失效而泄漏。采用具有一定公差的成 型环状填料，密封效果可大为改善。填料一般在裁 剪、压制成填料环后使用。 成型环状填料的形状见图8—34。 在填料箱的压盖上设置衬套，可提高装配精度，使轴有良好对中，填料压紧时受力均匀，保证填料密封在良好条件下进行工作。 图9-11 压制成型填料 当旋转轴线速度大于1m/s时，摩擦热大，填料 寿命会降低，轴也易烧坏。 措施： 提高轴表面硬度和加工精度，提高填料自 润滑性能，如在轴表面堆焊硬质； 合金或喷涂陶瓷或采用水夹套等。轴表面 的粗糙度应控制在0.8-0.2μm。 填料密封的选用 b. 根据填料的性能选用： 当密封要求不高时，选用一般石棉或油浸石棉填 料，当密封要求较高时，选用膨体聚四氟乙烯、 柔性石墨等填料。各种填料材料的性能不同，按 表8-13选用。 根据设计压力、设计温度及介质腐蚀性选用当介 质为非易燃、易爆、有毒的一般物料且压力不高 时，按表8－12选用填料密封。 －20～300 －0.03～1.6 1.6 ≤200 －0.03～0.6 0.6 ＜1 ＜200 ＜0.1 常压 不锈钢填料箱 －20～300 －0.03～1.6 1.6 ≤200 －0.03～0.6 0.6 ＜1 ＜200 ＜0.1 常压 碳钢填料箱 转轴线速度/ (m/s) 允许温度范围/℃ 允许压力范围/MPa (负值指真空) 公称压力/MPa 材料 表9-4 标准填料箱的允许压力、温度 表9-5 填料材料的性能 强酸、强碱、有机溶液 2 4 250 膨体聚四氟乙烯石墨盘根 醋酸、硼酸、柠檬酸、盐酸、硫化氢、乳酸、硝酸、硫酸、硬脂酸、 水钠、溴、矿物油料、汽油、二甲苯、四氯化碳等 2 20 250～300 柔性石墨填料 弱酸、强碱、各种有机溶剂、液氨、海水、纸浆废液等 2 30 300 石棉线或石棉线与尼龙线浸渍聚四氟乙烯填料 酸碱、强腐蚀性溶液、化学试剂等 1 25 260 聚四氟乙烯石棉盘根 强酸、强碱、有机溶剂 2 30 250 聚四氟乙烯纤维编结填料 蒸汽、空气、工业用水、重质石油产品、弱酸液等 6 450 油浸石棉填料 适用条件（接触介质） 线速度/(m/s) 介质极限压力/MPa 介质极限温度/0C 填料名称 2、机械密封 把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静 环两个端面的相互贴合，并作相对运动达到密封 的装置，又称端面密封。 泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用寿命长， 在搅拌反应器中得到广泛地应用。 定义： 特点： 由固定在轴上的动环及弹簧压紧装置、固定在设备上的静环以及辅助密封圈组成。 机械密封的结构及工作原理 结构 1—弹簧； 2—动环； 3—静环 图9-12 机械密封结构 * 一、作用 1、使物料 混合均匀 第一节 概述 2、强化传热、传质 使气体在液相中很好地分散 使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮 使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化 强化相间的传质（如吸收等） 强化传热 1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置 图9-1　搅拌设备结构图 二、结构 搅拌设备 搅拌装置 轴封 搅拌罐 罐体 附件 搅拌轴 搅拌器 传动装置 第二节 搅拌器的型式及选型 一、常见型式 二、搅