反應釜是化工、化纖、石油化工、制(zhì)藥等生(shēng)産過程的關鍵設備之一。它與泵和(hé)其他旋轉機械相比，具有(yǒu)獨特的使用條件與操作(zuò)特點，因此，釜用機械密封雖然與泵用機械密封作(zuò)用原理(lǐ)相同，但(dàn)釜用機械由于其特殊性而自成體(tǐ)系。
反應釜一般由釜體(tǐ)、攪拌器(qì)、傳動機構和(hé)軸封裝置四部分組成。攪拌軸的安裝形式有(yǒu)頂部插入式、底部插入式和(hé)側插入式。因反應釜內(nèi)發生(shēng)化學反應，會(huì)引起壓力、溫度及物料形态的變化，故反應釜的機械密封的使用工況條件最為(wèi)惡劣。
1.反應釜密封裝置的特點
了解不同類型的反應釜的特點，才能掌握設計(jì)機械密封的要點。
1.1攪拌軸側插入式反應釜
從潤滑角度來(lái)說，這類反應釜用機械密封一般不會(huì)出現潤滑不良問題，釜內(nèi)介質的液面必須保持一定的高(gāo)度。軸從一側伸出的反應釜，軸處于懸臂狀态，故容易産生(shēng)振動，而機械密封對振動又比較敏感。若軸從兩側伸出，軸必須與釜體(tǐ)上(shàng)的支撐裝置對中，而滿足這一要求是較困難的，因此軸與釜之間(jiān)的平衡非常複雜。在操作(zuò)溫度變化大(dà)的情況下，軸的伸縮量大(dà)，過大(dà)的伸縮量若全部由機械密封來(lái)承受，機械密封就容易失效。然而這類釜的轉速不高(gāo)，隻要采取相應的措施，這一問題是可(kě)以得(de)到解決的。
1.2攪拌軸底部插入式反應釜
聚合反應釜己逐漸向大(dà)容積方向發展，它的攪拌軸也由頂部插入式向底部插入式轉變。底部插入式反應釜的特點在于攪拌軸短(duǎn)，軸所受的彎曲應力小(xiǎo)，所以計(jì)算(suàn)軸徑小(xiǎo)，省工、省料。短(duǎn)軸比長軸的剛性好，變形小(xiǎo)。但(dàn)密封處于釜的底部，盡管可(kě)以确保密封的潤滑，然而由于固體(tǐ)雜質容易沉積在密封周圍，使摩擦端面産生(shēng)磨粒磨損，且易造成運動部件阻塞結垢。在這種情況下，機械密封總是受液體(tǐ)的壓力作(zuò)用，在需要修理(lǐ)或更換密封時(shí)，必須排空(kōng)釜內(nèi)的物料。當物料為(wèi)高(gāo)粘度的聚合物時(shí)，完全排空(kōng)是比較困難的。為(wèi)此，需要對機械密封進行(xíng)特殊設計(jì)，同時(shí)采用特殊的措施，才能期望密封具有(yǒu)良好的工作(zuò)性能和(hé)便于檢修。
1.3攪拌軸頂部插入式反應釜
頂部插入式攪拌軸反應釜應用最為(wèi)廣泛，其密封所遇到的問題與前述不同。
①因密封置于釜的上(shàng)部，處于氣相空(kōng)間(jiān)中(物料滿釜時(shí)才是液相)，則釜用機械密封所密封的介質大(dà)部分是氣體(tǐ)而不是液體(tǐ)。這樣，從密封端面的工作(zuò)條件看，與泵用密封相比，潤滑條件差，易處于幹摩擦狀态，造成端面磨損，故需要采用一定的潤滑冷卻方法。同時(shí)由于氣體(tǐ)滲漏性強，因此，對石墨環等空(kōng)隙率大(dà)的材料，除水(shuǐ)壓試驗外，還(hái)要增加氣密性試驗的要求。
②反應釜由于工藝條件的變化，壓力、溫度往往不是恒定的，經常波動。因而設計(jì)時(shí)應保證當壓力波動(高(gāo)壓操作(zuò)、低(dī)壓操作(zuò)及真空(kōng)操作(zuò))時(shí)也能滿足使用要求。
③頂部插入垂直安裝的攪拌軸，下端帶有(yǒu)攪拌，常處于懸臂狀态，由于長徑比大(dà)，加工和(hé)安裝精度不易保證，易産生(shēng)較大(dà)的撓曲。且運行(xíng)時(shí)，由于攪拌葉不均勻;液面太低(dī)或有(yǒu)禍流;進料不均，或反應沒控制(zhì)好;壓力與溫度波動;壓力、溫度變化緻使攪拌軸與釜體(tǐ)的變形;攪拌軸速度突然變化，或降溫導緻聚合物粘度升高(gāo)等因素都會(huì)加劇(jù)攪拌軸的振擺。為(wèi)解決這個(gè)問題，為(wèi)密封提供一個(gè)
相對無振擺的工作(zuò)環境，使其密封運行(xíng)平穩，一般要采用中間(jiān)軸承及釜底軸承等措施加以限制(zhì)，盡量減少(shǎo)軸的擺動對密封性能的影(yǐng)響。因此釜用機械密封對軸的徑向跳(tiào)動的要求比泵用機械密封差的多(duō)，當軸徑}65mm時(shí)，徑向跳(tiào)動<0.5mm;當軸徑>65mm時(shí)，徑向跳(tiào)動<1 mm;同時(shí)設計(jì)時(shí)應考慮動環和(hé)靜環有(yǒu)較好的浮動性和(hé)追随性。
④釜用機械密封通(tōng)常在大(dà)直徑、低(dī)轉速下使用。随着科研、生(shēng)産的發展，反應釜裝置趨向于大(dà)型化。釜的容積不斷增大(dà)，攪拌軸徑己超過300mm。但(dàn)攪拌軸的轉速通(tōng)常比較低(dī)，一般在200·300r/min以下，最高(gāo)使用範圍為(wèi)500r/min。當直徑大(dà)時(shí)，容易造成密封環變形，密封端面平直度難以保證等問題。當直徑大(dà)時(shí)，硬質密封環常采用表面複合材料。
⑤釜用機械密封由于尺寸大(dà)，零件重，更換比較複雜，因此，在設計(jì)時(shí)應考慮密封裝拆容易、簡單化。通(tōng)常低(dī)參數(shù)釜用密封以外裝式安裝為(wèi)主。對于高(gāo)參數(shù)反應釜和(hé)大(dà)型反應釜，需逐一将機械密封部件安裝在釜上(shàng)，要保證其精度是比較困難的。不少(shǎo)釜用機械密封的故障是因安裝不良而造成的。此時(shí)常把機械密封設計(jì)成組合集裝式，将機械密封、軸套、冷卻沖洗夾套、壓蓋及法蘭為(wèi)組合體(tǐ)集裝起來(lái)，并在車(chē)間(jiān)調試完畢，安裝時(shí)一起裝入釜上(shàng)，無須再調整;維修時(shí)也一并拆卸下來(lái)，将備用密封整體(tǐ)裝上(shàng)，舊(jiù)組合體(tǐ)的修理(lǐ)與更換可(kě)在維修車(chē)間(jiān)進行(xíng)。這樣，使密封的安裝和(hé)維修過程大(dà)大(dà)加快，從而避免安裝誤差，減少(shǎo)了生(shēng)産中的停工損失。