Основы проектирования химических производств

УПЛОТНЕНИЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

Для вывода вала мешалки из реактора используют специальные ус­тройства — уплотнения. Наиболее широко в химической промышлен­ности применяются сальниковые и торцовые уплотнения. Уплотнения
должны обеспечивать возможность свободного вращения вала ме­шалки и не пропускать наружу газы и пары, находящиеся в аппарате под давлением, или же не пропускать воздух в реактор, работающий под вакуумом.

Несмотря на то что узел уплотнения занимает сравнительно неболь­шую часть реактора, от него зависит зачастую качество работы всей установки. Это относится к производствам с ядовитыми и взрывоопас­ными веществами и к аппаратам, работающим под вакуумом.

Следует заметить, что чистота обработки вала под сальниковое уплотнение должна быть высо­кой. Назначение грунд-буксы — направлять вал мешалки, т. е. пре­пятствовать его вибрации и коле­баниям при вращении, а также поддерживать уплотнительный материал. Грунд-буксу изготавли­вают из мягкого металла, чтобы вал, соприкасающийся с ней, меньше снашивался.

Сальниковая коробка отливается из чугуна и прикрепляется шпильками к стальной крышке реактора. Если крышка аппарата вы­полнена из чугуна, то сальниковая коробка отливается вместе с крыш­кой. В сальниковую коробку вставляют бронзовую грунд-буксу и проч­но ее закрепляют при помощи стопорного винта. Зазор между валом мешалки и сальниковой коробкой заполняется уплотняющей набив­кой, в качестве которой применяют льняную плетенку, асбестовый шнур или хлопчатобумажные шнуры круглого или квадратного сече­ния, пропитанные маслом, воском, синтетическими материалами или графитом.

При больших числах оборотов, высоких давлениях и температурах используют сальники с твердой набивкой, выполненной из разрезан­ных колец цветного металла, твердых пластмасс или прессованного графита, фторопласта-4.

Нажимная втулка крепится к сальниковой коробке посредством нескольких шпилек (обычно две или четыре). При наличии двух
шпилек фланцы нажимной втулки имеют форму эллипса, а при четы­рех — форму окружности. Сальники обычно устанавливают на бобыш­ках. Сальниковая коробка может находиться вне аппарата или быть утоплена внутрь.

Хотя сальник, утопленный в реакторе, и позволяет несколько уменьшить высоту привода, эту конструкцию нельзя признать удач­ной, так как обслуживание сальника затруднено. Особенно нежела­тельно применять такой сальник при высокой температуре в реакторе. При высокой температуре среды или значительном выделении тепла за счет трения сальник охлаждается с помощью водяной рубашки.

Торцовые уплотнения. Они состоят из двух колец — подвижного и неподвижного, которые прижимаются друг к другу по торцовой повер­хности с помошью пружины. Торцовые уплотнения получают все более широкое распространение, потому что при нормальной работе не тре­буется их обслуживания (в отличие от сальников, в которых периоди­чески необходимо менять набивку). Кроме того, правильно подобран­ные торцовые уплотнения отличаются большой износоустойчивостью и, следовательно, долговечностью. И последнее, они удовлетворитель­но работают при перекосах и биениях вала, тогда как сальниковая набивка иногда выходит из строя уже при биении вала 0,05 мм, они обладают высокой герметичностью, и потери мощности составляют десятые доли потерь в сальниках.

Самым ответственным элементом торцового уплотнения является пара трения. Качество уплотнения и надежность его работы зависят

В основном от материала и качества обработки поверхностей трущихся колец. На рис. 13.18 приведена конструкция торцового уплотнения.

Смазка пары трения и охлаждение осуществляется проточной во­дой, циркулирующей в полости кожуха 4. Уплотнитель предохраняет обрабатываемый продукт от попадания в нею охлаждающей воды. Для одного кольца применяю! материал на основе графита, а второе изго­товляют из термостойкой стали, бронзы или твердой резины. Для ко­леи применяют фторопласт-4 или керамику (их недостаток — склон­ность к растрескиванию). По конструкции торцовые уплотнения могуг быть одинарными и двойными.

Недостатки торцовых уплотнений — высокая стоимость и слож­ность ремонта.

Бессальниковые приводы. В аппаратах высокого давления с бессаль - никовым приводом энергия передается на вал мешалки посредством вращающегося магнитного поля, развиваемого статором асинхронно­го электродвигателя. Вращающее магнитное поле, создаваемое стато­ром, заставляет вращаться ротор, а вместе с ним и вал мешалки.