磁力驱动搅拌反应釜的应用

杨建玲，胥敏一，耿殿荣

（山东大成农药股份有限公司，山东淄博255009）

磁力驱动搅拌反应釜的应用

杨建玲，胥敏一，耿殿荣

（山东大成农药股份有限公司，山东淄博255009）

介绍了磁力驱动搅拌反应釜结构特点、工作原理和性能。磁力驱动搅拌反应釜以静密封取代了传统设计中的动密封，与机械密封和填料密封反应釜相比，解决了轴封泄漏问题。阐述了磁力驱动搅拌反应釜的选用、安装、维护和保养措施。

磁力驱动搅拌反应釜；静密封；安装；维护

磁力驱动是以现代磁学为基本原理，利用永磁材料所产生的磁力，进行磁力耦合传动，实现力矩无接触传递的一种新技术。磁力驱动搅拌反应釜是将磁力耦合器应用于搅拌反应釜的一种新型设备，是机械密封和填料密封反应釜的全新替代产品，它可以将传动搅拌装置的动力输出部分和动力输入部分完全隔离开来，即可以将反应釜配带的电机、减速机与反应釜内搅拌轴无接触地分开，从根本上取消了搅拌轴的动密封结构，使釜内处于全封闭状态，达到搅拌反应过程无泄漏的目的。

1 磁力驱动搅拌反应釜的结构特点

磁力驱动搅拌反应釜由电机、减速机（可以配变频调速装置）、磁力耦合器、搅拌器和反应釜体组成。磁力耦合器是磁力驱动搅拌反应釜的核心部件，主要由外磁转子、不导磁的金属隔离套及内磁转子组成，隔离套将内磁转子和介质与外磁转子隔绝。

磁力驱动搅拌反应釜的结构特点如下。

（1）内、外磁转子是由稀土永磁材料制成的永磁体，分别位于金属隔离套的密封罩体内外两侧，转子是由N、S极错落排列的小磁钢块组成的磁钢环构成。由于磁钢具有异性相吸、同性相斥的特性，内外磁转子在轴向和旋转方向上，通过磁力作用相互定位，组成完整耦合的磁力系统。

（2）不导磁的金属隔离套可将反应釜的物料在全静密封状态下进行搅拌操作，以静密封取代了动密封，从而解决了跑、冒、滴、漏现象，具有密封持久可靠、无泄漏、无污染的特点。

（3）可实现工作机械运行中的过载保护。当磁力耦合器的从动部件在过载情况下运行或转子卡死时，磁力耦合器的主、从动部件会相对滑脱，对电机、减速机等其他转动部件有保护作用。

（4）不存在机械密封和填料密封产生的摩擦，节约能源。

（5）结构合理，扭矩大，传递平稳可靠，震动小、噪声小。

2 磁力驱动搅拌反应釜的工作原理

电机一般直连减速机，减速机的输出轴再与磁力耦合器的外磁转子连接。当电动机带动减速机旋转时，与减速机相连的磁力耦合器的外磁转子也做相应的旋转运动，外磁转子磁力线能穿透空气间隙和不导磁的密封筒体隔离套产生磁吸力，从而同步带动密封筒体隔离套内的内磁转子运转，继而同步带动与内磁转子相连接的搅拌器运转，达到驱动搅拌装置的目的，实现了非接触力矩传递。由于采用封闭式静密封，从而解决了轴封泄漏问题，可实现无密封、零泄漏、耐压，净化环境、消除污染、清洁生产的目的。

3 磁力驱动搅拌反应釜的选用

磁力驱动搅拌反应釜常见的连接形式为带短节结构的磁力耦合器与反应釜罐口大法兰以密封面连接。磁力耦合器可与不同结构的反应釜体配套，磁力耦合器与搪玻璃反应釜配套的磁力驱动搅拌反应釜，不但具有搪玻璃反应釜的优良防腐性能，而且磁力耦合器的运用可使反应釜内处于全封闭状态。搅拌轴的密封为静密封，达到搅拌反应过程搅拌轴轴封无泄漏的目的；磁力耦合器与I、II、III类压力容器反应釜配套的磁力驱动搅拌反应釜，不但满足了反应釜的各种承压，而且磁力耦合器的运用，彻底解决了压力容器反应釜薄弱承压点动密封装置存在的诸多不安全因素，实现了安全、环保、清洁生产。磁力驱动搅拌反应釜釜体是设备的主体部分，是介质反应的场所。近年来，大量新材料、新工艺的运用，为磁力驱动搅拌反应釜开辟了更广阔的应用空间，如纯不锈钢、纯钛、纯镍、哈氏合金、锆、钽等贵重有色金属的运用，各种不锈钢爆炸复合板、钛复合板等的运用，在高强度的合金钢板卷制筒体内侧再衬以能承受介质腐蚀的钛材等衬里技术的运用，筒体内喷涂四氟、特氟隆等非金属做防腐蚀材料的运用等，使反应釜釜体材料防腐蚀性能大大提高。

选用磁力驱动搅拌反应釜时，要结合具体工艺条件、物料特性及整体性价比等因素综合考虑，力求达到最佳优化配置。

（1）从工艺条件涉及的主要参数温度、压力等方面考虑。对于高温、高压的III类压力容器和高真空要求的反应釜，应优先考虑选用全静态密封的磁力驱动反应釜，以实现无密封、零泄漏的安全生产。

（2）从物料特性方面考虑。首先，根据物料腐蚀性能，反应釜主体接触物料的部位可选用各种牌号的不锈钢和钛材、镍材、锆材、钽材、四氟衬里以及其他金属材料制作，以防止反应物料对设备主体的腐蚀。如果物料对材料耐腐蚀性能无特殊要求，一般采用价格低、力学与工艺性能好、供应方便的碳素钢、低合金钢等。物料对材料有腐蚀时，则需要选用不锈钢、钛、镍等有色金属或以合金钢为主材再辅以能承受介质腐蚀的钛材等内衬，以及不锈钢爆炸复合板、钛复合板来满足需要。如物料易燃、易爆、有毒和渗透力强，优先考虑选用全静态密封的磁力驱动反应釜，来实现无泄漏的安全生产。

（3）从安装维护等方面考虑。磁力驱动搅拌搪玻璃反应釜虽具有优良的防腐性能，但因搪玻璃易碎、易爆瓷，故在运输、安装、维护时需要格外小心。在满足同样工况的条件下，对于运输、安装难度较大的施工，就应优选磁力驱动搅拌金属材质的反应釜。

（4）从经济性方面考虑。如果材料均能满足物料的耐腐蚀条件，反应釜主材若选用纯钛等贵重有色金属，则不如选用钛复合板等复合材料或以合金钢为主材再辅以内衬钛等衬里工艺制造的设备更经济、实用。

4 磁力驱动搅拌反应釜的安装、维护和故障排除

山东大城农药股份有限公司现有的6台5 000 L和三台10 000 L的III类高压磁力驱动搅拌反应釜，主要从事除草剂的生产，其反应原料包括氨、氰化钠等，操作工况为高温、高压、高转速，设备运转时间长、开工率高。多年来，未发生一起因磁力驱动搅拌反应釜故障引发的安全、环保事故。为保证磁力驱动搅拌反应釜的正常运转，必须注意以下几方面。

4.1 磁力驱动搅拌反应釜的安装

（1）安装磁力驱动搅拌反应釜时，要保证设备轴线的垂直度，否则，易导致搅拌轴偏心、轴承使用寿命缩短，影响磁力耦合器的有效运行。

（2）拆装磁力驱动搅拌反应釜时，应保证工作现场的清洁，不得有含铁磁性材料等杂质进入内外磁转子的间隙中；禁止对内、外磁转子及各密封面直接敲打，以防损坏，确需敲打时，应垫上木板、铝板或铜板等。

（3）由于内、外磁转子与金属隔离套之间间隙较小、装配精度要求高，在从内磁转子到外磁转子的一系列安装过程中，必须保证内外磁转子与金属隔离套的同心度，以免内外转子不同心，引起转子磨损。要分别对内磁转子和外磁转子做手动盘车，确保无阻碍、无噪音，磁力耦合器不受损。设备组装完毕后，要用手盘动电机风扇翅，带动搅拌轴旋转，若有阻滞、卡死或听到异常响声应立即检查，排除故障。

（4）磁力耦合器与反应釜之间的密封面非常光滑,维修时要注意保护，上紧主螺栓时,不可用力过猛，不得超过规定拧紧力矩范围，且应按对角分布原则，均匀对称地上紧螺栓，分两三次拧紧，以防止挤坏密封面，影响密封效果。此外，要轻拿轻放密封面，防止相互撞击，出现疤痕。密封面损伤后，要重新抛光后，方可恢复密封性能。

4.2 磁力驱动搅拌反应釜的维护保养

（1）磁力驱动搅拌反应釜内温度高于100℃时，必须在隔离套与磁力耦合器外罩之间（外磁转子位于二者之间）通循环水冷却，以保证磁力耦合器工作时，其工作温度不大于100℃，防止温度过高引起磁转子逐步失磁、退磁。

通入循环冷却水降低温度，不但可防止温度过高引起磁转子退磁，而且有利于延长轴承寿命，但使用冷却用循环水需注意：循环水要单独使用，并确保畅通，同时，水内不允许有铁磁杂质、固体颗粒，以免吸附、沉积后，对外磁转子、金属隔离套造成磨损；循环水出口应保证不带压，以免磁力耦合器内憋压，造成与之连接的减速机输出轴的油封受压，渗漏水入减速机油池，污染润滑油，缩短转动部件的寿命。

（2）防止轴承润滑不当、受力不均而损坏。如果是高温、高速磁力搅拌器，在使用前必须定期往轴承注油口加入耐高温润滑脂，轴承润滑的好坏直接影响磁力耦合器的使用寿命。要做好磁力耦合器转动轴承的润滑；经常检查并保证轴承的注油润滑管路畅通；必须在停车状态、无升温、无升压时给轴承注油，严禁开车带压注油；要根据反应釜工况选用耐温的轴承润滑脂，否则，润滑脂不但起不到润滑作用，还会因其流失造成对釜内物料的污染；磁力耦合器所用轴承的寿命与反应釜工作环境状况、运行工况、运转率密切相关，要定点、不定时监听磁力耦合器不同部位是否有噪音，如果有，要立即检查轴承，必要时予以更换；要定期检查搅拌轴的摆动量，如果发现摆动量较大，应立即检查轴承，防止因轴承损坏，导致磁转子与金属隔离套摩擦，损坏磁转子和隔离套，继而造成釜内介质泄漏事故的发生。该公司针对磁力驱动搅拌反应釜每天工作不少于12 h的工作现状，采取每6个月检查更换一次轴承，对磨损的磁转子、金属隔离套及时小修。磁力耦合器运动以来未发生磁转子、金属隔离套报废现象，有效地保证了设备的正常运转。

对于角接触轴承和平压轴承，要注意安装轴承的先后顺序及方向性，以免受力不均，运转时噪音大、震动大，影响轴承、磁力耦合器的使用寿命。

（3）避免长时间空转，当转速大于100 r／min时，搅拌电机不得直接启动，要通过变频调速装置缓慢提速至工作转速，且提速时间不少于30 s，否则，可能由于搅拌器惯性阻力过大，导致磁力耦合传动器工作过载，甚至损坏磁力耦合器。

4.3 磁力驱动搅拌反应釜的常见故障及排除

（1）启动时磁力耦合器出现咔咔声的原因是，搅拌器被物料阻滞；搅拌轴轴承因润滑不当或自身原因损坏；磁力耦合传动器启动或工作时过载（搅拌器卡住不转，而电机正常运转）。发生此种现象时，必须立即停车检查，否则，内外转子磁钢脱转、打滑会引起磁钢温度过高，导致磁转子退磁，磁力耦合传动器损坏。

（2）启动后电机、减速机正常运转，而釜内搅拌器不转，一般是由内磁转子退磁所致，主要原因是冷却水降温效果不好，磁转子工作温度高；内磁转子保护套有裂纹或保护套破损，内磁膨胀损坏。内磁转子退磁后不能修复，需要更新内磁转子。

（3）磁力耦合器内有摩擦噪声，主要是因轴承受釜内介质腐蚀或轴承转动磨损后间隙过大，导致内磁转子转动时出现跳动或与隔离套发生摩擦。此时，要立即更换轴承，同时，要检查金属隔离套的摩擦情况，必要时，应对磨损点进行修补，以免影响金属隔离套的承压强度，发生安全事故。

（4）磁力耦合器不能运行，主要有3种情况，即内外磁转子轴承因润滑不当或介质腐蚀（釜内介质腐蚀内磁转子轴承、冷却降温水腐蚀外磁转子轴承）导致生锈卡死，引起内外磁转子不转，此时，需更换轴承；因工作温度高导致内外磁转子退磁，需更新磁转子；电机烧毁或控制电器有问题，需尽快排除电器故障。

Application ofmagnetic force driving stirred reactor

YANG Jian-ling,XUMin-yi,GENGDian-rong
(Shandong Dacheng Pesticide Co.,Ltd.,Zibo 255009,China) 2.SouthwestUniversity of Science and Technology,Mianyang621010,China)

The structural features,operating principle and charactersofmagnetic force driving stirred reactor were introduced.It substituted static seal for dynamic seal.Compared with mechanical seal reactor and packing seal reactor,shaft seal leakage was solved.The selection,installation,care and maintenance of magnetic force driving stirred reactorwere explained.

magnetic force driving stirred reactor;static seal;installation;maintenance

book=19,ebook=242

TQ052.5

B

1009－1785(2010)11－0019-03

；2010-08-09