楊建玲，胥敏一，耿殿榮

（山東大成農(nóng)藥股份有限公司，山東淄博255009）

磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的應(yīng)用

楊建玲，胥敏一，耿殿榮

（山東大成農(nóng)藥股份有限公司，山東淄博255009）

介紹了磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和性能。磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜以靜密封取代了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的動(dòng)密封，與機(jī)械密封和填料密封反應(yīng)釜相比，解決了軸封泄漏問(wèn)題。闡述了磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的選用、安裝、維護(hù)和保養(yǎng)措施。

磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜；靜密封；安裝；維護(hù)

磁力驅(qū)動(dòng)是以現(xiàn)代磁學(xué)為基本原理，利用永磁材料所產(chǎn)生的磁力，進(jìn)行磁力耦合傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)力矩?zé)o接觸傳遞的一種新技術(shù)。磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜是將磁力耦合器應(yīng)用于攪拌反應(yīng)釜的一種新型設(shè)備，是機(jī)械密封和填料密封反應(yīng)釜的全新替代產(chǎn)品，它可以將傳動(dòng)攪拌裝置的動(dòng)力輸出部分和動(dòng)力輸入部分完全隔離開(kāi)來(lái)，即可以將反應(yīng)釜配帶的電機(jī)、減速機(jī)與反應(yīng)釜內(nèi)攪拌軸無(wú)接觸地分開(kāi)，從根本上取消了攪拌軸的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，使釜內(nèi)處于全封閉狀態(tài)，達(dá)到攪拌反應(yīng)過(guò)程無(wú)泄漏的目的。

1 磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜由電機(jī)、減速機(jī)（可以配變頻調(diào)速裝置）、磁力耦合器、攪拌器和反應(yīng)釜體組成。磁力耦合器是磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的核心部件，主要由外磁轉(zhuǎn)子、不導(dǎo)磁的金屬隔離套及內(nèi)磁轉(zhuǎn)子組成，隔離套將內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和介質(zhì)與外磁轉(zhuǎn)子隔絕。

磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。

（1）內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子是由稀土永磁材料制成的永磁體，分別位于金屬隔離套的密封罩體內(nèi)外兩側(cè)，轉(zhuǎn)子是由N、S極錯(cuò)落排列的小磁鋼塊組成的磁鋼環(huán)構(gòu)成。由于磁鋼具有異性相吸、同性相斥的特性，內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子在軸向和旋轉(zhuǎn)方向上，通過(guò)磁力作用相互定位，組成完整耦合的磁力系統(tǒng)。

（2）不導(dǎo)磁的金屬隔離套可將反應(yīng)釜的物料在全靜密封狀態(tài)下進(jìn)行攪拌操作，以靜密封取代了動(dòng)密封，從而解決了跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，具有密封持久可靠、無(wú)泄漏、無(wú)污染的特點(diǎn)。

（3）可實(shí)現(xiàn)工作機(jī)械運(yùn)行中的過(guò)載保護(hù)。當(dāng)磁力耦合器的從動(dòng)部件在過(guò)載情況下運(yùn)行或轉(zhuǎn)子卡死時(shí)，磁力耦合器的主、從動(dòng)部件會(huì)相對(duì)滑脫，對(duì)電機(jī)、減速機(jī)等其他轉(zhuǎn)動(dòng)部件有保護(hù)作用。

（4）不存在機(jī)械密封和填料密封產(chǎn)生的摩擦，節(jié)約能源。

（5）結(jié)構(gòu)合理，扭矩大，傳遞平穩(wěn)可靠，震動(dòng)小、噪聲小。

2 磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的工作原理

電機(jī)一般直連減速機(jī)，減速機(jī)的輸出軸再與磁力耦合器的外磁轉(zhuǎn)子連接。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，與減速機(jī)相連的磁力耦合器的外磁轉(zhuǎn)子也做相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，外磁轉(zhuǎn)子磁力線能穿透空氣間隙和不導(dǎo)磁的密封筒體隔離套產(chǎn)生磁吸力，從而同步帶動(dòng)密封筒體隔離套內(nèi)的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而同步帶動(dòng)與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子相連接的攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到驅(qū)動(dòng)攪拌裝置的目的，實(shí)現(xiàn)了非接觸力矩傳遞。由于采用封閉式靜密封，從而解決了軸封泄漏問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)無(wú)密封、零泄漏、耐壓，凈化環(huán)境、消除污染、清潔生產(chǎn)的目的。

3 磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的選用

磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜常見(jiàn)的連接形式為帶短節(jié)結(jié)構(gòu)的磁力耦合器與反應(yīng)釜罐口大法蘭以密封面連接。磁力耦合器可與不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)釜體配套，磁力耦合器與搪玻璃反應(yīng)釜配套的磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜，不但具有搪玻璃反應(yīng)釜的優(yōu)良防腐性能，而且磁力耦合器的運(yùn)用可使反應(yīng)釜內(nèi)處于全封閉狀態(tài)。攪拌軸的密封為靜密封，達(dá)到攪拌反應(yīng)過(guò)程攪拌軸軸封無(wú)泄漏的目的；磁力耦合器與I、II、III類(lèi)壓力容器反應(yīng)釜配套的磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜，不但滿足了反應(yīng)釜的各種承壓，而且磁力耦合器的運(yùn)用，徹底解決了壓力容器反應(yīng)釜薄弱承壓點(diǎn)動(dòng)密封裝置存在的諸多不安全因素，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保、清潔生產(chǎn)。磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜釜體是設(shè)備的主體部分，是介質(zhì)反應(yīng)的場(chǎng)所。近年來(lái)，大量新材料、新工藝的運(yùn)用，為磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜開(kāi)辟了更廣闊的應(yīng)用空間，如純不銹鋼、純鈦、純鎳、哈氏合金、鋯、鉭等貴重有色金屬的運(yùn)用，各種不銹鋼爆炸復(fù)合板、鈦復(fù)合板等的運(yùn)用，在高強(qiáng)度的合金鋼板卷制筒體內(nèi)側(cè)再襯以能承受介質(zhì)腐蝕的鈦材等襯里技術(shù)的運(yùn)用，筒體內(nèi)噴涂四氟、特氟隆等非金屬做防腐蝕材料的運(yùn)用等，使反應(yīng)釜釜體材料防腐蝕性能大大提高。

選用磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜時(shí)，要結(jié)合具體工藝條件、物料特性及整體性?xún)r(jià)比等因素綜合考慮，力求達(dá)到最佳優(yōu)化配置。

（1）從工藝條件涉及的主要參數(shù)溫度、壓力等方面考慮。對(duì)于高溫、高壓的III類(lèi)壓力容器和高真空要求的反應(yīng)釜，應(yīng)優(yōu)先考慮選用全靜態(tài)密封的磁力驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜，以實(shí)現(xiàn)無(wú)密封、零泄漏的安全生產(chǎn)。

（2）從物料特性方面考慮。首先，根據(jù)物料腐蝕性能，反應(yīng)釜主體接觸物料的部位可選用各種牌號(hào)的不銹鋼和鈦材、鎳材、鋯材、鉭材、四氟襯里以及其他金屬材料制作，以防止反應(yīng)物料對(duì)設(shè)備主體的腐蝕。如果物料對(duì)材料耐腐蝕性能無(wú)特殊要求，一般采用價(jià)格低、力學(xué)與工藝性能好、供應(yīng)方便的碳素鋼、低合金鋼等。物料對(duì)材料有腐蝕時(shí)，則需要選用不銹鋼、鈦、鎳等有色金屬或以合金鋼為主材再輔以能承受介質(zhì)腐蝕的鈦材等內(nèi)襯，以及不銹鋼爆炸復(fù)合板、鈦復(fù)合板來(lái)滿足需要。如物料易燃、易爆、有毒和滲透力強(qiáng)，優(yōu)先考慮選用全靜態(tài)密封的磁力驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜，來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)泄漏的安全生產(chǎn)。

（3）從安裝維護(hù)等方面考慮。磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜雖具有優(yōu)良的防腐性能，但因搪玻璃易碎、易爆瓷，故在運(yùn)輸、安裝、維護(hù)時(shí)需要格外小心。在滿足同樣工況的條件下，對(duì)于運(yùn)輸、安裝難度較大的施工，就應(yīng)優(yōu)選磁力驅(qū)動(dòng)攪拌金屬材質(zhì)的反應(yīng)釜。

（4）從經(jīng)濟(jì)性方面考慮。如果材料均能滿足物料的耐腐蝕條件，反應(yīng)釜主材若選用純鈦等貴重有色金屬，則不如選用鈦復(fù)合板等復(fù)合材料或以合金鋼為主材再輔以?xún)?nèi)襯鈦等襯里工藝制造的設(shè)備更經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。

4 磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的安裝、維護(hù)和故障排除

山東大城農(nóng)藥股份有限公司現(xiàn)有的6臺(tái)5 000 L和三臺(tái)10 000 L的III類(lèi)高壓磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜，主要從事除草劑的生產(chǎn)，其反應(yīng)原料包括氨、氰化鈉等，操作工況為高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、開(kāi)工率高。多年來(lái)，未發(fā)生一起因磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜故障引發(fā)的安全、環(huán)保事故。為保證磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須注意以下幾方面。

4.1 磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的安裝

（1）安裝磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜時(shí)，要保證設(shè)備軸線的垂直度，否則，易導(dǎo)致攪拌軸偏心、軸承使用壽命縮短，影響磁力耦合器的有效運(yùn)行。

（2）拆裝磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜時(shí)，應(yīng)保證工作現(xiàn)場(chǎng)的清潔，不得有含鐵磁性材料等雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子的間隙中；禁止對(duì)內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子及各密封面直接敲打，以防損壞，確需敲打時(shí)，應(yīng)墊上木板、鋁板或銅板等。

（3）由于內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子與金屬隔離套之間間隙較小、裝配精度要求高，在從內(nèi)磁轉(zhuǎn)子到外磁轉(zhuǎn)子的一系列安裝過(guò)程中，必須保證內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子與金屬隔離套的同心度，以免內(nèi)外轉(zhuǎn)子不同心，引起轉(zhuǎn)子磨損。要分別對(duì)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和外磁轉(zhuǎn)子做手動(dòng)盤(pán)車(chē)，確保無(wú)阻礙、無(wú)噪音，磁力耦合器不受損。設(shè)備組裝完畢后，要用手盤(pán)動(dòng)電機(jī)風(fēng)扇翅，帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn)，若有阻滯、卡死或聽(tīng)到異常響聲應(yīng)立即檢查，排除故障。

（4）磁力耦合器與反應(yīng)釜之間的密封面非常光滑,維修時(shí)要注意保護(hù)，上緊主螺栓時(shí),不可用力過(guò)猛，不得超過(guò)規(guī)定擰緊力矩范圍，且應(yīng)按對(duì)角分布原則，均勻?qū)ΨQ(chēng)地上緊螺栓，分兩三次擰緊，以防止擠壞密封面，影響密封效果。此外，要輕拿輕放密封面，防止相互撞擊，出現(xiàn)疤痕。密封面損傷后，要重新拋光后，方可恢復(fù)密封性能。

4.2 磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的維護(hù)保養(yǎng)

（1）磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜內(nèi)溫度高于100℃時(shí)，必須在隔離套與磁力耦合器外罩之間（外磁轉(zhuǎn)子位于二者之間）通循環(huán)水冷卻，以保證磁力耦合器工作時(shí)，其工作溫度不大于100℃，防止溫度過(guò)高引起磁轉(zhuǎn)子逐步失磁、退磁。

通入循環(huán)冷卻水降低溫度，不但可防止溫度過(guò)高引起磁轉(zhuǎn)子退磁，而且有利于延長(zhǎng)軸承壽命，但使用冷卻用循環(huán)水需注意：循環(huán)水要單獨(dú)使用，并確保暢通，同時(shí)，水內(nèi)不允許有鐵磁雜質(zhì)、固體顆粒，以免吸附、沉積后，對(duì)外磁轉(zhuǎn)子、金屬隔離套造成磨損；循環(huán)水出口應(yīng)保證不帶壓，以免磁力耦合器內(nèi)憋壓，造成與之連接的減速機(jī)輸出軸的油封受壓，滲漏水入減速機(jī)油池，污染潤(rùn)滑油，縮短轉(zhuǎn)動(dòng)部件的壽命。

（2）防止軸承潤(rùn)滑不當(dāng)、受力不均而損壞。如果是高溫、高速磁力攪拌器，在使用前必須定期往軸承注油口加入耐高溫潤(rùn)滑脂，軸承潤(rùn)滑的好壞直接影響磁力耦合器的使用壽命。要做好磁力耦合器轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的潤(rùn)滑；經(jīng)常檢查并保證軸承的注油潤(rùn)滑管路暢通；必須在停車(chē)狀態(tài)、無(wú)升溫、無(wú)升壓時(shí)給軸承注油，嚴(yán)禁開(kāi)車(chē)帶壓注油；要根據(jù)反應(yīng)釜工況選用耐溫的軸承潤(rùn)滑脂，否則，潤(rùn)滑脂不但起不到潤(rùn)滑作用，還會(huì)因其流失造成對(duì)釜內(nèi)物料的污染；磁力耦合器所用軸承的壽命與反應(yīng)釜工作環(huán)境狀況、運(yùn)行工況、運(yùn)轉(zhuǎn)率密切相關(guān)，要定點(diǎn)、不定時(shí)監(jiān)聽(tīng)磁力耦合器不同部位是否有噪音，如果有，要立即檢查軸承，必要時(shí)予以更換；要定期檢查攪拌軸的擺動(dòng)量，如果發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)量較大，應(yīng)立即檢查軸承，防止因軸承損壞，導(dǎo)致磁轉(zhuǎn)子與金屬隔離套摩擦，損壞磁轉(zhuǎn)子和隔離套，繼而造成釜內(nèi)介質(zhì)泄漏事故的發(fā)生。該公司針對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜每天工作不少于12 h的工作現(xiàn)狀，采取每6個(gè)月檢查更換一次軸承，對(duì)磨損的磁轉(zhuǎn)子、金屬隔離套及時(shí)小修。磁力耦合器運(yùn)動(dòng)以來(lái)未發(fā)生磁轉(zhuǎn)子、金屬隔離套報(bào)廢現(xiàn)象，有效地保證了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

對(duì)于角接觸軸承和平壓軸承，要注意安裝軸承的先后順序及方向性，以免受力不均，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音大、震動(dòng)大，影響軸承、磁力耦合器的使用壽命。

（3）避免長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于100 r／min時(shí)，攪拌電機(jī)不得直接啟動(dòng)，要通過(guò)變頻調(diào)速裝置緩慢提速至工作轉(zhuǎn)速，且提速時(shí)間不少于30 s，否則，可能由于攪拌器慣性阻力過(guò)大，導(dǎo)致磁力耦合傳動(dòng)器工作過(guò)載，甚至損壞磁力耦合器。

4.3 磁力驅(qū)動(dòng)攪拌反應(yīng)釜的常見(jiàn)故障及排除

（1）啟動(dòng)時(shí)磁力耦合器出現(xiàn)咔咔聲的原因是，攪拌器被物料阻滯；攪拌軸軸承因潤(rùn)滑不當(dāng)或自身原因損壞；磁力耦合傳動(dòng)器啟動(dòng)或工作時(shí)過(guò)載（攪拌器卡住不轉(zhuǎn)，而電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)）。發(fā)生此種現(xiàn)象時(shí)，必須立即停車(chē)檢查，否則，內(nèi)外轉(zhuǎn)子磁鋼脫轉(zhuǎn)、打滑會(huì)引起磁鋼溫度過(guò)高，導(dǎo)致磁轉(zhuǎn)子退磁，磁力耦合傳動(dòng)器損壞。

（2）啟動(dòng)后電機(jī)、減速機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而釜內(nèi)攪拌器不轉(zhuǎn)，一般是由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子退磁所致，主要原因是冷卻水降溫效果不好，磁轉(zhuǎn)子工作溫度高；內(nèi)磁轉(zhuǎn)子保護(hù)套有裂紋或保護(hù)套破損，內(nèi)磁膨脹損壞。內(nèi)磁轉(zhuǎn)子退磁后不能修復(fù)，需要更新內(nèi)磁轉(zhuǎn)子。

（3）磁力耦合器內(nèi)有摩擦噪聲，主要是因軸承受釜內(nèi)介質(zhì)腐蝕或軸承轉(zhuǎn)動(dòng)磨損后間隙過(guò)大，導(dǎo)致內(nèi)磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)跳動(dòng)或與隔離套發(fā)生摩擦。此時(shí)，要立即更換軸承，同時(shí)，要檢查金屬隔離套的摩擦情況，必要時(shí)，應(yīng)對(duì)磨損點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)，以免影響金屬隔離套的承壓強(qiáng)度，發(fā)生安全事故。

（4）磁力耦合器不能運(yùn)行，主要有3種情況，即內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子軸承因潤(rùn)滑不當(dāng)或介質(zhì)腐蝕（釜內(nèi)介質(zhì)腐蝕內(nèi)磁轉(zhuǎn)子軸承、冷卻降溫水腐蝕外磁轉(zhuǎn)子軸承）導(dǎo)致生銹卡死，引起內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，此時(shí)，需更換軸承；因工作溫度高導(dǎo)致內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子退磁，需更新磁轉(zhuǎn)子；電機(jī)燒毀或控制電器有問(wèn)題，需盡快排除電器故障。

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