专利名称：一种用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种盘形离心液环动密封装置，特别是一种用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置。
背景技术：
超重力旋转床是20世纪70年代发展起来的一种新兴的高效气液传质设备。旋转床内部是ー个高速旋转转子，其离心加速度是重力的数百至数千倍。液体在强大离心力作用下，在转子内部形成极薄液膜和细小液滴，快速向转子外缘流动，气体向转子内缘流动。气液在转子内部高效逆流接触，传质系数和气液接触比表面积得到极大增加，传质、传热、气液反应以及微混合过程得到极大强化。超重力技术迅速发展，已经在精馏、油田注水脱氧、废气脱硫、纳米材料制备、強化除尘过程和生化反应过程等方面得到应用。相对于传统板式塔和填料塔，超重力旋转床极大减小了设备尺寸和造价。但是超重力旋转床相对塔器等静设备而言属于高速动设备，在转子上端面和壳体上盖内壁之间需要安装气体动密封装置，防止气体漏气和走短路，从而降低旋转床传质效率。目前，超重力旋转床气体动密封主要采用迷宮密封(专利号200910066851. 5)、机械密封(专利号200310103434. 6，专利号01143459. 7)、离心液环密封(专利号95214611. 8，专利号95107423，专利号 200410073624. 2，专利号 02224172. 8，专利号 201010124918. 9)、填料函密封(专利号200920217341. 9)，这些气体动密封或密封性能较差导致漏气较严重，或结构复杂制造不便，或磨损大寿命短，很大程度上影响超重力旋转床的エ业应用。
发明内容
本发明解决了上述问题的技术难题，提供ー种密封性好，传质效率高的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，主要包括壳体、转子、转轴、密封装置，转子固定转轴上，壳体套于转子外部，密封装置上部固定在壳体上部内壁，下部固定在转子的转子上端面上，壳体的下部ー侧设有气相入ロ，另ー侧设有液相出ロ，壳体的上部设有液相入口和气体出ロ。所述密封装置主要包括上动圆形盘、下动圆形盘和静圆形盘，上动圆形盘、下动圆形盘、静圆形盘和转子为同一轴线，静圆形盘位于上动圆形盘和下动圆形盘之间，静圆形盘固定在壳体的上部内壁，上动圆形盘和下动圆形盘固定在转子的转子上端面上，上动圆形盘、下动圆形盘和静圆形盘之间的空隙处设有密封液，上动圆形盘的下表面设有上叶片，下动圆形盘的上表面设有下叶片。所述上动圆形盘的上表面设有风扇叶片。所述静圆形盘上设有阻气圈和阻液盘。所述转轴上串联有多组转子和密封装置。所述转子中央设有升气管，靠近转轴处设有引流管，引流管的上端ロ处设有围堰。
本发明有益的效果是本发明的结构密封性能优良，密封液不会甩出，结构简単、紧凑、合理，便于制造，磨损小、寿命长，在停车时不需要辅以停车密封。
图I是本发明的实施例I结构示意图；图2是本发明的实施例2结构示意图.附图标记说明液相入口 1，气体出口 2，壳体3，转子上端面4，转子5，液相出口 6，转轴7，密封液8，阻气圈9，下动圆形盘10，气相入口 11，下叶片12，上动圆形盘13，上叶片14，风扇叶片15，静圆形盘16，阻液盘17，密封装置18，围堰19，引流管20，升气管21。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进ー步说明实施例I :如图I所示，这种用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，主要包括壳体3、转子5、转轴7、密封装置18，转子5固定转轴7上，壳体3套于转子5外部，密封装置18上部固定在壳体3上部内壁，下部固定在转子5的转子上端面4上，通过焊接或用螺栓紧固的方法加以固定，壳体3的下部ー侧设有气相入口 11，另ー侧设有液相出口 6，壳体3的上部设有液相入口 I和气体出ロ 2。密封装置18主要包括上动圆形盘13、下动圆形盘10和静圆形盘16,上动圆形盘13、下动圆形盘10、静圆形盘16和转子5为同一轴线,静圆形盘16位于上动圆形盘13和下动圆形盘10之间，静圆形盘16固定在壳体3的上部内壁，静止不转动，上动圆形盘13和下动圆形盘10固定在转子5的转子上端面4上，与转子5 —起高速旋转，上动圆形盘13、下动圆形盘10和静圆形盘16之间的空隙处设有密封液8，上动圆形盘13的下表面设有上叶片14，下动圆形盘10的上表面设有下叶片12。上动圆形盘13的上表面设有风扇叶片15。静圆形盘16上设有阻气圈9和阻液盘17。上动圆形盘13、下动圆形盘10、静圆形盘16的直径是转子5直径的0. 01 I倍，上动圆形盘13、下动圆形盘10与静圆形盘16之间的间距为5毫米 500毫米。上叶片14、下叶片12和风扇叶片15为径向叶片、前弯叶片、后弯叶片或其他任意的形状，叶片的数量为I 100。上动圆形盘13、下动圆形盘10、静圆形盘16、上叶片14、下叶片12和风扇叶片15的表面固定有各种不同形状和尺寸的翅片。上动圆形盘13、下动圆形盘10、静圆形盘16、上叶片14、下叶片12和风扇叶片15的表面为光滑的、粗糙的或具有沟槽。上动圆形盘13、下动圆形盘10、静圆形盘16、上叶片14、下叶片12、风扇叶片15、阻气圈9和阻液盘17的材料为不锈钢，碳钢，有色金属，各种工程塑料或玻璃钢。密封液8可以是原料液，也可以是外加液体，包括水、油等各种不同粘度的纯液体，液体混合物，熔融体,溶胶,悬浮液等液体。当两个动圆形盘旋转,动圆形盘的叶片带动密封液8作同步旋转。旋转的密封液8产生强大离心力，达到密封气体的目的。由于下动圆形盘10中液体旋转产生的离心カ大于上动圆形盘13中液体旋转产生的离心力，液体会沿着静圆形盘16上表面径向向内爬动直至液体被甩出离开密封装置18，而静圆形盘16的阻液盘17能有效防止密封液8从密封间隙甩出。下动圆形盘10中液体旋转还有产生径向的液体涡流，涡流夹带气体进而产生漏气，而静圆形盘16的阻气圈9最大程度减小漏气。上动圆形盘13的上表面设有的风扇叶片15旋转产生风压，增大气体的密封压力。与普遍的离心液环动密封结构相比，本发明采用设有叶片的动盘结构和设有阻气圈9和阻液盘17的静盘结构。该结构保证密封液8在密封间隙同步旋转，产生强大离心力密封气体；并能有效防止密封液从密封间隙甩出，同时最大程度减小漏气。同时，密封液8保留在动静盘之间的密封间隙中，在不旋转时密封液8也不会流走。转子5在转轴7的带动下高速旋转。气体从气相入口 11进入壳体内腔，在压力作用下，径向穿过转子5，在转子5内与液体逆流接触，最后从气体出口 2排出。液体经过液相入口 I进入旋转床转子5，在离心力作用下甩出，液体被粉碎成细小液滴和液丝，与气体逆流接触，进行传质传热，从液相出口 6排出。下动圆形盘10及其叶片12、静圆形盘16及其阻气圈9和阻液盘17、上动圆形盘13及其叶片14和风扇叶片15、密封液8组成的盘形离心液环动密封装置起到气体动密封作用，防止旋转床壳体内的气体不经过转子，而从转子上端面4处直接进入气体出ロ 2。 上下动圆形盘直径为240毫米，静圆形盘直径为200毫米。动圆形盘和静圆形盘之间的间隙距离为100毫米。上下动圆形盘各设有4个径向叶片。静圆形盘设有阻液盘17和阻气圈9。当圆盘形离心液环动密封装置的漏气量为2升/小时，在转速为800r/min吋，旋转床壳体内和气体出ロ管之间的气体压降为5. 0千帕时；在转速为1000r/min时，旋转床壳体内和气体出ロ管之间的气体压降为62千帕时；在转速为1200r/min时，旋转床壳体内和气体出ロ管之间的气体压降为7. 3千帕。实施例2 :如图2所示，转轴7上串联有多组与实施例I相似的转子5和密封装置18，转子5中央设有升气管21，靠近转轴7处设有引流管20，引流管20的上端ロ处设有围堰19。以三个转子串联为列例，三个转子5的上端面各安装ー个密封装置18。气体从气相入口 11进入旋转床壳体内腔，径向流过最底部的转子5,进入转子中央的升气管21,向上流动，依次通过上面两个转子5，最后从气体出口 2排出。液体从液相入口 I进入，通过围堰19和引流管20进入最上部的转子5，在离心力作用下甩出，然后依次通过下面两个转子5，从液相出ロ 6排出。在三个转子5内，液体被粉碎成细小液滴和液丝，与气体逆流接触，进行強烈的传质传热。三个转子5上端面各安装ー个密封装置18，防止气体从转子5上端面直接进入上层空间而发生漏气。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，主要包括壳体(3)、转子(5)、转轴(7)、密封装置(18)，其特征是 转子(5)固定转轴(7)上，壳体(3)套于转子(5)外部，密封装置(18)上部固定在壳体(3)上部内壁，下部固定在转子(5)的转子上端面(4)上，壳体(3)的下部ー侧设有气相入口(11)，另ー侧设有液相出口出)，壳体(3)的上部设有液相入口(I)和气体出口(2)。
2.根据权利要求I所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述密封装置(18)主要包括上动圆形盘(13)、下动圆形盘(10)和静圆形盘(16)，上动圆形盘(13)、下动圆形盘(10)、静圆形盘(16)和转子(5)为同一轴线，静圆形盘(16)位于上动圆形盘(13)和下动圆形盘(10)之间，静圆形盘(16)固定在壳体(3)的上部内壁，上动圆形盘(13)和下动圆形盘(10)固定在转子(5)的转子上端面(4)上，上动圆形盘(13)、下动圆形盘(10)和静圆形盘(16)之间的空隙处设有密封液(8)，上动圆形盘(13)的下表面设有上叶片(14)，下动圆形盘(10)的上表面设有下叶片(12)。
3.根据权利要求2所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述上动圆形盘(13)的上表面设有风扇叶片(15)。
4.根据权利要求2所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述静圆形盘(16)上设有阻气圈(9)和阻液盘(17)。
5.根据权利要求2所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述上动圆形盘(13)、下动圆形盘(10)、静圆形盘(16)的直径是转子(5)直径的0. 01 I倍，上动圆形盘(13)、下动圆形盘(10)与静圆形盘(16)之间的间距为5毫米 500毫米。
6.根据权利要求2或3所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述上叶片(14)、下叶片(12)和风扇叶片(15)为径向叶片、前弯叶片或后弯叶片，叶片的数量为I 100。
7.根据权利要求2或3所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述上动圆形盘(13)、下动圆形盘(10)、静圆形盘(16)、上叶片(14)、下叶片(12)和风扇叶片(15)的表面固定有翅片。
8.根据权利要求2或3所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述上动圆形盘(13)、下动圆形盘(10)、静圆形盘(16)、上叶片(14)、下叶片(12)和风扇叶片(15)的表面为光滑的、粗糙的或具有沟槽。
9.根据权利要求I所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述转轴(7)上串联有多组转子(5)和密封装置(18)。
10.根据权利要求9所述的用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，其特征是所述转子(5)中央设有升气管(21)，靠近转轴(7)处设有引流管(20)，引流管(20)的上端ロ处设有围堰(19)。
全文摘要
本发明涉及一种用于超重力旋转床的盘形离心液环动密封装置，主要包括壳体、转子、转轴、密封装置，转子固定转轴上，壳体套于转子外部，密封装置上部固定在壳体上部内壁，下部固定在转子的转子上端面上，壳体的下部一侧设有气相入口，另一侧设有液相出口，壳体的上部设有液相入口和气体出口。本发明有益的效果是本发明的结构密封性能优良，密封液不会甩出，结构简单、紧凑、合理，便于制造，磨损小、寿命长，在停车时不需要辅以停车密封。
文档编号B01D3/30GK102641718SQ201210134080
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者李翔, 李育敏, 计建炳 申请人:浙江工业大学