专利名称：一种自紧式填料函密封位移缓冲器及环管反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械装备工程中的石油化工专用装备技术，特别是涉及一种自紧式填料函密封位移缓冲器及具有该自紧式填料函密封位移缓冲器的环管反应器。
背景技术：
环管反应器主要用作石油化工领域中的聚丙烯和聚こ烯的生产设备，也常见于石油化工领域中的泥浆冷却器、丁烯冷却器等生产设备中。现有技术中，通常的环管反应器包括有根据其视产能大小设置的包括有若干条直套管、以及对应的夹套连通管、弯头和连接梁，其中，每两条直套管于其内管与两个弯头一一对应依次串联连接成一个连通流道。因聚合反应为放热反应，会产生大量的热量，因此所设置的直套管具有内管与外管形成的夹套流道，并通过位于弯头处与外管连接的夹套连通管，将夹套流道一一对应依次串联连接成一个连通流道。通过夹套流道内的冷却介质把反应热带走。直套管的外管上还设置有波形膨胀节、安装支座和支梁座，连接梁通过螺栓与支梁座连接，把直套管连接组合成ー个立体框架的环管反应器。由此使得环管反应器成为多基础支承结构，即每条直套管都由所设置的与其相对应的安装支座支承。例如，30万吨/年的生产聚丙烯的环管反应器的结构，如图I所示，包括有六条各长为50m、外径为710 _的直套管則、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6，五个中心距为4200 mm的180°大弯头Al、A2、A3、BI、B2、ー个90°弯头，弯头一一对应与直套管的内管依次串联连接接而形成一个循环整体的连通流道，并通过位于弯头处与外管连接的五条夹套连通管C1、C2、C3、C4、C5，将内管与外管形成的夹套流道一一对应依次串联连接成一个连通流道；冷却介质由夹套流道的冷却介质流入ロ 2A进入，至夹套流道的冷却介质流出ロ 2F流出，六个安装支座Dl、D2、D3、D4、D5、D6位于各直套管Rl、R2、R3、R4、R5、R6的下部。环管反应器的底部弯头处设置有轴流泵，反应物料由反应物料流入ロ IA进入环管反应器，在轴流泵的驱动下，反应物料在直套管内搅拌、循环，并在催化剂的作用下，进行反应形成浆状的聚丙烯后，再由反应物料流出ロ IB泄出进入造粒系统；该环管反应器坐落在Ilm高的平台基础上，整台设备重约210吨。现有技术中的环管反应器，直套管设置有位移缓冲器的结构，直套管的高度为50m，位于安装支座上部较长段的直套管的直套管上管段，设置有波数为三个的波形膨胀节式位移缓冲器，位于安装支座下部较短段的直套管的直套管下管段，设置有波数为ー个的波形膨胀节式位移缓冲器，波形膨胀节式位移缓冲器均设置于外管上，直套管的内管的两端分别连接有法兰与弯头连接。但是，在直套管的高度超过60m时，相应的直套管的内管和外管之间的热胀冷缩的位移差异也将増大，如果仅靠上述结构的波形膨胀节式位移缓冲器吸收和缓冲位移差异，则所需要的波数会逐渐增多。例如波数増加为四个或者四个以上，然而随着膨胀节波形的波数的増加，其整体的制造精度会越来越低，而且各个波形之间容易产生不均匀，导致经常会出现废品，同时其抗疲劳强度也较差，寿命也较短，使得工作效能越来越难保证。而且，波形膨胀节式位移缓冲器与外管的壳体焊接的厚度有一定的要求，不能太薄，由于厚度增カロ，使得成本増加。因此，这种単一的波形膨胀节式位移缓冲器尤其不适合用于直套管的长度大于60m的大型结构的环管反应器。随之，本申请人于2010年12月15日申请了名称为“具有位移缓冲的反应器”的发明专利申请，该技术方案在“所述直套管于所述内管与所述外管之间设置有用于吸收所述内管与所述外管之间的热胀冷缩位移的位移缓冲器，所述位移缓冲器与所述外管连接，所述位移缓冲器为填料函式双密封结构的位移缓冲器，或者填料函式双密封结构的位移缓冲器和波形膨胀节式位移缓冲器。所述填料函式双密封结构的位移缓冲器包括有填料压环、密封函、盘根填料、橡胶密封圈和紧固件，所述填料压环的一段压紧所述盘根填料于所述密 封函的内侧与所述内管的外壁面之间的间隙，所述填料压环的另一段通过所述紧固件与所述密封函连接，所述密封函与所述外管连接，所述橡胶密封圈设置于所述密封函的内侧与所述内管的外壁面之间的间隙，并位于所述盘根填料的下方。”上述技术方案中，由于填料函式双密封结构的位移缓冲器仅具有盘根填料的动态密封以及橡胶密封圈的密封的双密封结构，其密封性能略差，而且盘根填料的动态密封功能不能很好的发挥，降低了其密封性倉^:。因此，针对现有技术中的不足，亟需提供ー种密封可靠性更高、自紧性更好填料函密封位移缓冲器及具有该填料函密封位移缓冲器的环管反应器。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供ー种密封可靠性更高、自紧性更好的自紧式填料函密封位移缓冲器及具有该自紧式填料函密封位移缓冲器的环管反应器。本发明提供了一种自紧式填料函密封位移缓冲器，包括填料压环、密封函、盘根填料、橡胶密封圈和紧固件，所述填料压环与所述密封函相互配合，所述填料压环的一段压紧所述盘根填料于所述密封函的内侧与内管的外壁面之间的间隙，所述填料压环的另一段通过所述紧固件与所述密封函连接，所述密封函与外管连接，所述橡胶密封圈设置于所述密封函的内侧与内管的外壁面之间的间隙，并位于所述盘根填料的下方，其中，还包括倾斜密封体，所述倾斜密封体与内管的外壁面连接、且所述倾斜密封体的外侧面紧密抵接于所述盘根填料。其中，所述倾斜密封体为由直角形密封面沿内管的外圆周壁面旋转360°形成的锥环密封体。其中，所述直角形密封面的斜度设置为(2 100) (10 100)。其中，所述直角形密封面的斜度设置为3 100。其中，所述倾斜密封体与内管的外壁面一体成型。其中，所述倾斜密封体焊接于内管的外壁面。其中，所述密封函设置为具有L型横断面的密封函，所述填料压环设置为具有L型横断面的填料压环，所述具有L型横断面的填料压环的第一段的端面压紧所述盘根填料于所述具有L型横断面的密封函的内侧与所述内管的外壁面之间的间隙，所述具有L型横断面的填料压环的第二段通过螺柱螺母与所述具有L型横断面的密封函的第一段固定连接，所述具有L型横断面的密封函与外管焊接连接，所述橡胶密封圈设置于所述具有L型横断面的密封函的第二段的内侧与内管的外壁面之间的间隙，并位于所述盘根填料的下方。其中，所述橡胶密封圈为Π型的橡胶密封圏。本发明还提供了ー种环管反应器，包括有直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，所述直套管包括有内管和外管，所述弯头与所述内管依次串联连接成反应物料的输送及反应的连通流道，所述夹套连通管位于所述弯头处与所述外管连接，将所述内管与所述外管之间形成的夹套流道串联成输送冷却介质的连通流道，所述安装支座设置于所述外管下部使所述直套管分为直套管上管段和直套管下管段，所述直套管于所述内管与所述外管之间设置有用于吸收所述内管与所述外管之间的热胀冷缩位移的位移缓冲器，所述位移缓冲器与所述外管连接，其中，所述位移缓冲器为上述所述的自紧式填料函密封位移缓冲器。本发明的有益效果
本发明的自紧式填料函密封位移缓冲器应用于环管反应器，除了具有吸收热胀冷缩位 移的性能之外，还具有三重密封功能，一为橡胶密封圈的ー级密封；ニ为盘根填料的动态密封；三为倾斜密封体对于盘根填料挤压后的自紧式密封，因此，与现有技术中的填料函式双密封结构的位移缓冲器相比，多増加了一道密封加强，使得密封可靠性更高、自紧性更好。
利用附图对本发明作进ー步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图I是现有技术的环管反应器的结构示意图。图2是本发明的一种自紧式填料函密封位移缓冲器的实施例I的结构示意图。在图I中包括有
Rl、R2、R3、R4、R5、R6-直套管、Al、A2、A3、BI、B2、B3-弯头、
Cl、C2、C3、C4、C5——夹套连通管、Dl、D2、D3、D4、D5、D6——安装支座、
2A——冷却介质流入ロ、2F——冷却介质流出ロ、
IA——反应物料流入ロ、IB——反应物料流出ロ。在图2中包括有
11—内管、12——外管、
3——倾斜密封体、
51——填料压环、
511——具有L型横断面的填料压环的第一段、
512——具有L型横断面的填料压环的第二段、
52-密封函、
521——具有L型横断面的密封函的第一段、522—一具有L型横断面的密封函的第二段、523——内側、
53——盘根填料、54——橡胶密封圏、
55——紧固件、551——螺柱、552——螺母。
具体实施例方式结合以下实施例对本发明作进ー步描述。实施例I
本发明的ー种自紧式填料函密封位移缓冲器的具体实施方式
，如图2所示，包括填料压环51、密封函52、盘根填料53、橡胶密封圈54和紧固件55，所述填料压环51与所述密封函52相互配合，所述填料压环51的一段压紧所述盘根填料53于所述密封函52的内侧523与内管11的外壁面之间的间隙，所述填料压环51的另一段通过所述紧固件55与所述密封函52连接，所述密封函52与外管12连接，所述橡胶密封圈54设置于所述密封函52的内侧523与内管11的外壁面之间的间隙，并位于所述盘根填料53的下方，其中，还包括倾斜密封体3，所述倾斜密封体3与内管11的外壁面连接、且所述倾斜密封体3的外侧面紧密抵接于所述盘根填料53。与现有技术相比，本发明所采用的自紧式填料函密封位移缓冲器，具有三重密封·功能，一为橡胶密封圈54的ー级密封；ニ为盘根填料53的动态密封；三为倾斜密封体3对于盘根填料53挤压后的自紧式密封，多増加了一道密封加強，使得密封可靠性更高、自紧性更好。具体的，所述倾斜密封体3为由直角形密封面沿内管11的外圆周壁面旋转360°形成的锥环密封体。具体的，所述直角形密封面的斜度设置为(2 100) (10 100)。能够保证倾斜密封体3对于盘根填料53的挤压力，使其盘根填料53具有更好的动态密封性能。具体的，所述直角形密封面的斜度设置为3 100。能够保证倾斜密封体3对于盘根填料53的挤压力。具体的，所述倾斜密封体3与内管11的外壁面一体成型。机加工精度高。具体的，所述倾斜密封体3焊接于内管11的外壁面。优选通过点焊的方式进行焊接。具体的，所述密封函52设置为具有L型横断面的密封函52，所述填料压环51设置为具有L型横断面的填料压环51，所述具有L型横断面的填料压环的第一段511的端面压紧所述盘根填料53于所述具有L型横断面的密封函52的内侧523与所述内管11的外壁面之间的间隙，所述具有L型横断面的填料压环的第二段512通过螺柱551螺母552与所述具有L型横断面的密封函的第一段521固定连接，所述具有L型横断面的密封函52与外管12焊接连接，所述橡胶密封圈54设置于所述具有L型横断面的密封函的第二段522的内侧与内管11的外壁面之间的间隙，并位于所述盘根填料53的下方。具有L型横断面的密封函的第一段521设置有内螺纹孔，具有L型横断面的填料压环的第二段512，在螺母552绕着螺柱551旋紧时，使得具有L型横断面的填料压环的第一段511的端面对盘根填料53产生ー个压力，逼紧盘根填料53在密封函52内形成ニ级密封，同时螺柱551的拧进具有L型横断面的密封函的第一段521的螺纹孔内。具有L型横断面的密封函的第一段521与第ニ段的折角位置与直套管的外管12焊接，橡胶密封圈54设置于具有L型横断面的密封函的第二段522的端面与直套管的内管11的外壁面之间的间隙，橡胶密封圈54设置于盘根填料53的下方，形成ー级密封。具体的，所述橡胶密封圈54为Π型的橡胶密封圈54。当夹套流道内的介质进入π形圈内时，压カ使π型的橡胶密封圈54向两侧胀开，其内侧紧紧贴紧内管11的外壁面实现密封，其外侧紧紧撑住密封函52的内表面也实现密封。由于在设备运行时，直套管的内管11受反应热的作用要伸长，外管12温度相对较低而其伸长量相对较小，因此，在直套管的外管12，位于安装支座两侧的两段直套管(即直套管上管段和直套管下管段)分别设置有吸收内管11与外管12之间热胀冷缩位移的自紧式填料函密封位移缓冲器，其能够封闭内管11和外管12之间的空隙，不让夹套流道内的流体介质流到外面，也不让外面的空气进入到夹套流道内，与此同时，允许内管11与外管12之间的相对轴向滑动，其滑动位移的大小就是内管11与外管12两者的轴向热膨胀位移之差。因此，自紧式填料函密封位移缓冲器既是热胀冷缩位移的缓冲器，又是内管11与外管12之间的密封结构。实施例2 本发明的一种环管反应器的具体实施方式
，包括有直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，所述直套管包括有内管11和外管12,所述弯头与所述内管11依次串联连接成反应物料的输送及反应的连通流道，所述夹套连通管位于所述弯头处与所述外管12连接，将所述内管11与所述外管12之间形成的夹套流道串联成输送冷却介质的连通流道，所述安装支座设置于所述外管12下部使所述直套管分为直套管上管段和直套管下管段，所述直套管于所述内管11与所述外管12之间设置有用于吸收所述内管11与所述外管12之间的热胀冷缩位移的位移缓冲器，所述位移缓冲器与所述外管12连接，其中，所述位移缓冲器为实施例I中所述的自紧式填料函密封位移缓冲器。具体的，自紧式填料函密封位移缓冲器设置于直套管上管段的顶部的内管11与外管12之间。设置于顶部可以避免自紧式填料函密封位移缓冲器承受近60m的静水压力。本发明的自紧式填料函密封位移缓冲器除了应用于环管反应器之外，还可以应用于环管换热器或者带夹套的环管换热器上。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管參照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
权利要求
1.一种自紧式填料函密封位移缓冲器，包括填料压环、密封函、盘根填料、橡胶密封圈和紧固件，所述填料压环与所述密封函相互配合，所述填料压环的一段压紧所述盘根填料于所述密封函的内侧与内管的外壁面之间的间隙，所述填料压环的另一段通过所述紧固件与所述密封函连接，所述密封函与外管连接，所述橡胶密封圈设置于所述密封函的内侧与内管的外壁面之间的间隙，并位于所述盘根填料的下方，其特征在于还包括倾斜密封体，所述倾斜密封体与内管的外壁面连接、且所述倾斜密封体的外侧面紧密抵接于所述盘根填料。
2.根据权利要求I所述的一种自紧式填料函密封位移缓冲器，其特征在于所述倾斜密封体为由直角形密封面沿内管的外圆周壁面旋转360°形成的锥环密封体。
3.根据权利要求2所述的一种自紧式填料函密封位移缓冲器，其特征在于所述直角形密封面的斜度设置为(2 100) (10 100)。
4.根据权利要求3所述的一种自紧式填料函密封位移缓冲器，其特征在于所述直角形密封面的斜度设置为3 100。
5.根据权利要求I所述的一种自紧式填料函密封位移缓冲器，其特征在于所述倾斜密封体与内管的外壁面一体成型。
6.根据权利要求I所述的一种自紧式填料函密封位移缓冲器，其特征在于所述倾斜密封体焊接于内管的外壁面。
7.根据权利要求I所述的一种自紧式填料函密封位移缓冲器，其特征在于所述密封函设置为具有L型横断面的密封函，所述填料压环设置为具有L型横断面的填料压环，所述具有L型横断面的填料压环的第一段的端面压紧所述盘根填料于所述具有L型横断面的密封函的内侧与所述内管的外壁面之间的间隙，所述具有L型横断面的填料压环的第二段通过螺柱螺母与所述具有L型横断面的密封函的第一段固定连接，所述具有L型横断面的密封函与外管焊接连接，所述橡胶密封圈设置于所述具有L型横断面的密封函的第二段的内侧与内管的外壁面之间的间隙，并位于所述盘根填料的下方。
8.根据权利要求I所述的自紧式填料函密封位移缓冲器，其特征在于所述橡胶密封圈为Π型的橡胶密封圈。
9.一种环管反应器,包括有直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，所述直套管包括有内管和外管，所述弯头与所述内管依次串联连接成反应物料的输送及反应的连通流道，所述夹套连通管位于所述弯头处与所述外管连接，将所述内管与所述外管之间形成的夹套流道串联成输送冷却介质的连通流道，所述安装支座设置于所述外管下部使所述直套管分为直套管上管段和直套管下管段，所述直套管于所述内管与所述外管之间设置有用于吸收所述内管与所述外管之间的热胀冷缩位移的位移缓冲器，所述位移缓冲器与所述外管连接，其特征在于所述位移缓冲器为权利要求书I至8中任一项所述的自紧式填料函密封位移缓冲器。
全文摘要
本发明公开了一种自紧式填料函密封位移缓冲器及具有该自紧式填料函密封位移缓冲器的环管反应器，其中自紧式填料函密封位移缓冲器在现有技术的基础上，还包括倾斜密封体，所述倾斜密封体与内管的外壁面连接、且所述倾斜密封体的外侧面紧密抵接于所述盘根填料。环管反应器中所使用的位移缓冲器为上述自紧式填料函密封位移缓冲器。使之本发明除了具有吸收热胀冷缩位移的性能之外，还具有三重密封功能，一为橡胶密封圈的一级密封；二为盘根填料的动态密封；三为倾斜密封体对于盘根填料挤压后的自紧式密封，加强了其动态密封性，因此，与现有技术中的填料函式双密封结构的位移缓冲器相比，多增加了一道密封加强，使得密封可靠性更高、自紧性更好。
文档编号B01J19/00GK102836683SQ201210340548
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者陈孙艺 申请人:茂名重力石化机械制造有限公司