[发明专利]一种自紧式填料函密封位移缓冲器及环管反应器

说明书

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乙烯的生产设备，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一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1所示，包括有六条各长为50m、外径为710 mm的直套管R1、R2、R3、R4、R5、R6，五个中心距为4200 mm的 180°大弯头A1、A2、A3、B1、B2、一个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口2A进入，至夹套流道的冷却介质流出口2F流出，六个安装支座D1、D2、D3、D4、D5、D6位于各直套管R1、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口1A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，再由反应物料流出口1B泄出进入造粒系统；该环管反应器坐落在11m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，设置有波数为一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增大，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。例如波数增加为四个或者四个以上，然而随着膨胀节波形的波数的增加，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，由于厚度增加，使得成本增加。因此，这种单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，降低了其密封性能。

因此，针对现有技术中的不足，亟需提供一种密封可靠性更高、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