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攪拌過程是化工、石油化工、醫(yī)藥和食品工業(yè)中最常見的操作過程之一。其目的是使兩種或兩種以上的介質(zhì)最大程度地接觸，從而在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成所需的混合、傳質(zhì)、傳熱或反應(yīng)過程，或同時(shí)進(jìn)行上述兩種或兩種以上的過程。參與攪拌操作的介質(zhì)可以是液體、氣體和固體，但主要是液相。完成攪拌過程的主要成分是頂入式攪拌器，其質(zhì)量與攪拌操作的最終效果密切相關(guān)。
頂入式攪拌器是一種結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)械設(shè)備，由傳動裝置(電機(jī)、傳動、機(jī)架、聯(lián)軸器)、攪拌軸、攪拌槳、軸封裝置組成。這些部件是相輔相成的，如果一個(gè)部件出了問題，整個(gè)攪拌運(yùn)行都會不正常，所以在技術(shù)上是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)備。如果出現(xiàn)故障，故障的根源并不簡單，不僅與機(jī)械結(jié)構(gòu)本身有關(guān)，還與工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作等諸多因素有關(guān)。
以及設(shè)計(jì)和使用條件的簡要說明。使用條件:用于攪拌兩種固液懸浮液的混合反應(yīng)，先將一種固液懸浮液加入反應(yīng)釜中，頂入式攪拌器同時(shí)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)
當(dāng)反應(yīng)釜達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，開始加入另一種參與反應(yīng)的固液懸浮液，然后化學(xué)反應(yīng)開始。完成一批操作需要4~5h，期間反應(yīng)釜內(nèi)物料的粘度呈周期性變化，最高可達(dá)15000~25000cP。
設(shè)計(jì):這款頂入式攪拌器采用了三層槳的設(shè)計(jì)方案，槳型為INTER-MIG槳。由于反應(yīng)產(chǎn)生劇毒氣體，不允許泄漏，軸端采用帶沖洗的雙端機(jī)械密封。因?yàn)楸粩嚢栉锪系恼扯仁侵芷谛宰兓模杂米冾l器來調(diào)節(jié)速度。
說明:葉輪嚴(yán)重彎曲。通過軸跳動測試，初步懷疑軸已經(jīng)彎曲，機(jī)械密封嚴(yán)重泄漏密封沖洗液。
原因分析:通過對故障的描述，可以看出兩個(gè)共同點(diǎn):一是機(jī)械密封損壞，導(dǎo)致機(jī)械密封的洗滌液泄漏；第二軸或葉輪彎曲程度不同。首先要分析機(jī)械密封在什么情況下會泄漏，在什么情況下軸或葉輪會彎曲。通過對我公司設(shè)備故障的總結(jié)，可知機(jī)械密封泄漏的原因如下:
密封沖洗系統(tǒng)本身泄漏導(dǎo)致密封沖洗壓力降低，沖洗液不能及時(shí)供給動靜環(huán)，導(dǎo)致動靜環(huán)干磨碎裂，造成軸端密封液泄漏；
O形圈材料與接觸工藝材料不相容，導(dǎo)致O形圈溶解和損壞，軸端密封沖洗液泄漏。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，機(jī)械密封沖洗液不能及時(shí)或足量供給動靜環(huán)，造成動靜環(huán)因干磨而破損。
當(dāng)軸被攪拌彎曲時(shí)，軸在旋轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生過度擺動。由于動環(huán)和軸一起轉(zhuǎn)動，動環(huán)的異常轉(zhuǎn)動會導(dǎo)致密封面的異常接觸，從而對動環(huán)和靜環(huán)造成不同程度的損壞。攪拌軸或葉片(最大程度上是葉片)受到來自外部的突然沖擊，瞬間沖擊可通過軸傳遞到最薄弱的密封面(因?yàn)閯屿o環(huán)的材料是易碎的碳化硅-石墨)，導(dǎo)致動靜環(huán)損壞和密封沖洗液泄漏。
或者軸葉輪彎曲的可能原因如下:
過大的起動扭矩會導(dǎo)致軸瞬間扭曲。(通常電機(jī)有過載保護(hù)，但啟動扭矩是瞬時(shí)的，而電機(jī)的過載保護(hù)是需要時(shí)間的。如果電機(jī)停止過載，但在它停止之前，軸已經(jīng)因?yàn)樗矔r(shí)高扭矩而彎曲)。
在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，葉片突然遇到過大的負(fù)荷，為了突破負(fù)荷，葉片的扭矩也在短時(shí)間內(nèi)增大，導(dǎo)致軸或葉輪扭曲。
首先針對攪拌中密封泄漏的問題，檢查密封系統(tǒng)的所有連接點(diǎn)，沒有發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，確認(rèn)泄漏前沒有低液位低壓力報(bào)警。所有證據(jù)都證明密封系統(tǒng)本身沒有泄漏。然后再次確認(rèn)O型圈的材料、材料、工藝材料能夠很好的兼容，從破損的機(jī)封上拆下來的O型圈也是完好的，沒有任何腐蝕，從而否定了O型圈材料的錯誤選擇。那么只能從后兩項(xiàng)找原因，與工藝和操作有關(guān)。在這里，我們將逐一分析流程設(shè)計(jì)或操作流程。
該設(shè)備故障顯示葉輪已經(jīng)彎曲，初步懷疑軸也已經(jīng)彎曲。所以我們先來分析一下葉輪和軸為什么會彎曲。根據(jù)本文第二部分描述的應(yīng)用狀態(tài)，后一種懸浮液是固液比為1: 1的高濃度賓漢塑性流體懸浮液。因?yàn)椴捎谜婵占恿希婵占恿系娜秉c(diǎn)是均勻性不好，有可能瞬間就有一股物流進(jìn)入反應(yīng)釜。因?yàn)槲锪现械墓腆w含量比較高，所以物料會瞬間形成一座小山。當(dāng)攪拌槳突破山頭時(shí)，載荷瞬間上升，扭矩變大，從而滿足了軸或葉輪彎曲的第二個(gè)原因。為了驗(yàn)證這種方法，我們監(jiān)測了電流的變化，發(fā)現(xiàn)大部分電流保持在一個(gè)恒定值，但有時(shí)電流略有增加，但我們發(fā)現(xiàn)有幾次電流急劇上升，幾乎是過載。從而證明我們的判斷是正確的。那么，可推式機(jī)械密封泄漏的主要原因是動、靜環(huán)因軸彎曲而斷裂泄漏。
原因找到了，如何解決這些問題？設(shè)計(jì)和使用條件不同，解決問題的方式也不同?，F(xiàn)在，根據(jù)實(shí)際情況解決問題。為了避免前面描述的遼山的超負(fù)荷情況，有兩種解決方案，短期和長期:
短期計(jì)劃:由于短時(shí)間內(nèi)仍需真空轉(zhuǎn)料，難免再次出現(xiàn)過料山狀態(tài)，導(dǎo)致攪拌超負(fù)荷。所以，為了避免這種情況下攪拌過載，調(diào)低頂入式攪拌器的轉(zhuǎn)速，慢慢破料山，避免過載。但這只是應(yīng)急的短期方案，還是有一定風(fēng)險(xiǎn)的。對于生產(chǎn)來說，一勞永逸的方案應(yīng)該是完全避免這種風(fēng)險(xiǎn)。所以長遠(yuǎn)的打算是找到合適的物料輸送泵，讓高濃度的懸浮液均勻的輸送到反應(yīng)釜中。但為了避免過載的可能，物料轉(zhuǎn)移時(shí)還是采用低速。
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