一种氢氟酸预反应器螺旋主轴总成的制作方法

1.本实用新型涉及氟化工预反应技术领域，具体涉及一种氢氟酸预反应器螺旋主轴总成。


背景技术：

2.无水氢氟酸的生产工艺流程包括萤石干燥、加料、反应、产品精制、尾气回收和石膏处理等环节。湿萤石经干燥炉干燥后，将得到的干萤石送到萤石高位仓，干萤石经计量秤下料到预反应器，与一定温度和数量的硫酸搅拌预反应，预反应后的物流再送至转炉进一步反应，产生的氢氟酸气体，经洗涤、精制后，送到产品槽。预反应器是氢氟酸装置的关键设备之一，它由电机、摆线针轮减速机、传动箱、机座、螺旋主轴总成(包括主轴、螺旋轴套等部件)、填料段、萤石加粉段、啮合段、延伸段等组成。氢氟酸预反应器的运行工况较为复杂，特别是在啮合段，150℃温度下硫酸与萤石粉反应的工况十分恶劣，对材质的耐腐、耐磨性要求尤为苛刻。螺旋轴套处在这样的工况中使用，极易腐蚀、磨损，尤其是下酸段螺旋轴套，处于下酸口正下方，受到高温硫酸的冲刷和萤石粉的搅拌、挤压、磨损，其最短使用周期仅为一个月左右，严重影响氢氟酸预反应装置的正常运行。
3.如cn201240840y公开了一种氢氟酸预反应器。氢氟酸预反应器由调频变速电机、主轴承段、莹石加料段、反应段、螺旋主轴、反应段桨叶、清洁销、延伸段等组成，其中调频变速电机通过摆线针轮减机与蛇型弹簧联轴器和驱动箱连接，螺旋主轴一端连接驱动箱，通过联轴器罩壳、主轴承段、莹石加料段、反应段、延伸段，螺旋主轴在反应段间装置反应段桨叶、清洁销，螺旋主轴在延伸段间装置延伸段桨叶、清洁销。该实用新型的氢氟酸预反应器，是氢氟酸生产的前序加工设备，由于物料在预反应器中螺旋推进，混合搅拌，能够产出40％的氢氟酸气体，之后再进入炉中反应，腐蚀峰点降低，提高炉体寿命，降低设备能耗，可比一步法生产工艺提高40％效率。不足之处是螺旋主轴易腐蚀磨损、使用寿命短、设备检维修频繁。
4.又如cn102390812a公开了一种氢氟酸预反应器，装有轴承组的中空副轴固定在轴承箱内，带螺旋叶片的水平主轴一端穿过中空副轴内部，并在中空副轴的两端分别用锥度盘对水平主轴进行固定，再用锁紧螺母锁紧锥度盘；水平主轴在穿出中空副轴后，其该端采用弹性柱销联轴器与电机减速器进行直联；轴承箱另一侧预反应器机壳的混拌区及预反应区内的水平主轴上装有螺旋叶片，预反应器机壳的混拌区的上部分有进料口，预反应区的上方开设导气孔，水平主轴另一端最边侧为敞开式的出料口与氢氟酸的反应转炉连接；密封填料及填料压盖设置于预反应器机壳的混拌区一端、接近轴承组一侧的水平主轴上。该发明具有整体结构性能好，安装、维修方便的特点。不足之处是水平主轴易腐蚀磨损、使用寿命短、设备检维修频繁。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术中预反应器螺旋主轴总成上的螺旋轴套易腐蚀磨损、使
用寿命短、设备检维修频繁等相关问题，提供了一种结构简单，耐腐蚀磨损性能优异，成本低，运行周期长的氢氟酸预反应器螺旋主轴总成。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种氢氟酸预反应器螺旋主轴总成，包括筒体和设置在筒体内的螺旋主轴，所述螺旋主轴上套装有螺旋轴套，所述螺旋主轴一端设置有主轴轴端螺母，所述螺旋主轴另一端轴头侧依次套装有弹簧座、填料段碟簧、固定座和填料段油缸，所述填料段碟簧一端与所述弹簧座相连，所述填料段碟簧另一端与所述固定座一端连接，所述固定座另一端与所述填料段油缸一端连接，所述填料段油缸另一端与所述螺旋轴套相连，所述螺旋主轴上沿轴向设置有轴键，所述螺旋轴套内表面上设置有与所述轴键相配合的键槽，所述螺旋轴套上设置有填料段轴瓦和螺旋桨叶片。
7.作为本实用新型的优选实施方式，所述螺旋轴套由填料段轴套、加粉段轴套、啮合段轴套组成，所述筒体由填料段筒体、加粉段筒体和啮合段筒体组成，所述填料段轴套设置在所述填料段筒体内，所述加粉段轴套设置在所述加粉段筒体内，所述啮合段轴套设置在所述啮合段筒体内，所述填料段轴套一端与所述填料段油缸连接。
8.作为本实用新型的优选实施方式，所述填料段轴套、加粉段轴套、啮合段轴套依次套装在所述螺旋主轴上，所述填料段轴瓦套装在所述填料段轴套上，所述螺旋桨叶片设置在所述加粉段轴套和所述啮合段轴套上。
9.作为本实用新型的优选实施方式，所述弹簧座、填料段碟簧、固定座、填料段油缸和填料段轴瓦设置在所述填料段筒体内，所述加粉段筒体上设置有萤石粉加料口，所述啮合段筒体上设置有加酸口，所述啮合段筒体内壁上沿轴向设置有用以清除所述螺旋桨叶片上黏结的物料的啮合段清洁销。
10.作为本实用新型的优选实施方式，所述啮合段清洁销为2-4行，沿着圆周方向均布在所述的啮合段筒体内壁上。
11.作为本实用新型的优选实施方式，所述螺旋桨叶片与所述啮合段清洁销之间的轴向间隙为5-10mm。
12.作为本实用新型的优选实施方式，所述啮合段轴套外表面设置有防腐层。
13.作为本实用新型的优选实施方式，所述防腐层采用缠绕或烧结方式设置。
14.作为本实用新型的优选实施方式，所述填料段轴套、加粉段轴套、啮合段轴套端面均设置有o型圈槽，所述o型圈槽内设置有o型圈。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
16.1、本实用新型中的加粉段轴套和啮合段轴套上设置有螺旋桨叶片，啮合段筒体内壁上沿轴向设置有用以清除螺旋桨叶片上黏结的物料的啮合段清洁销，物料采用螺旋叶片输送的形式，不卡料，不返料，提高了生产效率和产品质量；
17.2、本实用新型中的螺旋主轴上套装有螺旋轴套，具备优异的抗腐蚀性能，在650-1040℃下表现出极好的稳定性，且机械强度好、结构刚度高，对螺旋主轴起到了很好的保护作用，显著延长了螺旋主轴在高温、粉尘、腐蚀等恶劣环境中的使用寿命，降低了生产成本；
18.3、本实用新型采用空心螺旋主轴和螺旋轴套，显著减轻了重量，降低了大轴的挠度，空心螺旋主轴运转时振动小，改善了设备的性能，延长了设备的使用周期；且降低了制造成本；
19.4、本实用新型的螺旋主轴被套装的螺旋轴套密封保护，与反应介质隔离，承担物
料腐蚀磨损的仅是螺旋轴套；尤其是啮合段轴套外表面设置有防腐层，进一步增强了啮合段螺旋轴套的防腐能力，有效解决了下酸口处螺旋轴套易腐蚀磨损、使用寿命短、设备检维修频繁等问题。
附图说明
20.图1为本实用新型的氢氟酸预反应器螺旋主轴总成的结构示意图；
21.图2为本实用新型的啮合段轴套的左视图；
22.图3为本实用新型的啮合段剖面图。
23.图中，螺旋主轴1，填料段筒体2，填料段油缸3，填料段轴瓦4，填料段轴套5，填料段碟簧6，加粉段筒体7，加粉段轴套8，啮合段筒体9，啮合段轴套10，啮合段清洁销11，主轴轴端螺母12，萤石粉加料口13，加酸口14，螺旋桨叶片15，轴键16，固定座17、弹簧座18，防腐层19，o型圈槽20，键槽21。
具体实施方式
24.以下结合实施例和附图，对本实用新型的技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.如图1～图3所示，一种氢氟酸预反应器螺旋主轴总成，包括筒体和设置在筒体内的螺旋主轴1，所述螺旋主轴1上套装有螺旋轴套；所述螺旋轴套由填料段轴套5、加粉段轴套8、啮合段轴套10组成，所述填料段轴套5、加粉段轴套8、啮合段轴套10端面均设置有o型圈槽20，所述o型圈槽20内设置有耐腐蚀材质如氟橡胶246材质的o型圈进行密封；所述填料段轴套5、加粉段轴套8、啮合段轴套10依次套装在所述螺旋主轴1上，所述填料段轴套5上套装有填料段轴瓦4，并由填料段轴瓦4外壳进行压紧固定，所述加粉段轴套8和所述啮合段轴套10上设置有述螺旋桨叶片15，所述啮合段轴套10外表面还设置有防腐层19，所述防腐层19可采用聚四氟乙烯等防腐材料以缠绕或烧结方式设置；所述筒体由填料段筒体2、加粉段筒体7和啮合段筒体9组成，所述填料段筒体2、加粉段筒体7、啮合段筒体9依次连接固定在设备机架上，所述填料段轴套5设置在所述填料段筒体2内，所述加粉段轴套8设置在所述加粉段筒体7内，所述啮合段轴套10设置在所述啮合段筒体9内，所述填料段筒体2内还设置有弹簧座18、填料段碟簧6、固定座17、填料段油缸3，所述弹簧座18、填料段碟簧6、固定座17、填料段油缸3依次套装在所述螺旋主轴1的一端，所述填料段碟簧6一端与所述弹簧座18相连，所述填料段碟簧6另一端与所述固定座17连接，所述固定座17另一端与所述填料段油缸3连接，所述填料段油缸3另一端与所述填料段轴套5一端相连；所述加粉段筒体7上设置有萤石粉加料口13，所述啮合段筒体9上设置有加酸口14，所述啮合段筒体9内壁上沿轴向设置有用以清除所述螺旋桨叶片15上黏结的物料的啮合段清洁销11，优选可在所述的啮合段筒体9内壁上沿着圆周方向采取焊接方式均布2-4行啮合段清洁销11，所述螺旋桨叶片15与所述啮合段清洁销11之间的轴向间隙优选为5-10mm；所述螺旋主轴1另一端设置有主轴轴端螺母12；所述螺旋主轴1上沿轴向设置有轴键16，所述螺旋轴套内表面上设置有与所述轴键16相配合的键槽21，以传递扭矩。
26.本实用新型的螺旋轴套组装时，将填料段轴套5、加粉段轴套8、啮合段轴套10依次套装在螺旋主轴1上后，最外侧用主轴轴端螺母12初步紧固，利用填料段油缸3顶压填料段
碟簧6，然后将主轴轴端螺母12继续拧紧，卸去填料段油缸3压力，此时填料段碟簧6弹开，反向压紧各轴套端面，使各节轴套端面间密封良好。
27.本实用新型的螺旋轴套可选择各种防腐材质，优选哈氏合金如hc-4或c-276材质，哈氏合金是一种含钨的镍铬钼合金，硅、碳含量低，具备优异的抗腐蚀性能，在650-1040℃下表现出极好的稳定性，且机械强度好、结构刚度高，适用于高温、粉尘、腐蚀等恶劣环境。在加粉段轴套8和啮合段轴套10上焊接螺旋桨叶片15时，可采用手工钨极氩弧焊方法，背面采用纯氩气保护进行螺旋桨叶片15的焊接。
28.所述啮合段轴套10外表面设置的防腐层19可采用聚四氟乙烯等防腐材料以缠绕或烧结方式加工：如将啮合段轴套10上设置的螺旋桨叶片15的叶刃边磨钝，防止耐腐蚀材料如聚四氟乙烯缠绕带割断，然后在啮合段轴套10外表面及螺旋桨叶片15上均匀缠绕聚四氟乙烯带，放入炉子中烧结成型得到防腐层19，防腐层19在运行过程中可进一步防止硫酸冲刷腐蚀。
29.本实用新型的螺旋主轴1被外装的螺旋轴套密封保护，与反应介质隔离，承担物料腐蚀磨损的仅是螺旋轴套；尤其是啮合段轴套10外表面设置有防腐层19，可进一步防止硫酸冲刷腐蚀。本实用新型具有结构简单，耐腐蚀磨损性能优异，设备寿命长，成本低，运行周期稳定的优点。
30.本实用新型的工作流程为：通过萤石粉加料口13向预反应器中加入萤石粉，同时通过设置在啮合段筒体9上的加酸口14向预反应器中加入98wt％的硫酸，随着螺旋主轴1的转动，螺旋桨叶片15在所对应的清洁销11之间穿行，将萤石粉料与98wt％的硫酸在啮合段壳体9内进行充分搅拌混合，并发生预反应，同时推动物料前进，啮合段清洁销11帮助清除螺旋桨叶片15上黏结的物料。填料段筒体2的作用是固定填料，形成密封，防止萤石粉料漏入填料段轴瓦4造成螺旋主轴1磨损失效。加粉段筒体7的作用是提供物料进入通道。