CN105333152A - 一种轴承常压自气密封装置 - Google Patents

Abstract

一种轴承常压自气密封装置，包括静密封部分、动密封部分和轴承，静密封部分包括轴承座底盖和轴承座上盖，轴承座底盖由底板内唇、底板外唇及底板组成，轴承座上盖由上盖内唇、上盖外唇及连接板组成，上盖外唇与底板外唇延伸连接，轴承座底盖和轴承座上盖之间构成用于储存润滑油的润滑腔室；动密封部分包括套设在搅拌轴上的轴唇A和轴唇B，轴唇A在径向位于底板内唇和底板外唇之间，在轴向与底板外唇和上盖外唇交错扣合；轴唇B与上盖内唇轴向交错扣合，且上盖内唇位于轴唇B之内；轴承在径向位于底板内唇和轴唇A之间。本发明能适用于高速或低速搅拌反应；不但能够适用于惰性气体保护反应，还能够适用于带有有毒有害气体的反应体系。

Description

一种轴承常压自气密封装置

技术领域

本发明涉及轴承密封技术领域，具体的说是一种轴承常压自气密封装置。

背景技术

在化工领域，经常面临既要搅拌又要气密封的常压化学反应问题。例如，惰性气体保护反应，或产物、反应物中含有有毒的易挥发性物质，或虽然无毒但价格不匪的易挥发性反应物或产物，都需要一个相对独立的反应空间，同时又需要搅拌。对于这个问题，目前的办法有三种：一是在轴承之外另设一套轴密封装置；二是在轴承内外套之间设置带有密封唇的密封装置；三是持续地向反应体系通入惰性气体，从而实现搅拌情况下的气密封反应或惰性气体保护的目的。第一、第二两种办法，都不能解决“滑动摩擦易产生热量、浪费动力和易损坏摩擦部件”的问题，对于仅需要低转速搅拌的反应，尚可以使用，而对于需要高转速搅拌的反应简直就不能使用。第三种方法，对惰性气体保护反应，连续通入惰性气体，虽然可以解决需要高转速搅拌反应的问题，却面临大量的惰性气体浪费，要避免惰性气体浪费，或对于产物、反应物含有有毒的易挥发性物质，第三种方法就无能为力了。作为第三种方法的改进，增加一套惰性气体循环装置虽然可以减少惰性气体浪费，但同时增加了设备投资。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴承常压自气密封装置，不但能够适用于惰性气体保护反应，还能够适用于带有有毒有害气体的反应体系；不仅可以应用于低转速搅拌反应，也能够应用于高转速搅拌反应。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种轴承常压自气密封装置，该密封装置设在反应器上盖板的上端面，并对伸出反应器的搅拌轴进行密封，包括静密封部分、动密封部分和轴承，所述的静密封部分包括轴承座底盖和轴承座上盖，其中，轴承座底盖由一体结构的底板内唇、底板外唇以及连接底板内唇和底板外唇的底板组成，底板固定在反应器上盖板上；轴承座上盖由上盖内唇、上盖外唇以及连接上盖内唇和上盖外唇的连接板组成，上盖外唇与底板外唇延伸连接，底板内唇和上盖内唇均与搅拌轴间隙配合，且均竖直朝上设置，上盖外唇朝下设置且位于底板内唇和底板外唇之间，轴承座底盖和轴承座上盖之间构成用于储存润滑油的润滑腔室；所述的动密封部分包括开口均朝下设置且套设在搅拌轴上的轴唇A和轴唇B，其中，轴唇A在径向位于底板内唇和底板外唇之间，在轴向与底板外唇和上盖外唇交错扣合；轴唇B与上盖内唇轴向交错扣合，且上盖内唇位于轴唇B之内；所述的轴承在径向位于底板内唇和轴唇A之间，且轴承内套内缘与底板内唇外缘、轴承外套外缘与轴唇A内缘之间均为过盈配合；所述的润滑腔室中设有润滑油，润滑油油面轴向高度高于轴承的内、外套上沿，低于底板内唇的上沿。

进一步的，所述的润滑腔室在轴向自上而下内径逐步变大，底板外唇的下部设有与润滑腔室连通的放油孔，上盖外唇上设有与润滑腔室连通的加油孔。

进一步的，所述的加油孔处螺纹连接有封口螺栓，封口螺栓的下端设有耐油圈，耐油圈的下部连接有用于测量润滑腔室中油量的机油标尺。

进一步的，所述的静密封部分还包括套设在搅拌轴上的安全罩，安全罩设置在连接板上端面上。

本发明中，轴承在轴向位于分别设在底板内唇外缘的台肩和轴唇A内缘的台肩之间，轴承内套下缘与底板内唇上的台肩上缘、轴承外套上缘与轴唇A上的台肩下缘之间为密切接触。

本发明中，轴唇A和轴唇B均与搅拌轴键连接，搅拌轴上位于轴唇A上方的部位设有用于锁紧轴唇A的锁紧螺母A，搅拌轴上位于位于轴唇B上方的部位设有用于锁紧轴唇B的锁紧螺母B，轴唇B及其锁紧螺母B均位于安全罩之中。

本发明中，上盖外唇和底板外唇法兰连接，底板通过螺栓固定在反应器上盖板上。

有益效果：（1）、动密封和静密封两部分之间仅通过润滑油和轴承直接接触，本发明中，润滑油在工作温度下的体积小于由底板内唇、底板外唇、底板以及轴承座上盖形成的、在轴向自上而下内径逐步变大的润滑腔室的体积，能够适用于各种高速或低速搅拌反应；不但能够适用于惰性气体保护反应，还能够适用于带有有毒有害气体的反应体系；

（2）、不存在漏油问题，搅拌进行中或停止时，离心力最多只能使润滑油的液面在径向倾斜，润滑油的重力不可能使润滑油漏出；

（3）、可实现滚动摩擦轴密封，不但可以降低轴承温升和动力损耗，更重要的是可以大幅度降低维修成本和原材料消耗，同时，也提高了设备利用率。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为图1中加油孔处的放大示意图；

图3为本发明轴承装配图；

图4为实施例1的示意图；

图5为实施例3的示意图。

附图标记：1、搅拌轴，2、联轴器被动盘，3、反应器上盖板，4、轴承，5、底板，6、底板内唇，7、底板外唇，8、连接板，9、上盖内唇，10、上盖外唇；11、轴唇A，12、键A，13、锁紧螺母A，14、轴唇B，15、键B，16、锁紧螺母B；17、润滑腔室，18、放油孔，19、加油孔，191、封口螺栓，192、耐油圈，193、机油标尺，20、安全罩，21、台肩，22、螺栓，23、耐油法兰垫；24、环形托架；

其中，图4和图5中附图标记25均为本发明的轴承常压自气密封装置。

图4：26、冷却水入口，27、动静研磨磨具的间隙，28、可伸缩密封圈，29、固体加料口，30、进气口，31、出气口，32、动磨具，33、放料口；

图5：34、放料阀，35、输入气体口，36、输出气体口，37、加热套，38、搅拌桨，39、加热油加料口，40、加热套温度探头，41、冷却管进口，42、反应液温度探头，43、冷却管出口，44、加热套放空管，45、保温层，46、加料口，47、电热管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的轴承常压自气密封装置作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种轴承常压自气密封装置，该密封装置对伸出反应器的搅拌轴1进行密封，如图1所示，搅拌轴1的端部设有联轴器被动盘2，且该密封装置设在反应器上盖板3的上端面。

该装置包括静密封部分、动密封部分和轴承4，所述的静密封部分包括轴承座底盖、轴承座上盖和套设在搅拌轴1上的安全罩20，其中，轴承座底盖由一体结构的底板内唇6、底板外唇7以及连接底板内唇6和底板外唇7的底板5组成，底板5固定在反应器上盖板3上；轴承座上盖由上盖内唇9、上盖外唇10以及连接上盖内唇9和上盖外唇10的连接板8组成，安全罩20设置在连接板8上端面上，上盖外唇10与底板外唇7延伸连接，底板内唇6和上盖内唇9均与搅拌轴1间隙配合，且均竖直朝上设置，上盖外唇10朝下设置且位于底板内唇6和底板外唇7之间，上盖外唇10与底板外唇7法兰连接，法兰之间还设有耐油法兰垫23，底板5通过螺栓22固定在反应器上盖板3上，轴承座底盖和轴承座上盖之间构成用于储存润滑油的润滑腔室17。

所述的动密封部分包括开口均朝下设置且套设在搅拌轴1上的轴唇A11和轴唇B14，其中，轴唇A11在径向位于底板内唇6和底板外唇7之间，在轴向与底板外唇7和上盖外唇10交错扣合；轴唇B14与上盖内唇9轴向交错扣合，且上盖内唇9位于轴唇B14之内。轴唇A11和轴唇B14均与搅拌轴1键连接，搅拌轴1上位于轴唇A11上方的部位设有用于锁紧轴唇A11的锁紧螺母A13，搅拌轴1上位于位于轴唇B14上方的部位设有用于锁紧轴唇B14的锁紧螺母B16，轴唇B14及其锁紧螺母B16位于安全罩20之中。键A12位于轴唇A11和压紧螺母A13之间，键B15位于轴唇B14和压紧螺母B16之间，它们之间均为紧配合。

如图1所示，底板内唇6和底板外唇7均竖直朝上设置，底板内唇6和底板外唇7均呈环形，其中，底板内唇6呈J型，且沿其径向，其上端外径小于下端外径，底板外唇7呈竖直竖直的圆环形，底板外唇7和上盖外唇10外部均设有延伸端；上盖内唇9竖直朝上设置，上盖外唇10竖直朝下设置，轴唇A11开口竖直朝下设置，且其走势与底板外唇7、上盖外唇10、连接板8三者顺序连接的内壁的走势相吻合，轴唇B14开口竖直朝下设置。

所述的轴承4在径向位于底板内唇6和轴唇A11之间，轴承4在轴向位于分别设在底板内唇6外缘的台肩和轴唇A11内缘的台肩之间，且轴承内套内缘与底板内唇6外缘、轴承外套外缘与轴唇A11内缘之间均为过盈配合。

其中，润滑腔室17在轴向自上而下内径逐步变大，润滑腔室17中设有润滑油，润滑油油面高度在轴向高于轴承4的内、外套上沿，低于底板内唇6的上沿；底板外唇7的下部设有与润滑腔室17连通的丝头封堵的放油孔18，上盖外唇9上、径向远轴处设有丝头封堵的加油孔19，加油孔19与润滑腔室17连通。

如图2所示，加油孔19处螺纹连接有封口螺栓191，封口螺栓191的下端设有耐油圈192，耐油圈192的下部连接有用于测量润滑腔室17中油量的机油标尺193。

上述各相邻部件，除润滑油和特别讲明外，它们之间均留有间隙。

本发明的安装：（1）、如图3所示，让轴唇A11的开口朝上，并将其放置到环形托架24上，先把轴承4装配到轴唇A11上，而后把底板内唇6安装到轴承4的内套上；（2）、把键A12置入其键槽中，把搅拌轴1安装到轴唇A11中，套上锁紧螺母A13后，倒置装置于环形托架24、拧紧锁紧螺母A13；（3）、如图1，垫上耐油法兰垫23后，安装轴承座上盖；（4）、稍稍垫起搅拌轴1，把键B15置于其键槽中后，安装轴唇B14，并以锁紧螺母B16压紧；（5）、把安全罩20用螺栓22固定在轴承座上盖上后，安装联轴器被动盘2；（6）、用螺栓22把底板5固定在反应器上盖板3上，而后在搅拌轴1的另一端安装上搅拌桨（图中未显示），再把反应器上盖板3通过螺栓固定到反应器上；（7）、如图2，拧开加油孔19的封口螺栓191，加入润滑油，另找一根细棒通过加油孔19插入润滑油中，拔出后比较其油界面与机油标尺193是否一致，如果油面低，继续加润滑油，如果高了，可以松开封口螺栓191，放出一些润滑油，使油面位置符合要求后再拧紧之；（8）、拧上加油孔19的封口螺栓191，即完成了本发明装置的安装。本发明使用一段时间后，应拧开加油孔19的封口螺栓191，通过机油标尺193，观察润滑油液面，并及时补加润滑油，使其液面符合要求。

实施例1

例如申请号为CN20141034266.4公开了一种高剪切力研磨反应器，高速运转是一个关键参数，其所采用的密封方法，是连续通入惰性气体或反应气体，此法作为一个实验室反应装置，浪费一点惰性气体或无毒的反应原料气体（例如二氧化碳）尚可接受，但对于工业生产，明显是不划算的。将本发明应用于“高剪切力研磨反应器”，对于反应器内外压力都在常压范围内的反应，就是非常合适的。具体操作过程如下：

一、设备的安装对接

1、如图3，让轴唇A11的开口朝上，并将其放置到环形托架24上，先把轴承4装配到轴唇A11上，而后把底板内唇6安装到轴承4的内套上；

2、把键A12置入其键槽中，把搅拌轴1安装到轴唇A11中，套上锁紧螺母A13后，倒置装置于环形托架24、拧紧锁紧螺母A13；

3、如图1，垫上耐油法兰垫23后，安装轴承座上盖；

4、稍稍垫起搅拌轴1，把键B15置于其键槽中后，安装轴唇B14，并以锁紧螺母B16压紧；

5、把安全罩20用螺栓22固定在轴承座上盖上后，将搅拌轴1的上端固定在可上下移动的、带有传动机构的轴套中；

6、如图4所示，用螺栓将底板5（图1）与可伸缩密封圈28的上端口及其下垫圈固定在一起，用螺栓将可伸缩密封圈28的下端口及其上垫圈固定在反应器上盖板3上；

7、在搅拌轴1的另一端安装上动磨具32，再把反应器上盖板3通过螺栓固定到反应器上，动静研磨磨具的间隙27的调节，借助于可伸缩密封圈28来实现，至于具体的调节机构和方法属于常规技术，在此不予赘述。

二、反应操作

1、如图4，打开进气口30、出气口31及放料口33的阀门，并把进气口30和放料口33分别连接上反应溶剂流出和注入管，先快后慢，向反应器中注入计量的反应溶剂（W₁kg），则空气从出气口31排出，当有少量反应溶剂（W₂kg）从出气口31流出后，关闭放料口33和进气口30。

2、设反应需要溶剂的量为W₀kg，把出气口31连接惰性气体保护源（常压），开启放料口33，放出W₃kg反应溶剂，使W₃满足W₃=W₁-W₂-W₀，关闭放料口33。

3、启动搅拌装置，根据反应需要，开启冷却水入口26处的阀门，通过固体加料口29加入固体反应原料，通过进气口30加入液体或气体反应原料。

4、按常规操作，进行反应、放料，再加料、再反应、再放料，直到停止生产时，按常规清洗设备。

该实施例为高速搅拌、常压惰性气体保护反应，经试验后检测，不存在漏油问题，搅拌停止时，润滑油的重力不可能使润滑油漏出，就是在搅拌时，离心力最多只能使润滑油的液面在径向倾斜；不但可以降低轴承温升和动力损耗，更重要的是可以大幅度降低原材料消耗。

实施例2

球形纳米碳酸钙有很多用途，其生产方法多采用熟石灰（氢氧化钙）和二氧化碳，以水为溶剂进行反应来制备。

本实施例的设备对接同实施例1，反应操作如下：

1、如图4，把进气口30连接出口压力为常压的二氧化碳气源。

2、启动搅拌装置，根据反应需要，开启冷却水入口26处的阀门，通过固体加料口29加入计量的粉状氢氧化钙，开启进气口30的阀门加入二氧化碳。

3、通过固体加料口29，检测反应液的pH值，当pH=5时，关闭进气口30的阀门。

4、开启放料口33，放料，对半成品纳米碳酸钙乳液继续进行后处理。

该实施例为高速搅拌、常压气固相反应，经试验后检测，不存在漏油问题，可以降低轴承温升和动力损耗，更重要的是可以大幅度降低原材料消耗。

实施例3

本实施例的设备对接，如图5，除了把本发明25的底板5与反应器上盖板3通过螺栓直接固定在一起，再把反应器上盖板3通过螺栓固定到反应器上，以及搅拌轴1的下端安装上搅拌桨38以外，其余同实施例1。本实施例中，反应器外包裹有盛放有加热油的加热套37，加热套37中设有电热管47和电热套温度探头40，加热套37一端设有加热油加料口39，另一端设有加热套放空管44，加热套37外还设有保温层45；反应器中设有冷却管进口41、反应液温度探头42和冷却管出口43，反应器上端设有输入气体口35和输出气体口36，下端设有放料阀34。

反应操作如下：

1、如图5，打开输入气体口35和、输出气体口36及放料阀34，并把输入气体口35和放料阀34分别连接上95%乙醇流出和注入管，先快后慢，向反应器中注入计量的95%乙醇（W₁kg），则空气从输出气体口36排出，当有少量反应溶剂（W₂kg）从输出气体口36流出后，关闭放料阀34和输入气体口35；

2、设反应需要溶剂的量为W₀kg，把输出气体口36连接惰性气体保护源（常压），开启放料阀34，放出W₃kg反应溶剂，使W₃满足W₃=W₁-W₂-W₀，关闭放料阀34；

3、启动搅拌轴1带动搅拌桨38转动，通过加料口46加入固体反应原料苯酚23.3kg、质量分数为27.5%的双氧水50kg，将体系温度加热到38℃，通过输入气体口35，按1kg/min的速度缓慢加入60kg溴素，若反应温度临近40℃应开启冷却水，使其降至35℃以下；

4、加完溴素后，把体系温度升到60℃，并保持1h后，通过加料口46取样，并通过TCL检测，当原料苯酚消耗完毕且几乎全部生成目标产物后，加入质量浓度为30%的七水亚硫酸溶液55kg，还原过量的双氧水；

5、按常规操作，进行放料，目标产物的结晶、提纯、干燥包装等操作；

6、因故停止生产时，按常规清洗设备。

该实施例为高速搅拌、常压有毒、易挥发气体参加的反应，经试验后检测，不存在漏油问题，可以降低轴承温升和动力损耗，更重要的是可以大幅度降低原材料消耗。

若依照本发明原理，仅仅是改变自密封轴承的几何尺寸或制作原材料，均应属于本发明的覆盖范围。

Claims (7)

1.一种轴承常压自气密封装置，该密封装置设在反应器上盖板（3）的上端面，并对伸出反应器的搅拌轴（1）进行密封，其特征在于：包括静密封部分、动密封部分和轴承（4），所述的静密封部分包括轴承座底盖和轴承座上盖，其中，轴承座底盖由一体结构的底板内唇（6）、底板外唇（7）以及连接底板内唇（6）和底板外唇（7）的底板（5）组成，底板（5）固定在反应器上盖板（3）上；轴承座上盖由上盖内唇（9）、上盖外唇（10）以及连接上盖内唇（9）和上盖外唇（10）的连接板（8）组成，上盖外唇（10）与底板外唇（7）延伸连接，底板内唇（6）和上盖内唇（9）均与搅拌轴（1）间隙配合，且均竖直朝上设置，上盖外唇（10）朝下设置且位于底板内唇（6）和底板外唇（7）之间，轴承座底盖和轴承座上盖之间构成用于储存润滑油的润滑腔室（17）；

所述的动密封部分包括开口均朝下设置且套设在搅拌轴（1）上的轴唇A（11）和轴唇B（14），其中，轴唇A（11）在径向位于底板内唇（6）和底板外唇（7）之间，在轴向与底板外唇（7）和上盖外唇（10）交错扣合；轴唇B（14）与上盖内唇（9）轴向交错扣合，且上盖内唇（9）位于轴唇B（14）之内；

所述的轴承（4）在径向位于底板内唇（6）和轴唇A（11）之间，且轴承内套内缘与底板内唇（6）外缘、轴承外套外缘与轴唇A（11）内缘之间均为过盈配合；所述的润滑腔室（17）中设有润滑油，润滑油油面高度高于轴承（4）的内、外套上沿，低于底板内唇（6）的上沿。

2.根据权利要求1所述的一种轴承常压自气密封装置，其特征在于：所述的润滑腔室（17）在轴向自上而下内径逐步变大，底板外唇（7）的下部设有与润滑腔室（17）连通的放油孔（18），上盖外唇（9）上设有与润滑腔室（17）连通的加油孔（19）。

3.根据权利要求2所述的一种轴承常压自气密封装置，其特征在于：所述的加油孔（19）处螺纹连接有封口螺栓（191），封口螺栓（191）的下端设有耐油圈（192），耐油圈（192）的下部连接有用于测量润滑腔室（17）中油量的机油标尺（193）。

4.根据权利要求1所述的一种轴承常压自气密封装置，其特征在于：所述的静密封部分还包括套设在搅拌轴（1）上的安全罩（20），安全罩（20）设置在连接板（8）上端面上。

5.根据权利要求1所述的一种轴承常压自气密封装置，其特征在于：轴承（4）在轴向位于分别设在底板内唇（6）外缘的台肩和轴唇A（11）内缘的台肩之间。

6.根据权利要求1所述的一种轴承常压自气密封装置，其特征在于：轴唇A（11）和轴唇B（14）均与搅拌轴（1）键连接，搅拌轴（1）上位于轴唇A（11）上方的部位设有用于锁紧轴唇A（11）的锁紧螺母A（13），搅拌轴（1）上位于位于轴唇B（14）上方的部位设有用于锁紧轴唇B（14）的锁紧螺母B（16）。

7.根据权利要求1所述的一种轴承常压自气密封装置，其特征在于：上盖外唇（10）与底板外唇（7）法兰连接，底板（5）通过螺栓（22）固定在反应器上盖板（3）上。