CN105771792A - 一种用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统，包括：第一密封圈和第二密封圈。本发明通过设置第一密封圈、第二密封圈和进气排水管，解决了现有技术中气密封密封效果不好的缺点；优选地，本发明在下端盖上设置与气源连接的进气排水管，通过进气排水管往密封腔内通入压缩气体，能够使得搅拌桨密封圈在破损的情况下形成气密封的效果，进一步提高了密封的可靠性。

Description

一种用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统

技术领域

本发明涉及一种轴密封装置的改进，尤其涉及一种用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

湿法混合制粒机是医药工业片剂生产中对药粉、淀粉、粘合剂等进行湿法混合制粒的专用设备。也适用于食品、化工的粉状物料混合与制粒。对于制粒机来说，由于进入的物料和水的混合物可能是酸性，可能是碱性，制粒机的清洗工作是必须的，一旦清洗不干净会污染物料，严重的话可能会导致物料的报废，故制粒机清洗必须干净且无残留，如果结构上带有死角，生产过程中物料、水等进入死角内，将无法清洗干净，湿法混合制粒机一般包括基座、缸体、搅拌系统、和制粒系统，搅拌系统由搅拌传动装置、搅拌桨以及密封装置组成，由于传统搅拌系统的密封装置结构较为复杂，容易出现清洗死角，并且密封效果也不好，在搅拌系统转动工作时缸体内的原料还是容易进入密封装置，随着原料杂质在密封装置内堆积，对转动的搅拌系统间的密封装置磨损越快，并且在每次加工不同的材料之前要对整个湿法混合制粒机进行清洗，包括缸体内的搅拌系统以及搅拌系统的密封机构也需要清洗，传统的搅拌系统在清洗时，需要将搅拌桨从搅拌传动装置上拆下，才能露出密封装置，并对密封装置进行清洗，对于较大型的湿法混合制粒机，其装备的搅拌桨也是较大并且较重的，拆下清洗再重新装上使用都需要借助起吊设备，较为不方便，影响清洗效率。

现有技术中，湿法混合制粒机的搅拌轴的密封普遍采用的是气密封。湿法混合制粒机在混合制粒过程中，由于搅拌桨的作用，物料在物料锅内分布并不均匀，导致气密封处的气量分布也不均匀，密封效果不好，造成了部分物料可以进入到密封腔内，一方面可能引起物料交叉污染，不符合GMP的要求，另一方面密封腔内的物料越积越多，可能导致搅拌轴抱死的现象。气密封压力通常大于0.4MPa，耗气量较大，浪费能源。气密封的清洁采用注水清洗，无法清洗干净。

因此，现有技术中存在对湿法混合制粒机的搅拌轴密封装置进行改进的需要。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统，采用了接触式密封，提高了密封的可靠性，同时通过进气排水管往密封腔内通入压缩气体，能够使得搅拌桨密封圈在破损的情况下形成气密封的效果，进一步提高了密封的可靠性。

根据本发明的用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统，包括：

第一密封圈，套设在搅拌桨中心体的下端，用于密封搅拌桨中心体下端的外侧与底孔内壁之间的间隙；

第二密封圈，设置在所述通孔内，用于密封搅拌轴与通孔内壁之间的间隙；

其中，湿法混合制粒机的物料锅下侧设置有底孔；物料锅的下端盖从所述底孔的下方伸入所述底孔，搅拌桨中心体的下端从所述底孔的上方伸入所述底孔；所述下端盖上设置有通孔，湿法混合制粒机的搅拌轴的上端穿过所述通孔和所述底孔与搅拌桨中心体的下端固定连接。

优选地，第一密封圈和第二密封圈之间形成密封腔；所述搅拌轴密封系统进一步包括：

进气排水管，设置在所述下端盖上，其一端与所述密封腔连通，另一端与气源连接；

气源，用于提供压缩气体。

优选地，第一密封圈的内圈与搅拌桨中心体下端的外侧过盈配合，用于对第一密封圈进行周向定位；搅拌桨中心体下端的外侧设置有第一定位单元，用于对第一密封圈进行轴向定位。

优选地，第一定位单元包括：

第一凹槽，设置在搅拌桨中心体下端外侧的周向上；

第一挡圈，设置在第一凹槽内，第一挡圈的上侧与第一密封圈的下侧抵触相接。

优选地，第二密封圈的外圈与所述通孔内侧过盈配合，用于对第二密封圈进行周向定位；所述通孔的内侧设置有第二定位单元，用于对第二密封圈进行轴向定位。

优选地，第二定位单元包括：

第二凹槽，设置在所述通孔内侧的周向上；

第二挡圈，设置在第二凹槽内，第二挡圈的下侧与第二密封圈的上侧抵触相接。

优选地，第一密封圈和/或第二密封圈为环形结构，所述环形结构包括：U型环体、和设置在U型环体内的弹性体；第一密封圈的U型环体的开口朝上，第二密封圈的U型环体的开口朝下。

优选地，U型环体开口端的外侧向外凸出形成凸起；第一密封圈的所述凸起与所述底孔的内壁之间形成线接触密封，第二密封圈的所述凸起与搅拌轴外侧之间形成线接触密封。

优选地，弹性体为硅橡胶。

优选地，所述U型环体的硬度为50-70度，和/或所述硅橡胶的硬度为40-60度。

优选地，根据本发明的搅拌轴密封系统进一步包括：控制器和第一传感器；其中，

第一传感器设置在物料锅上，用于检测物料锅内的物料总量和物料密度，并发送给控制器；

控制器，根据接收的物料总量和物料密度数据确定进气量，并根据所述进气量调整进气排水管进气阀门的开度；开度为0时，进气阀门关闭，所述进气排水管与气源之间不连通；开度大于0时，所述进气排水管与气源之间连通；开度为100％时，进气阀门完全打开。

优选地，根据本发明的搅拌轴密封系统进一步包括：第二传感器；

第二传感器设置在密封腔内，实时检测密封腔内的气流量，并发送给控制器；

控制器将接收的气流量与预设的气流量阈值进行比较，当气流量大于预设的第一气流量阈值时，控制器根据接收的物料总量和物料密度数据确定进气量，并根据所述进气量调整进气排水管进气阀门的开度；当气流量大于预设的第二气流量阈值时，判定所述湿法混合制粒机的密封失效，向操作者发送更换第一密封圈和第二密封圈的警告；

其中，第二气流量阈值大于第一气流量阈值。

优选地，所述进气排水管的另一端通过两位三通阀分别与气源和清洗液连接，实现进气排水管与气源通或与排水管通。

根据本发明的用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统，通过设置第一密封圈和第二密封圈，解决了现有技术中气密封密封效果不好的缺点。优选地，本发明在下端盖上设置进气排水管，通过进气排水管往密封腔内通入压缩气体，能够使得搅拌桨密封圈在破损的情况下形成气密封的效果，进一步提高了密封的可靠性。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是采用本发明的搅拌轴密封系统的湿法混合制粒机的示意图；

图2是根据本发明的搅拌轴密封系统的示意图；

图3是根据本发明优选实施例的第一密封圈与搅拌桨中心体的结构示意图；

图4是根据本发明优选实施例的第二密封圈与下端盖的结构示意图；

图5是根据本发明优选实施例的第一密封圈的断面示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

参见图1-4，湿法混合制粒机的物料锅10下侧设置有底孔11；物料锅10的下端盖从底孔11的下方伸入底孔11，搅拌桨中心体30的下端从底孔11的上方伸入底孔11；下端盖40上设置有通孔41，湿法混合制粒机的搅拌轴20的上端穿过通孔41和底孔11与搅拌桨中心体30的下端固定连接。在混合制粒过程中，由于搅拌桨的作用，物料在物料锅内分布并不均匀，导致气密封处的气量分布也不均匀，密封效果不好；部分物料可以进入到密封腔内，一方面可能引起物料交叉污染，不符合GMP的要求，另一方面密封腔内的物料越积越多，可能导致搅拌轴抱死的现象。为了解决这个问题，本发明在湿法混合制粒机中设置第一密封圈50和第二密封圈60，底孔11内的第一密封圈50和第二密封圈60之间形成密封腔，通过接触式密封提高密封的可靠性。为了进一步提高密封腔内的密封效果，下端盖40与物料锅底部的下侧之间可以设置物料锅下端盖密封圈90。

参见图2和图3，第一密封圈50套设在搅拌桨中心体30的下端，用于密封搅拌桨中心体30下端的外侧与底孔11内壁之间的间隙。在混合制粒过程中，搅拌桨中心体30在搅拌轴20的驱动下不断转动，为了防止转动过程中第一密封圈密封50与搅拌桨中心体30的下端松动进而影响密封效果，可以对第一密封圈50进行周向定位，例如使第一密封圈50的内圈与搅拌桨中心体30下端的外侧过盈配合，当搅拌桨中心体30旋转时，第一密封圈50随搅拌桨中心体30一起旋转。

在混合制粒过程中部分物料有可能进入密封腔内，当采用湿法混合制粒机处理其他物料时，密封腔内的物料会与物料锅内的物料发生交叉污染，影响产品质量的稳定性。在清洗物料锅过程中部分清洗液也可能进入密封腔内，使得制粒过程不符合GMP的要求。因此，保持密封腔内的清洁卫生显得尤为重要。为了便于清洗密封腔，可以对第一密封圈50进行轴向定位，例如在搅拌桨中心体30下端的外侧设置第一定位单元70。优选地，第一定位单元70包括：

第一凹槽71，设置在搅拌桨中心体30下端外侧的周向上；

第一挡圈72，设置在第一凹槽71内，第一挡圈72的上侧与第一密封圈50的下侧抵触相接。

搅拌轴20上升时，第一密封圈50与搅拌轴20一起上升，可实现密封腔彻底清洁。清洁完成后，搅拌轴20下落，第一密封圈50能恢复原位并保持密封效果。为了尽量减小第一密封圈50与第一挡圈72之间的摩擦，可以在第一密封圈50与第一挡圈72之间设置防磨圈73。

第二密封圈60设置在通孔41内，用于密封搅拌轴20与通孔41内壁之间的间隙，参见图2和图4。在混合制粒过程中，搅拌轴20不断转动，为了防止转动过程中第二密封圈60与搅拌轴20的下端松动进而影响密封效果，可以对第二密封圈60进行周向定位，例如使第二密封圈60的外圈与通孔41内侧过盈配合，当搅拌轴20旋转时，第二密封圈60不随搅拌轴20一起旋转。

为了防止搅拌轴20上升和下降的过程中，第二密封圈60随搅拌轴20一起上升或下降，可以对第二密封圈60进行轴向定位，例如在通孔41的内侧设置第二定位单元80。优选地，第二定位单元80包括：

第二凹槽81，设置在通孔41内侧的周向上；

第二挡圈82，设置在第二凹槽81内，第二挡圈82的下侧与第二密封圈60的上侧抵触相接。

根据本发明的优选实施例，第一密封圈50和/或第二密封圈60为环形结构。参见图5，环形结构包括：U型环体51、和设置在U型环体51内的弹性体52；第一密封圈50的U型环体的开口朝上，第二密封圈60的U型环体的开口朝下。优选地，U型环体51开口端的外侧向外凸出形成凸起；第一密封圈50的凸起与底孔11的内壁之间形成线接触密封，第二密封圈60的凸起与搅拌轴20外侧之间形成线接触密封。U型环体开口端的外侧向外凸出形成凸起，不仅便于安装密封圈，还能减少第一密封圈50与底孔11的内壁之间、第二密封圈60与搅拌轴20外侧之间的接触面积，减小密封圈的磨损。

U型环体和弹性体的材料可以根据其实际服役环境进行选择，比如弹性体为硅橡胶。U型环体和弹性体的硬度可以根据其实际服役环境进行选择，比如U型环体的硬度为50-70度，和/或硅橡胶的硬度为40-60度。

若第一密封圈50和/或第二密封圈60破损，会降低密封效果，甚至导致密封失效。为了进一步提高密封可靠性，根据本发明的搅拌轴密封系统还可以包括进气排水管100和气源(图中未示出)。进气排水管100设置在下端盖40上，其一端与密封腔连通，另一端与气源连接。气源用于提供压缩气体。通过进气排水管100往密封腔内通入压缩空气，在第一密封圈50和/或第二密封圈60破损的情况下，可以形成气密封的效果，提高了密封可靠性。

通过调节进气排水管100的进气阀门的开度可以调节通入密封圈内的压缩气体的进气量。进气排水管100开度为0时，进气阀门关闭，进气排水管100与气源之间不连通；开度大于0时，进气排水管100与气源之间连通；开度为100％时，进气阀门完全打开。进气排水管100的进气阀门的开度可以手动调节，也可以自动调节。根据本发明的优选实施例，搅拌轴密封系统进一步包括：控制器(图中未示出)和第一传感器(图中未示出)。第一传感器设置在物料锅10上，用于检测物料锅10内的物料总量和物料密度，并发送给控制器；

控制器根据接收的物料总量和物料密度数据确定进气量，并根据进气量调整进气排水管进气阀门的开度。

第一密封圈50和/或第二密封圈60破损越严重，达到相同密封效果所需的进气量越大。当第一密封圈50和/或第二密封圈60由于破损非常严重而失效时，所需的进气量最大。此时，若仍然通过压缩气体进行密封，会出现本发明背景技术提及的现象和密封效果差的问题，需要更换密封圈。因此，根据本发明的优选实施例，搅拌轴密封系统进一步包括：设置在密封腔内的第二传感器(图中未示出)，用于实时检测密封腔内的气流量，并发送给控制器；

控制器将接收的气流量与预设的气流量阈值进行比较，当气流量大于预设的第一气流量阈值时，控制器根据接收的物料总量和物料密度数据确定进气量，并根据所述进气量调整进气排水管进气阀门的开度；当气流量大于预设的第二气流量阈值时，判定所述湿法混合制粒机的密封失效，向操作者发送更换第一密封圈和第二密封圈的警告；

其中，第二气流量阈值大于第一气流量阈值。

进气排水管100的另一端还可以与清洗水源连接，用于为密封腔提供清洗水或者排除密封腔内的清洗水。优选地，进气排水管100通过两位三通阀分别与气源和清洗液连接。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (10)

1.一种用于湿法混合制粒机的搅拌轴密封系统，其特征在于包括：

第一密封圈，套设在搅拌桨中心体的下端，用于密封搅拌桨中心体下端的外侧与底孔内壁之间的间隙；

第二密封圈，设置在通孔内，用于密封搅拌轴与所述通孔内壁之间的间隙；

其中，湿法混合制粒机的物料锅下侧设置有底孔；物料锅的下端盖从所述底孔的下方伸入所述底孔，搅拌桨中心体的下端从所述底孔的上方伸入所述底孔；所述下端盖上设置有通孔，湿法混合制粒机的搅拌轴的上端穿过所述通孔和所述底孔与搅拌桨中心体的下端固定连接。

2.如权利要求1所述的搅拌轴密封系统，其中，第一密封圈和第二密封圈之间形成密封腔；所述搅拌轴密封系统进一步包括：

进气排水管，设置在所述下端盖上，其一端与所述密封腔连通，另一端与气源连接；

气源，用于提供压缩气体。

3.如权利要求1所述的搅拌轴密封系统，其中，第一密封圈的内圈与搅拌桨中心体下端的外侧过盈配合，用于对第一密封圈进行周向定位；搅拌桨中心体下端的外侧设置有第一定位单元，用于对第一密封圈进行轴向定位。

4.如权利要求3所述的搅拌轴密封系统，其中，第一定位单元包括：

第一凹槽，设置在搅拌桨中心体下端外侧的周向上；

第一挡圈，设置在第一凹槽内，第一挡圈的上侧与第一密封圈的下侧抵触相接。

5.如权利要求1所述的搅拌轴密封系统，其中，第二密封圈的外圈与所述通孔内侧过盈配合，用于对第二密封圈进行周向定位；所述通孔的内侧设置有第二定位单元，用于对第二密封圈进行轴向定位。

6.如权利要求5所述的搅拌轴密封系统，其中，第二定位单元包括：

第二凹槽，设置在所述通孔内侧的周向上；

第二挡圈，设置在第二凹槽内，第二挡圈的下侧与第二密封圈的上侧抵触相接。

7.如权利要求1所述的搅拌轴密封系统，其中，第一密封圈和/或第二密封圈为环形结构，所述环形结构包括：U型环体、和设置在U型环体内的弹性体；第一密封圈的U型环体的开口朝上，第二密封圈的U型环体的开口朝下。

8.如权利要求7所述的搅拌轴密封系统，其中，U型环体开口端的外侧向外凸出形成凸起；第一密封圈的所述凸起与所述底孔的内壁之间形成线接触密封，第二密封圈的所述凸起与搅拌轴外侧之间形成线接触密封。

9.如权利要求2所述的搅拌轴密封系统，进一步包括：控制器和第一传感器；其中，

第一传感器设置在物料锅上，用于检测物料锅内的物料总量和物料密度，并发送给控制器；

控制器，根据接收的物料总量和物料密度数据确定进气量，并根据所述进气量调整进气排水管进气阀门的开度；开度为0时，进气阀门关闭，所述进气排水管与气源之间不连通；开度大于0时，所述进气排水管与气源之间连通；开度为100％时，进气阀门完全打开。

10.如权利要求9所述的搅拌轴密封系统，进一步包括：第二传感器；

第二传感器设置在密封腔内，实时检测密封腔内的气流量，并发送给控制器；

控制器将接收的气流量与预设的气流量阈值进行比较，当气流量大于预设的第一气流量阈值时，控制器根据接收的物料总量和物料密度数据确定进气量，并根据所述进气量调整进气排水管进气阀门的开度；当气流量大于预设的第二气流量阈值时，判定所述湿法混合制粒机的密封失效，向操作者发送更换第一密封圈和第二密封圈的警告；

其中，第二气流量阈值大于第一气流量阈值。