CN110103335A - 一种水泥固化线混合搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥固化线混合搅拌器，涉及水泥固化设备领域，包括动力装置、搅拌箱、轴承箱、搅拌轴、内磁转子、外磁转子和隔离套；隔离套设置于外磁转子内，内磁转子设置于隔离套内，外磁转子与内磁转子耦合；外磁转子的一端与动力装置的输出端固连，内磁转子与搅拌轴的一端固定连接，搅拌轴的另一端穿过搅拌箱，搅拌轴与搅拌箱之间设置有动密封；轴承箱套接在搅拌轴外，轴承箱的一端与隔离套的开口端固连，轴承箱的另一端与搅拌箱固连，搅拌箱和隔离套与轴承箱之间均设置有密封垫。该混合搅拌器的密封效果可靠，彻底解决了放射性废料泄漏的问题，保障了人员生命健康，同时，其结构设计合理，拆装方便，更容易进行检修维护。

Description

一种水泥固化线混合搅拌器

技术领域

本发明涉及水泥固化设备领域，具体为一种水泥固化线混合搅拌器。

背景技术

在核电、石化、医药等领域通常会产生一些具备放射性的废物，该放射性废物包括废浓缩液、废树脂、废过滤芯等，这些放射性废物需要经过处理，满足运输条件后再运至放射性处置场处置。目前，对上述放射性废物的处理通常采用水泥固化法，通过水泥把放射性的废料颗粒分别包裹并进行硬化，以减少其危害。为使得上述包裹过程均匀，处理彻底，通常需要用到混合搅拌器。

传统的混合搅拌器通常由动力装置直接对搅拌轴的一端进行驱动，搅拌轴的另一端伸入搅拌桶内并于端部设置搅拌叶轮对废料进行搅拌。该设置中，搅拌轴工作时需要旋转，这使得搅拌轴与搅拌桶之间通常通过动密封实现密封。然而，动密封的可靠性较差，其有效密封的时间周期短，常常会产生泄漏，尤其对于放射性物质而言，其泄漏后会在设备周边形成有毒有害的环境，这使得对设备的检修极为不便，亦对检修人员的生命健康造成了极大的威胁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水泥固化线混合搅拌器，其密封效果可靠，彻底解决了放射性废料泄漏的问题，保障了人员生命健康，同时，其结构设计合理，拆装方便，更容易进行检修维护。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种水泥固化线混合搅拌器，包括动力装置、轴系组件和搅拌箱，所述轴系组件包括磁力传动器、轴承箱和搅拌轴，所述磁力传动器包括内磁转子、外磁转子和隔离套；

所述隔离套为一端封闭的中空柱体结构，所述隔离套设置于所述外磁转子内，所述内磁转子设置于所述隔离套内，所述外磁转子与所述内磁转子耦合；

所述外磁转子远离所述隔离套开口端的一端与所述动力装置的输出端固定连接，所述内磁转子与所述搅拌轴的一端固定连接，所述搅拌轴的另一端穿过所述搅拌箱，所述搅拌轴与所述搅拌箱之间设置有动密封；

所述轴承箱套接在所述搅拌轴外，所述轴承箱的一端与所述隔离套的开口端固定连接，所述轴承箱的另一端与所述搅拌箱固定连接，所述搅拌箱与所述轴承箱之间以及所述隔离套与所述轴承箱之间均设置有密封垫。

进一步的，所述轴承箱上设置有连通孔，所述轴承箱与所述搅拌轴之间形成有腔体a，所述连通孔与所述腔体a连通。

进一步的，所述隔离套与所述内磁转子之间形成有腔体b，所述连通孔与所述腔体b连通。

进一步的，还包括密封座和轴承基座，所述搅拌轴穿过所述密封座并与其通过所述动密封密封连接，所述密封座嵌入设置于所述搅拌箱的壳体内，所述搅拌箱和所述轴承箱均与所述密封座通过螺钉连接；

所述轴承基座的一端设置于所述轴承箱内，所述轴承基座与所述轴承箱通过螺钉连接，所述轴承基座套设于所述搅拌轴外，所述轴承基座与所述搅拌轴之间形成有腔体c，所述腔体c的一端与所述腔体a连通，所述动密封设置于所述腔体c的另一端。

进一步的，所述轴承箱上设置有管道，所述管道与所述连通孔连通，所述管道的另一端连通设置有单向阀。

进一步的，还包括隔套压盖，所述隔套压盖与所述轴承箱的一端通过螺钉连接，所述隔套压盖用于将所述隔离套的开口端压紧并固定在所述轴承箱的端部。

进一步的，还包括限位套，所述限位套与所述隔套压盖通过螺钉固定连接，所述限位套套设于所述外磁转子外并与其通过轴承连接。

进一步的，所述密封垫选用耐辐照的金属石墨缠绕垫。

进一步的，所述动力装置包括电机和减速机，所述电机的输出轴与所述减速机的输入轴固定连接，所述减速机的输出轴与所述外磁转子的一端固定连接。

进一步的，还包括夹壳联轴器和连接盘，所述连接盘的一端与所述外磁转子远离所述隔离套开口端的一端通过螺钉连接，所述连接盘的另一端与所述减速机的输出轴通过所述夹壳联轴器连接。

本发明的有益效果是：

1.设置磁力传动器实现了动力的非接触传递，可有效避免设备的超负荷运转，延长使用寿命，提升设备的维护周期。

2. 设置轴承箱和隔离套，在传统动密封的基础上增加了更为可靠的静密封，即使动密封失效时，泄漏的物质被密封封闭在隔离套和轴承箱内，而不会向外扩散，为人员的生命健康提供了保障。

3.轴承箱与搅拌轴之间形成有腔体a，设置连通孔，可通过连通孔向腔体a内注入低压介质，通过压力将该介质压入动密封的缝隙处，并经过该缝隙于搅拌箱的底部形成密封用的介质层，达到更好的密封效果，确保放射性物料的零泄漏。

4.隔离套与内磁转子之间形成有腔体b，连通孔与腔体b连通。当向腔体a注入低压介质的同时，该介质亦通过连通孔注入到腔体b内，使得腔体a与腔体b内的压力达到平衡，确保磁力传动器的运转稳定。

5.上述介质在确保零泄漏的同时，一方面可对磁力传动器和轴承箱进行冷却，另一方面还能对轴承箱内的轴承进行润滑，有效保证了设备的使用寿命，延长维修周期。

6.轴承箱上设置用于通入上述介质的管道，管道的另一端设置单向阀，当介质断流时，单向阀关闭，可在一定时间内维持冷却水的密封效果。另外，该单向阀处设置传感器，当介质断流时，传感器可及时感应并通过报警装置提醒维修人员进行处理，保证其安全可靠，能长期稳定运行，达到零泄漏。

7.动力装置与磁力传动器通过夹壳联轴器连接，磁力传动器通过隔套压盖和限位套完成安装，其拆装简单，使设备的维修更为方便快捷。

8.设置密封座、轴承基座、隔套压盖和限位套，优化了系统结构，各零部件之间均通过螺钉连接，使得拆装方便，易于检修维护。

附图说明

图1为本发明一种水泥固化线混合搅拌器的结构示意图；

图2为轴系组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2所示，一种水泥固化线混合搅拌器，包括动力装置、轴系组件和搅拌箱6。

其中轴系组件包括磁力传动器3、轴承箱4和搅拌轴5。该磁力传动器3包括内磁转子31、外磁转子32和隔离套33。该隔离套33为一端封闭的中空柱体结构，隔离套33设置于外磁转子32内，内磁转子31设置于隔离套内，外磁转子32与内磁转子31耦合。内磁转子31与搅拌轴5的一端固定连接，轴承箱4套接在搅拌轴5外，轴承箱4的一端与隔离套33的开口端固定连接。

在实施时，外磁转子32远离隔离套33开口端的一端与动力装置的输出端固定连接，搅拌轴5远离内磁转子31的一端穿过搅拌箱6，并于其端部设置有搅拌叶轮，当动力装置启动时，其输出轴带动外磁转子32转动，在磁耦合的作用下，内磁转子31随之一起转动，从而带动搅拌轴5转动，其端部的搅拌叶轮旋转以对搅拌箱6的物料进行搅拌。该设置中通过磁场作用实现非接触式动力传递，当搅拌轴5的负荷过大时，内磁转子31受到较大阻力，不再跟随外磁转子32转动，搅拌轴5亦停止转动。该设置可有效避免设备超负荷运转，延长了设备的使用寿命。同时，搅拌轴5停止转动时，亦可通过现有的多种手段进行检测，可及时维护处理或自动控制设备停机，保护磁力传动器3不受损伤。

上述动力装置可以选用多种形式，本实施例中该动力装置包括电机1和减速机2，电机1的输出轴与减速机2的输入轴固定连接，减速机2的输出轴与外磁转子42的一端固定连接。当电机1的输出轴转动时，其动力经减速机2减速后，可对磁力传动器3输入合适的转速和传递合适的力矩。进一步的，还包括夹壳联轴器21和连接盘22，连接盘22的一端与外磁转子32远离隔离套33开口端的一端通过螺钉连接，连接盘22的另一端与减速机2的输出轴通过夹壳联轴器21连接。夹壳联轴器21是利用两个沿轴向剖分的夹壳，用螺栓夹紧以实现两轴联接，靠两半联轴器表面间的摩擦力传递转矩，利用平键作辅助联接。其减振性能较好，结构简单，同时拆装极为方便，使得设备的维修更为简单。

上述搅拌轴5与搅拌箱6之间设置有动密封7；轴承箱4远离隔离套33的一端与搅拌箱6固定连接，并于其连接处设置有密封垫；同时隔离套33与轴承箱4之间亦设置有密封垫。相比于传统搅拌器的动密封形式，还增加了静密封的设置，其密封效果更为可靠。当动密封7失效时，泄漏的放射性物料并不会溢出轴承箱4和隔离套33外，不会造成搅拌器周围的环境污染，确保人员的生命健康。因搅拌箱6内的物料具有放射性，为保证良好的密封效果，上述密封垫优选使用耐辐照的金属石墨缠绕垫。

进一步的，轴承箱4上设置有连通孔41，轴承箱4与搅拌轴5之间形成有腔体a43，连通孔41与腔体a43连通。在实施时，可通过连通孔41向腔体a43内注入低压介质，通过压力将该介质压入动密封7的缝隙处，并经过该缝隙于搅拌箱6的底部形成密封用的介质层，达到更好的密封效果，确保放射性物料的零泄漏。进一步的，隔离套33与内磁转子31之间形成有腔体b42，连通孔41与腔体b42连通。当向腔体a43注入低压介质的同时，该介质亦通过连通孔41注入到腔体b42内，使得腔体a43与腔体b42内的压力达到平衡，确保磁力传动器3的运转稳定。

上述介质可以选用多种液态或气态介质，为就近取材、节约成本，具体实施时选用工艺冷却水。轴承箱4上设置有管道81，管道81与连通孔41连通，通过管道81向连通孔41注入压力为0.15MPa，使其略高于搅拌箱6内部的压力，足够填充动密封7的间隙，并保证仅有微量的水（0.7-1L/h）进入搅拌箱6内，而不影响其内部的水泥固化过程。该冷却水一方面可有效保证密封的可靠性，确保零泄漏；另一方面可对磁力传动器3和轴承箱进行冷却；同时还能对轴承箱内的轴承进行润滑。管道81远离轴承箱4的一端设置有单向阀8，当冷却水断流时，单向阀8关闭，腔体a43与腔体b42内在一定时间内仍存在压力，可在该时间内维持冷却水的密封效果。另外，该单向阀8处设置传感器，当冷却水断流时，传感器可及时感应并通过报警装置提醒维修人员进行处理，保证其安全可靠，能长期稳定运行，达到零泄漏。

具体实施时，搅拌箱6的壳体内嵌入设置有密封座61，搅拌箱6、密封座61和轴承箱4通过螺钉紧固连接，在搅拌箱6与密封座61之间，以及密封座61与轴承箱4之间均设置密封垫以实现静密封装配。搅拌轴5穿过密封座61，上述动密封7设置于搅拌轴5和密封座61之间以实现动密封装配。轴承箱4内设置有用于定位搅拌轴5的轴承，并设置有用于对该轴承定位的轴承基座62，轴承基座62与轴承箱4通过螺钉连接，轴承基座62套设于搅拌轴5外。上述设置结构优化，各部件通过螺钉进行连接，其拆装方便，易于对其进行检修维护。上述轴承基座62与搅拌轴5之间形成有腔体c44，腔体c44的一端与腔体a43连通，动密封7设置于腔体c44的另一端。腔体a43内的介质可通过腔体c44进入到动密封7内，亦不影响上述密封效果。

该混合搅拌器还设置有隔套压盖34和限位套35。隔套压盖34与轴承箱4的一端通过螺钉连接，通过隔套压盖34可将隔离套33的开口端压紧并固定在轴承箱4的端部，在隔离套33和轴承箱4的接触位置亦设置密封垫保证静密封效果。该限位套35与隔套压盖34亦通过螺钉固定连接，限位套35套设于外磁转子32外并与其通过轴承连接，保证外磁转子32稳定运转。同样的，该设置优化了搅拌器结构，使得拆装方便，易于维护。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，包括动力装置、轴系组件和搅拌箱（6），所述轴系组件包括磁力传动器（3）、轴承箱（4）和搅拌轴（5），所述磁力传动器（3）包括内磁转子（31）、外磁转子（32）和隔离套（33）；

所述隔离套（33）为一端封闭的中空柱体结构，所述隔离套（33）设置于所述外磁转子（32）内，所述内磁转子（31）设置于所述隔离套内，所述外磁转子（32）与所述内磁转子（31）耦合；

所述外磁转子（32）远离所述隔离套（33）开口端的一端与所述动力装置的输出端固定连接，所述内磁转子（31）与所述搅拌轴（5）的一端固定连接，所述搅拌轴（5）的另一端穿过所述搅拌箱（6），所述搅拌轴（5）与所述搅拌箱（6）之间设置有动密封（7）；

所述轴承箱（4）套接在所述搅拌轴（5）外，所述轴承箱（4）的一端与所述隔离套（33）的开口端固定连接，所述轴承箱（4）的另一端与所述搅拌箱（6）固定连接，所述搅拌箱（6）与所述轴承箱（4）之间以及所述隔离套（33）与所述轴承箱（4）之间均设置有密封垫。

2.根据权利要求1所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，所述轴承箱（4）上设置有连通孔（41），所述轴承箱（4）与所述搅拌轴（5）之间形成有腔体a（43），所述连通孔（41）与所述腔体a（43）连通。

3.根据权利要求2所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，所述隔离套（33）与所述内磁转子（31）之间形成有腔体b（42），所述连通孔（41）与所述腔体b（42）连通。

4.根据权利要求3所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，还包括密封座（61）和轴承基座（62），所述搅拌轴（5）穿过所述密封座（61）并与其通过所述动密封（7）密封连接，所述密封座（61）嵌入设置于所述搅拌箱（6）的壳体内，所述搅拌箱（6）和所述轴承箱（4）均与所述密封座（61）通过螺钉连接；

所述轴承基座（62）的一端设置于所述轴承箱（4）内，所述轴承基座（62）与所述轴承箱（4）通过螺钉连接，所述轴承基座（62）套设于所述搅拌轴（5）外，所述轴承基座（62）与所述搅拌轴（5）之间形成有腔体c（44），所述腔体c（44）的一端与所述腔体a（43）连通，所述动密封（7）设置于所述腔体c（44）的另一端。

5.根据权利要求2所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，所述轴承箱（4）上设置有管道（81），所述管道（81）与所述连通孔（41）连通，所述管道（81）的另一端连通设置有单向阀（8）。

6.根据权利要求1所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，还包括隔套压盖（34），所述隔套压盖（34）与所述轴承箱（4）的一端通过螺钉连接，所述隔套压盖（34）用于将所述隔离套（33）的开口端压紧并固定在所述轴承箱（4）的端部。

7.根据权利要求6所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，还包括限位套（35），所述限位套（35）与所述隔套压盖（34）通过螺钉固定连接，所述限位套（35）套设于所述外磁转子（32）外并与其通过轴承连接。

8.根据权利要求1所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，所述密封垫选用耐辐照的金属石墨缠绕垫。

9.根据权利要求1所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，所述动力装置包括电机（1）和减速机（2），所述电机（1）的输出轴与所述减速机（2）的输入轴固定连接，所述减速机（2）的输出轴与所述外磁转子（32）的一端固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种水泥固化线混合搅拌器，其特征在于，还包括夹壳联轴器（21）和连接盘（22），所述连接盘（22）的一端与所述外磁转子（32）远离所述隔离套（33）开口端的一端通过螺钉连接，所述连接盘（22）的另一端与所述减速机（2）的输出轴通过所述夹壳联轴器（21）连接。