CN110259946A - 一种主轴密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主轴密封结构，包括套设于主轴的固定密封件、滑块、滑块座、挡料板；挡料板为环形，密封连接于主轴的外周，挡料板的一侧表面上设有环形的第一凸出部；滑块座为环形，密封连接于主轴所在设备的外壁；滑块可拆卸地连接于滑块座，且能够相对于滑块座沿主轴的轴向方向移动，滑块朝向挡料板的一侧表面上设有环形的第二凸出部，第二凸出部位于第一凸出部的径向外侧且与第一凸出部相配合，当滑块沿主轴的轴向方向移动时，第一凸出部和第二凸出部之间的距离被改变；固定密封件紧密贴合于轴套的外周，并可拆卸地连接于滑块。本发明的有益效果在于，可以在不清空设备内物料的情况下，更换密封填料和密封骨架。

Description

一种主轴密封结构

技术领域

本发明涉及垃圾处理设备领域，更具体地，涉及一种用于干式厌氧反应器的主轴密封结构。

背景技术

随着经济社会发展和物质消费水平大幅提高，我国生活垃圾产生量迅速增长，环境隐患日益突出，已经成为新型城镇化发展的制约因素。

易腐垃圾(有机固废)主要包括：相关单位食堂、宾馆、饭店等产生的餐厨垃圾，农贸市场、农产品批发市场产生的蔬菜瓜果垃圾、腐肉、肉碎骨、蛋壳、畜禽产品内脏等。易腐垃圾(有机固废)因其易腐发臭、易生物降解等特点，不宜直接填埋和焚烧。目前，易腐垃圾(有机固废)的处理以厌氧发酵为主，其中高含固有机固废应采用干式厌氧发酵。普通结构的干式厌氧发酵反应器，当发生主轴密封损坏时要清空罐内物料，或者将液位降到密封高度以下进行维修或更换，由于发酵罐容积大，物料多达上百吨，而且属于污染性物料不能直接外排，需送到相应处理部门进行处理，运输不便且处理费用非常高昂。

因此，期待开发一种用于干式厌氧反应器的主轴密封结构，可以在不拆除主体设备，不清空设备内物料的情况下更换密封填料。

发明内容

本发明的目的是提出一种主轴密封结构，实现在不清空设备内物料的情况下更换密封填料及密封骨架。

为实现上述目的，本发明提出了一种主轴密封结构，所述主轴可转动地连接于轴套，所述主轴密封结构包括套设于所述主轴的固定密封件、滑块、滑块座、挡料板；

所述挡料板为环形，密封连接于所述主轴的外周，所述挡料板的一侧表面上设有环形的第一凸出部；

所述滑块座为环形，密封连接于所述主轴所在设备的外壁；

所述滑块可拆卸地连接于所述滑块座，且能够相对于所述滑块座沿所述主轴的轴向方向移动，所述滑块朝向所述挡料板的一侧表面上设有环形的第二凸出部，所述第二凸出部位于所述第一凸出部的径向外侧且与所述第一凸出部相配合，当所述滑块沿所述主轴的轴向方向移动时，所述第一凸出部和所述第二凸出部之间的距离被改变；

所述固定密封件紧密贴合于所述轴套的外周，并可拆卸地连接于所述滑块。

作为优选方案，所述滑块为环形，所述滑块的内周与所述主轴的外周之间设有间隙，当所述第一凸出部和所述第二凸出部之间达到密封时，所述滑块、所述挡料板、所述主轴、所述固定密封件形成环形的密封腔体。

作为优选方案，所述滑块上设有平衡孔，所述平衡孔沿所述滑块的径向方向贯穿所述滑块且与所述密封腔体连通，所述平衡孔内设有通气螺栓。

作为优选方案，所述第一凸出部和所述第二凸出部的轴向剖面均为三角形。

作为优选方案，所述滑块座的轴向端面与所述滑块之间设有垫片。

作为优选方案，所述滑块通过第一螺栓和第二螺栓可拆卸地连接于所述滑块座，所述第一螺栓沿所述轴向方向穿过所述滑块以将所述垫片压紧于所述滑块座，所述第二螺栓沿所述主轴的径向方向穿过所述滑块座并连接于所述滑块。

作为优选方案，所述垫片包括三个弧形环，每个弧形环的中心角为120 度，相邻所述弧形环之间的间距为18～22mm，所述垫片的厚度为6～10mm。

作为优选方案，所述固定密封件包括密封填料、密封骨架、固定板，所述密封骨架为环形，内周设有多个环形的填料槽，所述密封填料填充在所述填料槽内以密封所述轴套，所述固定板分别可拆卸地连接于所述滑块和所述密封骨架。

作为优选方案，所述固定密封件还包括密封垫片，所述密封垫片一侧贴合于所述固定板，另一侧贴合于所述滑块和所述密封骨架。

本发明还提出了一种干式厌氧反应器，包括主轴、套设于所述主轴的轴套、以及根据上述中任一项所述的主轴密封结构。

作为优选方案，所述挡料板设于所述干式厌氧反应器的内部，所述第一凸出部朝向所述干式厌氧反应器的外部。

本发明的有益效果在于：可以在不清空设备内物料的情况下，更换密封填料和密封骨架，方便操作。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的主轴密封结构示意图。

图2a和图2b示出了根据本发明的一个实施例的挡料板的正视和剖面示意图。

图3a和图3b示出了根据本发明的一个实施例的滑块的正视和剖面示意图。

图4a和图4b示出了根据本发明的一个实施例的密封骨架的正视和剖面示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的垫片的示意图。

附图标记说明：

1-主轴；2-轴承；3-轴套；4-密封填料；5-密封骨架；6-固定板；7-密封垫片；8-第一螺栓；9-通气螺栓；10-滑块；11-垫片；12-第二螺栓；13-滑块座；14-挡料板；15-反应器外壁。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本发明的一种主轴密封结构，主轴可转动地连接于轴套，其中，主轴密封结构包括套设于主轴的固定密封件、滑块、滑块座、挡料板；

挡料板为环形，密封连接于主轴的外周，挡料板的一侧表面上设有环形的第一凸出部；

滑块座为环形，密封连接于主轴所在设备的外壁；

滑块可拆卸地连接于滑块座，且能够相对于滑块座沿主轴的轴向方向移动，滑块朝向挡料板的一侧表面上设有环形的第二凸出部，第二凸出部位于第一凸出部的径向外侧且与第一凸出部相配合，当滑块沿主轴的轴向方向移动时，第一凸出部和第二凸出部之间的距离被改变；

固定密封件紧密贴合于轴套的外周，并可拆卸地连接于滑块。

具体地，主轴及轴套为设备的固有部件，其中主轴横向贯穿于反应设备，轴套套设于主轴的外周，位于反应设备外壁的外侧。

主轴密封结构套设于主轴的外周，位于设备外壁内外两侧，主要包括四部分：

1、挡料板，挡料板固定在设备内部的主轴上，当设备工作时，挡料板随主轴同步旋转，挡料板表面朝向设备外壁的方向设有环形的凸起。

2、滑块座，滑块座固定在反应设备的外壁上，用于固定滑块。

3、滑块，滑块用于连接设备内部的挡料板和设备外地的固定密封件，在朝向挡料板的一侧表面上设有环形凸起，滑块的环形凸起和挡料板的环形凸起互相配合，滑块的凸起位于挡料板凸起的外周，滑块沿主轴的轴向方向移动时两个凸起之间的距离被改变。

4、固定密封件，固定密封件兼具固定连接与密封的作用，一方面与轴套紧密贴合，实现与轴套的密封，另一方面与滑块可拆卸的连接，实现腔体密封(腔体由固定密封件、滑块、主轴及挡料板组成)。当设备正常工作时，挡料板凸起和滑块凸起具有相对较大的距离，处于非密封状态，轴端密封依靠的是设备外部的固定密封件和滑块之间以及固定密封件与轴套之间的密封。当设备需要更换密封填料或者密封骨架时，需要拆卸掉固定密封件，此时轴端的密封依靠减小滑块凸起与挡料板凸起之间的距离，实现内部密封，因此无论设备处于工作状态还是处于检修状态，主轴都可以实现密封，且密封结构简单。

在一个实例中，滑块为环形，滑块的内周与主轴的外周之间设有间隙，当第一凸出部和第二凸出部之间达到密封时，滑块、挡料板、主轴、固定密封件形成环形的密封腔体。

具体地，考虑到设备工作时，主轴一直处于旋转状态，如果滑块和主轴接触，会造成主轴和滑块的磨损，产生噪音，浪费能源等不利后果，因此滑块悬空地设置在主轴的外周。设备工作时，挡料板凸起和滑块凸起具有一定的距离，因此由滑块、固定密封件、主轴、挡料板组成的腔体和设备内部腔体是相通的，当挡料板凸起和滑块凸起处于密封状态时，前述腔体是密封的。

在一个实例中，滑块上设有平衡孔，平衡孔沿滑块的径向方向贯穿滑块且与密封腔体连通，平衡孔内设有通气螺栓。

具体地，在滑块的端面上，垂直于主轴的方向，设有贯穿于滑块的通孔，此通孔将前述腔体和外部气体相通，当设备工作时，通孔由通气螺栓密封，腔体处于密封状态，当需要拆卸固定密封件时，可根据情况需要拆掉通气螺栓，使腔体内部和外部大气压力保持一致，方便拆卸。

在一个实例中，挡料板第一凸出部和滑块的第二凸出部的轴向剖面均为三角形。

具体地，为保证结构强度，挡料板的凸起和滑块的凸起的轴向剖面均为三角形，也可以是其他任意形状，只要当两者相互靠近时，能够实现密封即可。

在一个实例中，滑块座的轴向端面与滑块之间设有垫片。

在一个实例中，垫片包括三个弧形环，每个弧形环的中心角为120度，相邻弧形环之间的间距为18～22mm，垫片的厚度为6～10mm。

在一个实例中，滑块通过第一螺栓和第二螺栓可拆卸地连接于滑块座，第一螺栓沿轴向方向穿过滑块以将垫片压紧于滑块座，第二螺栓沿主轴的径向方向穿过滑块座并连接于滑块。

具体地，为了使滑块在设备工作时处于固定状态，在设备检修时可以移动，在滑块座和滑块之间设有一垫片，为便于拆卸，垫片为三个相同的独立的弧形环，每个弧形环的中心角为120度，相邻弧形环的间距为 18～22mm，优选20mm，垫片的厚度为6～10mm，优选8mm。滑块与滑块座之间通过可拆卸的方式连接，其中通过第二螺栓使滑块座与滑块纵向连接固定，通过第一螺栓在沿着主轴的方向上使滑块、垫片和滑块座横向锁紧。

更具体地，当需要移动滑块时，拆下第二螺栓后松动第一螺栓，把垫片拆除，通过反向转动第一螺栓，使滑块向挡料板方向滑动，此时固定密封件也随滑块一起滑动，一直可以滑动到将滑块凸起和挡料板凸起的距离缩小到实现密封为止。

在一个实例中，固定密封件包括密封填料、密封骨架、固定板，密封骨架为环形，内周设有多个环形的填料槽，密封填料填充在填料槽内以密封轴套，固定板分别可拆卸地连接于滑块和密封骨架。

在一个实例中，固定密封件还包括密封垫片，密封垫片一侧贴合于固定板，另一侧贴合于滑块和密封骨架。

具体地，固定密封件包括密封件和固定板两部分，密封件用于密封轴套，采用常用的填料密封方式，包括密封填料和密封骨架，密封骨架的填料槽可设置多个。固定板可拆卸地连接于密封件和滑块，以及密封前述腔体，为增强密封效果，可增设密封垫片，使密封垫片贴合于固定板，密封垫片的材质优选弹性材质。

本发明还提出了一种干式厌氧反应器，包括主轴、套设于主轴的轴套、以及根据上述中任一项所述的主轴密封结构。

在一个实例中，挡料板设于干式厌氧反应器的内部，第一凸出部朝向干式厌氧反应器的外部。

干式厌氧反应器主要用于处理高含固易腐垃圾(有机固废)。普通结构的干式厌氧反应器，当发生主轴密封损坏时要清空罐内物料，或者将液位降到密封高度以下进行维修或更换，由于反应器容积大，物料多达上百吨，而且属于污染性物料不能直接外排，需送到相应处理部门进行处理，运输不便且处理费用非常高昂，本发明的主轴密封结构可以用在干式厌氧反应器的主轴两端，由于反应器进料粒径小于80mm，厌氧反应启动后反应器内有相当大的一部分物料粒径小于2mm，且有一定的含固率，优选含固率 15％-45％，优选主轴转速10-20r/min。挡料板位于反应器的内部，凸出部朝向反应器的外壁，当滑块沿轴向移动，挡料板的凸出部和滑块的凸出部距离缩小时，固体颗粒作为填充物，填充于两个凸出部之间，起到了密封的作用，这样在不排空物料的情况下就可以实现更换密封填料及密封骨架。

实施例：

图1示出了根据本发明的一个实施例的主轴密封结构示意图，图2a和图2b示出了根据本发明的一个实施例的挡料板的正视和剖面示意图，图3a 和图3b示出了根据本发明的一个实施例的滑块的正视和剖面示意图，图4a 和图4b示出了根据本发明的一个实施例的密封骨架的正视和剖面示意图，图5示出了根据本发明的一个实施例的垫片的示意图。

如图1-5所示，固定密封件由密封填料4、密封骨架5、固定板6、密封垫片7组成，套设于轴套3的外周，密封轴套3。固定板6与滑块10之间通过螺栓可拆卸连接，固定板6与密封骨架5之间通过螺栓可拆卸连接。挡料板14位于设备内部，焊接在主轴1上，朝向设备外壁15一侧的表面上设有环形的凸起，环形凸起的剖面为三角形。滑块座13焊接在设备外壁 15上，用于固定滑块10，滑块10为环形，悬空地套设于主轴1的外周，滑块10与挡料板14相对的一侧表面上设有环形凸起，环形凸起的剖面为三角形。由于滑块10可以沿主轴1的方向移动，因此挡料板14的环形凸起和滑块10的环形凸起之间的距离L被改变。第二螺栓12通过滑块座13 与滑块10纵向连接，用于固定滑块10。滑块座13与滑块10之间设有刚性垫片11，用于定位滑块10，刚性垫片11由三个相同的弧形环组成，每个弧形环的中心角为120度，相邻弧形环之间距离为d为20mm，刚性垫片 11的厚度为8mm。第一螺栓8位于滑块10的轴向端面上，沿轴向锁紧滑块10、刚性垫片11和滑块座13。通气螺栓9纵向贯穿于滑块10，用于平衡腔体(腔体由主轴1、挡料板14、滑块10、固定密封件组成)与外部的大气压。

当需要更换密封填料4或密封骨架5时，拆下第二螺栓12后松动第一螺栓8，把刚性垫片11拆除，通过反向转动第一螺栓8，使滑块10向挡料板14方向滑动，此时固定密封件也随滑块10一起滑动，一直可以滑动到将滑块10的凸起和挡料板14的凸起的距离缩小到实现密封为止。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (11)

1.一种主轴密封结构，所述主轴(1)可转动地连接于轴套(3)，其特征在于，所述主轴密封结构包括套设于所述主轴(1)的固定密封件、滑块(10)、滑块座(13)、挡料板(14)；

所述挡料板(14)为环形，密封连接于所述主轴(1)的外周，所述挡料板(14)的一侧表面上设有环形的第一凸出部；

所述滑块座(13)为环形，密封连接于所述主轴(1)所在设备的外壁；

所述滑块(10)可拆卸地连接于所述滑块座(13)，且能够相对于所述滑块座(13)沿所述主轴(1)的轴向方向移动，所述滑块(10)朝向所述挡料板(14)的一侧表面上设有环形的第二凸出部，所述第二凸出部位于所述第一凸出部的径向外侧且与所述第一凸出部相配合，当所述滑块(10)沿所述主轴(1)的轴向方向移动时，所述第一凸出部和所述第二凸出部之间的距离被改变；

所述固定密封件紧密贴合于所述轴套(3)的外周，并可拆卸地连接于所述滑块(10)。

2.根据权利要求1所述的主轴密封结构，其特征在于，所述滑块(10)为环形，所述滑块(10)的内周与所述主轴(1)的外周之间设有间隙，当所述第一凸出部和所述第二凸出部之间达到密封时，所述滑块(10)、所述挡料板(14)、所述主轴(1)、所述固定密封件形成环形的密封腔体。

3.根据权利要求2所述的主轴密封结构，其特征在于，所述滑块(10)上设有平衡孔，所述平衡孔沿所述滑块(10)的径向方向贯穿所述滑块(10)且与所述密封腔体连通，所述平衡孔内设有通气螺栓(9)。

4.根据权利要求1所述的主轴密封结构，其特征在于，所述第一凸出部和所述第二凸出部的轴向剖面均为三角形。

5.根据权利要求1所述的主轴密封结构，其特征在于，所述滑块座(13)的轴向端面与所述滑块(10)之间设有垫片(11)。

6.根据权利要求5所述的主轴密封结构，其特征在于，所述滑块(10)通过第一螺栓(8)和第二螺栓(12)可拆卸地连接于所述滑块座(13)，所述第一螺栓(8)沿所述轴向方向穿过所述滑块(10)以将所述垫片(11)压紧于所述滑块座(13)，所述第二螺栓(12)沿所述主轴的径向方向穿过所述滑块座(13)并连接于所述滑块(10)。

7.根据权利要求5所述的主轴密封结构，其特征在于，所述垫片(11)包括三个弧形环，每个弧形环的中心角为120度，相邻所述弧形环之间的间距为18～22mm，所述垫片(11)的厚度为6～10mm。

8.根据权利要求1所述的主轴密封结构，其特征在于，所述固定密封件包括密封填料(4)、密封骨架(5)、固定板(6)，所述密封骨架(5)为环形，内周设有多个环形的填料槽，所述密封填料(4)填充在所述填料槽内以密封所述轴套(3)，所述固定板(6)分别可拆卸地连接于所述滑块(10)和所述密封骨架(5)。

9.根据权利要求8所述的主轴密封结构，其特征在于，所述固定密封件还包括密封垫片(7)，所述密封垫片(7)一侧贴合于所述固定板(6)，另一侧贴合于所述滑块(10)和所述密封骨架(5)。

10.一种干式厌氧反应器，其特征在于，包括主轴(1)、套设于所述主轴(1)的轴套(3)、以及根据权利要求1-9中任一项所述的主轴密封结构。

11.根据权利要求10所述的干式厌氧反应器，其特征在于，所述挡料板(14)设于所述干式厌氧反应器的内部，所述第一凸出部朝向所述干式厌氧反应器的外部。