CN110479197B - 一种基于磁力搅拌传动的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于磁力搅拌传动的密封装置，包括与驱动装置的输出轴连接的外磁转子，内磁转子连接传动主轴，隔离罩密封内磁转子，轴套套设于传动主轴外，轴套上、下端的传动主轴轴颈，各套装于一组轴承组、和轴承密封套件内，轴承密封套件与轴套紧固连接；与法兰一一体连接的冷却夹套固定套设在内磁转子下端及轴套下端之间轴套外周，润滑介质通过法兰一内向润滑腔注入润滑介质，使润滑介质充填在润滑腔内浸润两端的轴承组，润滑介质还通过管道穿过轴套上端向轴承组供给润滑介质，冷却水通过法兰一向冷却夹套供入循环水，用于换热，外磁转子被冷却筒套封装，冷却水供入冷却筒内冷却外磁转子。本发明是通过磁场驱动，达到完全密封的效果。

Description

一种基于磁力搅拌传动的密封装置

技术领域

本发明涉及反应釜或压力容器搅拌装置技术领域，具体涉及一种基于磁力搅拌传动的密封装置。

背景技术

反应釜中的化工过程常是在高温、高压下进行易燃、易爆、有毒有害介质的化学反应，机械密封不能绝对密封，允许有微量的泄露污染，并有高温高压的限制范围。填料密封在运行过程中,容易受到磨损、浸蚀、老化、干涸、温度等因素的影响,逐渐失去致密性能而导致渗漏。

目前磁力密封装置包括传动主轴、密封筒、内磁转子和与内磁转子相对应的外磁转子，外磁转子通过外磁转子联轴器与减速机输出端相连接，驱动电机通过电机联轴与减速机相连接，传动主轴与轴承支撑筒固定连接，轴承支撑筒与传动主轴之间套有轴承支撑法兰一，轴承支撑筒与轴承支撑法兰一之间通过轴承组连接，轴承支撑筒外套有密封机架，润滑介质通入轴承支撑筒与轴承支撑法兰一之间并注满，润滑介质压力始终高于釜内压力，并维持与釜内压力无关的常值。

此技术方案存在两个技术问题，一是传动主轴携轴承支撑筒绕轴承支撑法兰一旋转，由于摩擦的原因轴承组的温度不断升高，使得润滑轴承组的润滑介质黏度降低，增大了传动主轴的磨损和减少了轴承组的寿命；二是传动主轴在使用中一方面与釜内高温反应介质接触，不断导热，另一方该方案没有冷却装置冷却传动主轴，与传动主轴连接的内磁转子温度升高，会导致磁体内部磁性方向趋于无向化,使内部磁方向杂乱从而抵消磁性使外部不表现磁性，使得外磁转子空转；三是该方案通过设置轴承支撑筒、轴承支撑法兰一加强密封性，但也使装置结构极为复杂，不易装配和更换轴承组和传动主轴进行维修；四是轴承支撑筒与轴承支撑法兰一的密封性较若，无法在轴承支撑筒外采用冷却介质直接冷却。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明为解决现有的装置结构设计不合理，传动主轴缺乏冷却，易升温导致润滑介质黏度恶化、内磁转子消磁、传动主轴和轴承组磨损大、的问题，提供一种基于磁力搅拌传动的密封装置。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种基于磁力搅拌传动的密封装置，包括在驱动装置输出轴端紧固安装的外磁转子、与外磁转子相对应的内磁转子、紧固安装在内磁转子轴心的传动主轴、紧固安装在传动主轴下端的半联轴器、和与旋转的外磁转子及内磁转子间隙配合的隔离罩，还包括与旋转的传动主轴间隙配合的轴套,轴套与传动主轴间形成润滑腔，轴套上、下端的传动主轴轴颈，各套装于一组轴承组、和轴承密封套件内，轴承密封套件与轴套紧固连接；

与法兰一一体连接的冷却夹套固定套设在内磁转子下端及轴套下端之间轴套外周，该法兰一内嵌沿径向贯穿法兰一的润滑介质管一、及与冷却夹套连通的冷却水进水管、冷却水出水管，润滑腔通过通孔连通润滑介质管一，使润滑介质充填在润滑腔内浸润两端的轴承组，润滑介质管二在该法兰一面向内磁转子一面连通润滑介质管一，润滑介质管二另一端穿过轴套上端向轴承组供给润滑介质；

隔离罩密封紧固安装在所述法兰一上，外磁转子外套设冷却筒，冷却筒上端密封紧固安装在驱动装置上，冷却筒下端密封紧固安装在隔离罩下端外周。

所述冷却筒上设有冷却水进口、冷却水出口和冷却水溢流口，冷却水溢流口的位置高于冷却水出口的位置。

进一步地，所述隔离罩底端外周焊接有法兰二，法拉二上沿圆周均匀分布有用于紧固连接冷却筒的螺栓孔一，和用于紧固连接反应釜的法兰盘的螺栓孔二。

进一步地，所述法兰一面向內磁转子一侧布置有环形凹槽，另一侧布置有环形凸起，所述法兰的上下两面分别与法兰二和反应釜的法兰盘紧固连接时压紧缠绕垫形成机械密封。

进一步地，所述外磁转子顶端与驱动装置的输出轴通过轴承座紧固连接。

优选地，位于传动主轴上端轴颈的轴承组由上至下依次包括轴承挡圈、滚珠轴承，位于传动主轴下端轴颈的轴承组由上至下依次包括圆锥滚子轴承、轴承挡圈、滚珠轴承，位于传动主轴上端轴颈的轴承密封套件包括轴承压盖一，该填料压盖一紧固固定在轴套上端，与旋转的内磁转子间隙配合，位于传动主轴下端轴颈的轴承密封套件由上至下依次包括轴承压盖二、填料、填料压盖，该轴承压盖二紧固固定在轴套下端，与旋转的传动主轴的轴颈间隙配合，填料压盖紧固固定在轴承压盖二底端，与轴承压盖二底端及传动主轴的轴颈围合形成填料腔，填料填充于填料腔内。

本发明是通过磁场驱动，达到完全密封的效果，本发明使浸润轴承组的润滑介质被冷却夹套换热保温，彻底解决了轴承润滑介质升温后理化指标恶化，轴承磨损量增加，和传动主轴向内磁转子传热，使内磁转子消磁的问题。本发明的法兰一与反应釜、隔离罩的紧固密封方式简洁可靠，整体上采用模块化设计，外磁转子、驱动装置、冷却筒组成一个模块；隔离罩、內磁转子分别形成一个模块；轴套、传动主轴、法兰一、冷却夹套形成一个模块；便于维修人员更换维修拆卸，拆卸时可任选模块拆卸而不影响其他模块，当取出轴套后，更换轴承和传动主轴也拆卸轴承压盖、填料压盖和轴承即可，无需特殊工具。

附图说明

图1为本发明的内磁转子套件结构示意图；

图2为本发明的基于磁力搅拌传动的密封装置结构示意图。

其中：冷却水溢流口2、输出轴4、驱动电机5、润滑介质管二6、冷却水出口7、冷却水进水管8、冷却水出水管9、通孔10、螺栓孔一11、螺栓孔二12、轴承压盖一13、润滑介质管一18、润滑腔19、轴套20、法兰一21、冷却夹套22、圆锥滚子轴承23、轴承挡圈24、滚珠轴承25、轴承组26、轴承密封套件27、填料压盖28、填料29、轴承压盖二30、填料腔31、冷却水进口32、外磁转子33、隔离罩34、内磁转子35、轴颈36、冷却筒37、轴承座38、传动主轴39、半联轴器40、环形凹槽41、缠绕垫42、环形凸起43、法兰二44。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，一种内磁转子套件，包括内磁转子35，内磁转子35在轴心处紧固连接传动主轴39的上端，传动主轴39下端的半联轴器40，半联轴器40用于在反应釜内对接搅拌轴、搅拌桨、旋流板等设备，传动主轴39外套设轴套20，轴套20与旋转的传动主轴39间隙配合，其间隙形成润滑腔19，轴套20上、下端的传动主轴39轴颈36，各套装于一组轴承组26、和轴承密封套件27内，冷却夹套22靠近轴套20下端，固定套设在轴套20外周，法兰一21与冷却夹套22上端焊接为一体，该法兰一21内嵌沿径向贯穿法兰一21的润滑介质管一18、及与冷却夹套22连通的冷却水进水管8、冷却水出水管9，润滑腔19通过通孔10连通润滑介质管一18，使润滑介质充填在润滑腔19内浸润两端的轴承组26，润滑介质管二6在该法兰一21面向内磁转子35一面连通润滑介质管一18，润滑介质管二6另一端穿过轴套20上端向轴承组26供给润滑介质。

位于传动主轴39上端轴颈36的轴承组26由上至下依次包括轴承挡圈24、滚珠轴承25，位于传动主轴39下端轴颈36的轴承组26由上至下依次包括圆锥滚子轴承23、轴承挡圈24、滚珠轴承25，位于传动主轴39上端轴颈36的轴承密封套件27包括轴承压盖一13，该轴承压盖一13紧固固定在轴套20上端，与旋转的内磁转子35间隙配合，位于传动主轴39下端轴颈36的轴承密封套件27由上至下依次包括轴承压盖二30、填料29、填料压盖28，该轴承压盖二30紧固固定在轴套20下端，与旋转的传动主轴39的轴颈36间隙配合，填料压盖28紧固固定在轴承压盖二30底端，与轴承压盖二30底端及传动主轴39的轴颈36围合形成填料腔31，填料29填充于填料腔31内。

该内磁转子套件的半联轴器40位于反应釜内，反应釜内进行高温、高压聚合反应，压力为30Mpa～100Mpa，半联轴器40随传动主轴39旋转时，还同步向传动主轴39导热，套设于轴套外的冷却夹套22连通循环冷却水系统，为润滑腔19内的润滑介质换热，使润滑介质温度恒定，维持最佳黏度，保持液膜厚度，如此被润滑介质浸润的轴承组26保持设定的摩擦系数，降低磨损，延长轴承组使用寿命。润滑介质通过润滑介质管道从润滑介质管一18、润滑介质管二6充入润滑腔19和轴套20上端的轴承组26，当保持润滑介质管道内的系统压力大于反应釜内反应介质压力时，反应釜内的反应介质就不会泄漏出来。轴套20的作用一是作为轴承组26的支撑,二是将冷却介质与润滑腔内的不同介质物理隔离，向冷却夹套22，降低润滑腔内润滑的温度，三是与两端的轴承密封套件27形成润滑介质的围堰，浸润轴承组26，使润滑介质在润滑腔19内保持压力，阻碍反应釜内的反应介质泄漏。

该法兰一21面向内磁转子35一面布置有环形凹槽41，另一面布置有环形凸起43。

参见图2，隔离罩34套于内磁转子35外，隔离罩34底端外周焊接法兰二44，该连接法兰二44沿圆周均匀分布螺栓孔一11、螺栓孔二12，螺栓孔二12对应于反应釜上的法兰盘的螺孔，隔离罩34通过穿过法兰二44螺栓孔二12的螺栓紧固连接反应釜上的法兰盘，将缠绕垫41压紧在法兰一21的环形凹槽41内，还将法兰一21的环形凸起43及缠绕垫压紧在反应釜上的法兰盘上，形成机械密封。

外磁转子33套于隔离罩34外周，与隔离罩34间隙配合，外磁转子33顶端与驱动装置5的输出轴4通过轴承座38紧固连接，外磁转子33外套设冷却筒37，冷却筒37上端密封紧固安装在驱动装置5上，冷却筒37下端通过螺栓孔一11密封紧固安装在隔离罩34下端外周。冷却筒37上设有冷却水进口32、冷却水出口7和冷却水溢流口2，冷却水溢流口2的位置高于冷却水出口7的位置。

隔离罩34覆盖在内磁转子35外周后形成静态密封腔，从润滑介质管道充入的润滑介质采用润滑脂，静态密封腔内的气体及轴承压盖一13将润滑介质密封在润滑腔19内，保持润滑腔19内的压力，使润滑腔19内润滑介质总内压力大于反应釜内压力,微量润滑介质从轴承压盖二30、填料29、填料压盖28进入反应釜内，彻底杜绝了反应釜内化学介质的泄漏。冷却筒37封装在外磁转子33外周后，在外磁转子33与隔离罩34之间及外磁转子33与冷却筒37之间充入冷却水，用于冷却外磁转子33，润滑腔19内的润滑介质与冷却夹套22换热，维持润滑腔19的温度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种基于磁力搅拌传动的密封装置，包括在驱动装置输出轴端紧固安装的外磁转子、与外磁转子相对应的内磁转子、紧固安装在内磁转子轴心的传动主轴、紧固安装在传动主轴下端的半联轴器、和与旋转的外磁转子及内磁转子间隙配合的隔离罩，其特征在于，还包括与旋转的传动主轴间隙配合的轴套, 轴套与传动主轴间形成润滑腔，轴套上、下端的传动主轴轴颈，各套装于一组轴承组、和轴承密封套件内，轴承密封套件与轴套紧固连接；

与法兰一一体连接的冷却夹套固定套设在内磁转子下端及轴套下端之间轴套外周，该法兰一内嵌沿径向贯穿法兰一的润滑介质管一、及与冷却夹套连通的冷却水进水管、冷却水出水管，润滑腔通过通孔连通润滑介质管一，使润滑介质充填在润滑腔内浸润两端的轴承组，润滑介质管二在该法兰一面向内磁转子一面连通润滑介质管一，润滑介质管二另一端穿过轴套上端向轴承组供给润滑介质；

所述隔离罩底端外周焊接有法兰二，法兰二上沿圆周均匀分布有用于紧固连接冷却筒的螺栓孔一，和用于紧固连接反应釜的法兰盘的螺栓孔二，所述法兰一被压紧在法兰二和反应釜的法兰盘之间，形成机械密封，外磁转子外套设冷却筒，冷却筒上端密封紧固安装在驱动装置上，冷却筒下端密封紧固安装在隔离罩下端外周;

所述冷却筒上设有冷却水进口、冷却水出口和冷却水溢流口，冷却水溢流口的位置高于冷却水出口的位置。

2.根据权利要求1所述的基于磁力搅拌传动的密封装置，其特征在于，所述法兰一面向内 磁转子一侧布置有环形凹槽，另一侧布置有环形凸起，所述法兰一的上下两面分别与法兰二和反应釜的法兰盘紧固连接时压紧缠绕垫形成机械密封。

3.根据权利要求1所述的基于磁力搅拌传动的密封装置，其特征在于，所述外磁转子顶端与驱动装置的输出轴通过轴承座紧固连接。

4.根据权利要求1所述的基于磁力搅拌传动的密封装置，其特征在于，位于传动主轴上端轴颈的轴承组由上至下依次包括轴承挡圈、滚珠轴承，位于传动主轴下端轴颈的轴承组由上至下依次包括圆锥滚子轴承、轴承挡圈、滚珠轴承，位于传动主轴上端轴颈的轴承密封套件包括轴承压盖一，该轴承压盖一紧固固定在轴套上端，与旋转的内磁转子间隙配合，位于传动主轴下端轴颈的轴承密封套件由上至下依次包括轴承压盖二、填料、填料压盖，该轴承压盖二紧固固定在轴套下端，与旋转的传动主轴的轴颈间隙配合，填料压盖紧固固定在轴承压盖二底端，与轴承压盖二底端及传动主轴的轴颈围合形成填料腔，填料填充于填料腔内。

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