CN110898748A - 一种罐体动密封机构在线更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种罐体动密封机构在线更换装置，解决现有技术需停产更换动密封机构导致企业整条生产线停机从而造成停机损失的技术问题。本发明包括密封座，密封座内设有搅拌轴让位孔，搅拌轴让位孔上部设密封腔，搅拌轴上设有位于密封腔内的搅拌轴密封板，密封腔内设有对搅拌轴密封板进行限位的轴卡箍，密封腔底面设有与搅拌轴密封板相配合用以对搅拌轴让位孔进行密封的O型密封环。本发明可在线工况下对搅拌罐(釜)设备上的动密封机构进行更换，可有效防止像传统方式一样在停产工况下更换动密封机构给企业带来停产损失，提高动密封机构更换效率，同时消除像传统方式一样在更换动密封机构时因罐内介质置换不充分引发的安全隐患。

Description

一种罐体动密封机构在线更换装置

技术领域

本发明属于化工、轻工、冶炼机械技术领域，具体涉及一种罐体动密封机构在线更换装置。

背景技术

搅拌罐(釜)设备在现代工业如化工、轻工、冶炼、医药等行业均有广泛运用。搅拌罐设备由于有罐体和搅拌机构，因此在绝大多数工况如压力、温度、介质特性任意一样达到危险值时，就需要在罐体与搅拌轴系间设计动密封机构。动密封机构分为填料密封、机械密封、磁力密封、磁流密封等方式。密封的作用主要是在搅拌轴传动的过程中，克服以下缺陷：

(1)阻隔罐体内带压、高温、高毒性、易燃爆的气体进入大气造成危害；

(2)阻隔空气进入罐内与罐内介质产生反应造成介质失效、爆炸等危害。

基于动密封机构的作用，动密封机构在搅拌罐的设计中一般为易损件，根据工况的不同，设计的先进程度，加工、装配的精度控制等，动密封机构的使用寿命通常在一到五年不等。因此，搅拌罐(釜)设备在运行过程中通常一到五年会对其动密封进行更换。传统方式在对搅拌罐(釜)设备更换动密封机构时，搅拌罐(釜)设备必须停车、卸压、排料、置换罐内的气体之后，方能对搅拌罐(釜)设备的动密封机构进行更换。该方法存在以下缺陷：

(1)搅拌罐(釜)设备停车，在许多行业会导致整条生产线停车，对企业造成巨大损失；

(2)搅拌罐(釜)设备在进行停车、御压、排料、置换过程中，增加了更换动密封机构的时间和成本，动密封更换效率低，影响生产进度；

(3)一旦搅拌罐(釜)设备内介质置换不充分，将可能引发安全事故，存在安全隐患。

因此，设计一种罐体动密封机构在线更换装置，以在线工况对搅拌罐(釜)设备上的动密封机构进行更换，防止像传统方式一样在停产工况下更换动密封机构给企业带来停产损失，提高动密封机构更换效率，同时消除传统方式在更换动密封机构时因罐内介质置换不充分引发的安全隐患，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种罐体动密封机构在线更换装置，解决现有技术需停产更换动密封机构导致企业整条生产线停机从而造成停机损失的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种罐体动密封机构在线更换装置，包括密封座，所述密封座密封安装于罐体、以及用于密封罐体和搅拌轴的动密封机构之间，密封座内设有搅拌轴让位孔，搅拌轴穿设于搅拌轴让位孔内，搅拌轴让位孔上部设密封腔，搅拌轴上设有位于密封腔内的搅拌轴密封板，密封腔内设有对搅拌轴密封板进行限位的轴卡箍，密封腔底面设有与所述搅拌轴密封板相配合用以对搅拌轴让位孔进行密封的O型密封环。

进一步地，所述密封腔底面设有与所述O型密封环相匹配的密封环卡装槽，所述O型密封环卡装于所述密封环卡装槽内。

进一步地，所述密封环卡装槽的底部连通有用于为密封环卡装槽内注入高压密封液介质的静密封动力通道。

进一步地，所述密封腔连通有用于为密封腔内注入清洗液的清洗液注入通道。

进一步地，所述密封座内设有用于注入热交换介质以与所述O型密封环进行热交换的热交换介质腔体，所述热交换介质腔体靠近所述O型密封环分布。

进一步地，所述热交换介质腔体上连通有热交换介质注入通道。

进一步地，所述搅拌轴密封板呈环形，其外沿均布有至少两个限位突翼，所述轴卡箍设有与限位突翼相配合的轴卡箍让位槽。

进一步地，所述密封座与所述罐体为一体式结构，所述动密封机构与密封座通过螺栓可拆卸连接。

进一步地，所述密封腔连接有压力检测装置，所述压力检测装置包括与所述密封腔相连通的管道，以及设于所述管道上的气压计。

进一步地，所述管道通过三通连接有压力检测管和泄压管，所述压力检测管上顺着气流方向设有截止阀和气压计，所述泄压管上顺着气流方向设有泄压阀和法兰，所述法兰上匹配有法兰盲板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，可在线工况下对搅拌罐(釜)设备上的动密封机构进行更换，可有效防止像传统方式一样在停产工况下更换动密封机构给企业带来停产损失，提高动密封机构更换效率，同时消除像传统方式一样在更换动密封机构时因罐内介质置换不充分引发的安全隐患。

本发明包括主要密封安装于罐体和动密封机构之间的密封座，密封座内设搅拌轴让位孔，搅拌轴穿设于搅拌轴让位孔内，搅拌轴让位孔上部设密封腔，搅拌轴上设搅拌轴密封板，搅拌轴与搅拌轴密封板为一体式结构，或者是搅拌轴密封板以过盈配合的方式密封固定于搅拌轴上，密封腔内设轴卡箍，搅拌轴密封板的外周等距分布有至少两块限位突翼，轴卡箍上设有与限位突翼相配合的轴卡箍让位槽，密封腔底面设密封环卡装槽，密封环卡装槽内密封卡装有O型密封环，O型密封环的顶面为平面，安装在密封环卡装槽内呈水平，O型密封环的底部为向内凹的倒V字型结构，动密封机构正常时，轴卡箍位于搅拌轴密封板和O型密封环之间，当需要更换动密封机构时，工作人员通过外力使搅拌轴往罐体内移动，此时搅拌轴密封板上的限位突翼与轴卡箍上的轴卡箍让位槽对齐，限位突翼穿过轴卡箍让位槽，搅拌轴密封板随同搅拌轴下沉至轴卡箍和O型密封环之间，再对搅拌轴旋转一定角度(比如：30°、45°、或者60°)使搅拌轴密封板上的限位突翼与轴卡箍让位槽错位，如此轴卡箍即可将搅拌轴密封板限位在轴卡箍和O型密封环之间，此时搅拌轴密封板的底面与O型密封环的顶面相贴合，搅拌轴密封板与O型密封环之间相配合对搅拌轴让位孔形成密封，此时即可拆开螺栓以对压力检测装置进行更换。当更换完成后，旋转搅拌轴使限位突翼与轴卡箍让位槽对齐，工作人员使用外力将搅拌轴外移使搅拌轴密封板移至轴卡箍外侧，此时新更换的动密封机构行使密封功能。

相对于传统停机方式更换动密封机构，采用本发明装置对动密封机构进行在线更换，无需停产，可避免停产损失，更换效率高，同时也无需对搅拌罐(釜)进行御压、排料和介质置换，可有效消除在御压、排料和介质置换过程中形成的安全隐患。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中的A-A截面图。

图3为本发明搅拌轴让位孔被密封时状态图。

图4为图3的B-B截面图。

图5为本发明压力检测装置结构示意图。

图6为本发明O型密封环剖面示意图。

图7为本发明搅拌轴示意图。

图8为本发明局部放大图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-密封座、2-压力检测装置、3-搅拌轴密封板、4-搅拌轴、5-静密封动力通道、6-热交换介质注入通道、7-热交换介质腔体、8-清洗液注入通道、9-螺栓、10-动密封机构、11-罐体、12-搅拌轴让位孔、13-密封腔、14-轴卡箍、15-O型密封环、16-密封环卡装槽、17-限位突翼、18-轴卡箍让位槽、19-管道、20-气压计、21-压力检测管、22-泄压管、23-截止阀、24-泄压阀、25-法兰、26-法兰盲板、27-热交换介质外排通道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-8所示，本发明提供的一种罐体动密封机构在线更换装置，结构简单、设计科学合理，使用方便，可在线工况下对搅拌罐(釜)设备上的动密封机构进行更换，可有效防止像传统方式一样在停产工况下更换动密封机构给企业带来停产损失，提高动密封机构更换效率，同时消除像传统方式一样在更换动密封机构时因罐内介质置换不充分引发的安全隐患。本发明包括密封座1，所述密封座1密封安装于罐体11、以及用于密封罐体11和搅拌轴4的动密封机构10之间，密封座1内设有搅拌轴让位孔12，搅拌轴4穿设于搅拌轴让位孔12内，搅拌轴让位孔12上部设密封腔13，搅拌轴4上设有位于密封腔13内的搅拌轴密封板3，密封腔13内设有对搅拌轴密封板3进行限位的轴卡箍14，密封腔13底面设有与所述搅拌轴密封板3相配合用以对搅拌轴让位孔12进行密封的O型密封环15。所述密封腔13底面设有与所述O型密封环15相匹配的密封环卡装槽16，所述O型密封环15卡装于所述密封环卡装槽16内。所述搅拌轴密封板3呈环形，其外沿均布有至少两个限位突翼17，所述轴卡箍14设有与限位突翼17相配合的轴卡箍让位槽18。所述密封座1与所述罐体11为一体式结构，所述动密封机构10与密封座1通过螺栓9可拆卸连接。

本发明包括主要密封安装于罐体和动密封机构之间的密封座，密封座内设搅拌轴让位孔，搅拌轴穿设于搅拌轴让位孔内，搅拌轴让位孔上部设密封腔，搅拌轴上设搅拌轴密封板，搅拌轴与搅拌轴密封板为一体式结构，或者是搅拌轴密封板以过盈配合的方式密封固定于搅拌轴上，密封腔内设轴卡箍，搅拌轴密封板的外周等距分布有至少两块限位突翼，轴卡箍上设有与限位突翼相配合的轴卡箍让位槽，密封腔底面设密封环卡装槽，密封环卡装槽内密封卡装有O型密封环，O型密封环的顶面为平面，安装在密封环卡装槽内呈水平，O型密封环的底部为向内凹的倒V字型结构，动密封机构正常时，轴卡箍位于搅拌轴密封板和O型密封环之间，当需要更换动密封机构时，工作人员通过外力使搅拌轴往罐体内移动，此时搅拌轴密封板上的限位突翼与轴卡箍上的轴卡箍让位槽对齐，限位突翼穿过轴卡箍让位槽，搅拌轴密封板随同搅拌轴下沉至轴卡箍和O型密封环之间，再对搅拌轴旋转一定角度(比如：30°、45°、或者60°)使搅拌轴密封板上的限位突翼与轴卡箍让位槽错位，如此轴卡箍即可将搅拌轴密封板限位在轴卡箍和O型密封环之间，此时搅拌轴密封板的底面与O型密封环的顶面相贴合，搅拌轴密封板与O型密封环之间相配合对搅拌轴让位孔形成密封，此时即可拆开螺栓以对压力检测装置进行更换。当更换完成后，旋转搅拌轴使限位突翼与轴卡箍让位槽对齐，工作人员使用外力将搅拌轴外移使搅拌轴密封板移至轴卡箍外侧，此时新更换的动密封机构行使密封功能。

相对于传统停机方式更换动密封机构，采用本发明装置对动密封机构进行在线更换，无需停产，可避免停产损失，更换效率高，同时也无需对搅拌罐(釜)进行御压、排料和介质置换，可有效消除在御压、排料和介质置换过程中形成的安全隐患。

本发明所述密封腔13连通有用于为密封腔13内注入清洗液的清洗液注入通道8。工作人员在移动搅拌轴使搅拌轴密封板与O型密封环贴合密封前，先通过清洗液注入通道8往密封腔13内注入清洗液，将密封腔的腔壁洗净，尤其是将密封腔的底面和O型密封环的顶面洗净，如此当搅拌轴密封板与O型密封环贴合时密封性能更加。清洗液注入通道8与外界连通，正常情况下其通过密封件密封，只有当需要往密封腔13内注入清洗液时，方通过密封件开启。

本发明所述密封环卡装槽16的底部连通有用于为密封环卡装槽16内注入高压密封液介质的静密封动力通道5。当工作人员在移动搅拌轴使搅拌轴密封板与O型密封环贴合密封后，通过静密封动力通道5往密封环卡装槽内注入高压密封液介质，高压密封液介质可顶抵O型密封环更加贴紧搅拌轴密封板，可有效增强搅拌轴密封板与O型密封环之间的密封性能。

本发明所述密封座1内设有用于注入热交换介质以与所述O型密封环15进行热交换的热交换介质腔体7，所述热交换介质腔体7靠近所述O型密封环15分布。所述热交换介质腔体7上连通有热交换介质注入通道6。大多数企业生产的罐体内介质都是带有一定温度，为了消除温度对O型密封环的密封性能的影响，通过热交换介质注入通道6往热交换介质腔体7内注入热交换介质，热交换介质与O型密封环之间形成热交换，使O型密封环的密封性能保持在最佳状态，可有效增强搅拌轴密封板与O型密封环之间的密封性能。热交换介质腔体7环绕密封环卡装槽分布，其一侧连通有热交换介质注入通道6，另一侧连通有热交换介质外排通道27，热交换介质在热交换介质腔体7内循环流动，如此可有效提高热交换介质与O型密封环之间的热交换。

本发明所述密封腔13连接有压力检测装置2，所述压力检测装置2包括与所述密封腔13相连通的管道19，以及设于所述管道19上的气压计20。所述管道19通过三通连接有压力检测管21和泄压管22，所述压力检测管21上顺着气流方向设有截止阀23和气压计20，所述泄压管22上顺着气流方向设有泄压阀24和法兰25，所述法兰25上匹配有法兰盲板26。压力检测装置2可有效检测搅拌轴密封板与O型密封环之间是否完成密封。当动密封机构正常使用时，压力检测装置2用以检测密封腔13内的压力；当在线进行动密封机构更换时，在搅拌轴密封板与O型密封环形成密封后，压力检测装置2检测密封腔13内的气压，当检测到的气压为常压时，则搅拌轴密封板与O型密封环形成良好的密封，则可进行动密封机构更换，如果检测到密封腔13内的气压高于常压，则可判断出搅拌轴密封板与O型密封环之间的密封不严，导致罐体内压力外泄，此时需对本发明装置的密封性能进行检修。压力检测装置设置泄压管、泄压阀、以及相互配合的法兰和法兰盲板，用于通过法兰外接泄压设备以对密封腔进行泄压。

本发明轴卡箍用于对搅拌轴密封板进行限位，防止搅拌轴因罐体内压力过大而冲出。

本发明当动密封机构正常使用时，因罐体内带压，O型密封环在密封腔13内并在罐体内压作用下退回至密封环卡装槽内。

本发明装置在更换动密封机构时，其可阻断罐体与外界的通道，使罐体更换动密封时，罐体内物料无须排放，罐体内压力无须释放，罐体内温度无须降低，其降低了罐体更换动密封机构时的安全风险，提高了动密封机构更换效率，缩短了由于更换动密封机构引起的停车时间，间接增加了产量，提高了效益。

本发明罐体正常工作时，搅拌轴密封板位于密封腔上部，罐体内介质特性(包括压力、温度、腐蚀性能)直接和动密封机构接触，动密封机构起到正常密封作用，此时O型密封环在罐体内介质压力作用下下移退回密封环卡装槽内。当需要更换动密封机构时，首先，开启清洗液注入通道，清洗液进入密封腔内，清洗掉密封腔底面密封面部位积聚的物料；然后，由维护人员在罐体外部将搅拌轴往罐体内移动，使搅拌轴密封板穿过轴卡箍与O型密封环相贴合形成密封，随后打开静密封动力通道，密封液进入密封环卡装槽内，促使O型密封环上移顶住搅拌轴密封板，保证良好密封效果。根据罐体内介质压力，调整O型密封环宽度。

本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，可在线对搅拌罐(釜)设备上的动密封机构进行更换，其实用性强，适于在本技术领域大力推广应用。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：包括密封座(1)，所述密封座(1)密封安装于罐体(11)、以及用于密封罐体(11)和搅拌轴(4)的动密封机构(10)之间，密封座(1)内设有搅拌轴让位孔(12)，搅拌轴(4)穿设于搅拌轴让位孔(12)内，搅拌轴让位孔(12)上部设密封腔(13)，搅拌轴(4)上设有位于密封腔(13)内的搅拌轴密封板(3)，密封腔(13)内设有对搅拌轴密封板(3)进行限位的轴卡箍(14)，密封腔(13)底面设有与所述搅拌轴密封板(3)相配合用以对搅拌轴让位孔(12)进行密封的O型密封环(15)。

2.根据权利要求1所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述密封腔(13)底面设有与所述O型密封环(15)相匹配的密封环卡装槽(16)，所述O型密封环(15)卡装于所述密封环卡装槽(16)内。

3.根据权利要求2所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述密封环卡装槽(16)的底部连通有用于为密封环卡装槽(16)内注入高压密封液介质的静密封动力通道(5)。

4.根据权利要求1所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述密封腔(13)连通有用于为密封腔(13)内注入清洗液的清洗液注入通道(8)。

5.根据权利要求1所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述密封座(1)内设有用于注入热交换介质以与所述O型密封环(15)进行热交换的热交换介质腔体(7)，所述热交换介质腔体(7)靠近所述O型密封环(15)分布。

6.根据权利要求5所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述热交换介质腔体(7)上连通有热交换介质注入通道(6)。

7.根据权利要求1所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述搅拌轴密封板(3)呈环形，其外沿均布有至少两个限位突翼(17)，所述轴卡箍(14)设有与限位突翼(17)相配合的轴卡箍让位槽(18)。

8.根据权利要求1所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述密封座(1)与所述罐体(11)为一体式结构，所述动密封机构(10)与密封座(1)通过螺栓(9)可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述密封腔(13)连接有压力检测装置(2)，所述压力检测装置(2)包括与所述密封腔(13)相连通的管道(19)，以及设于所述管道(19)上的气压计(20)。

10.根据权利要求9所述的一种罐体动密封机构在线更换装置，其特征在于：所述管道(19)通过三通连接有压力检测管(21)和泄压管(22)，所述压力检测管(21)上顺着气流方向设有截止阀(23)和气压计(20)，所述泄压管(22)上顺着气流方向设有泄压阀(24)和法兰(25)，所述法兰(25)上匹配有法兰盲板(26)。

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