CN111484925A - 一种侧进式搅拌器密封系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种侧进式搅拌器密封系统，包括搅拌轴、罐体机械密封组件，安装在动力输出端的搅拌桨叶组件，还包括套装在搅拌轴外侧的密封轴套，密封轴套一端密封连接托架法兰，密封轴套另一端通过轴承箱组件支持安装在搅拌轴的动力输出端；上述轴承箱组件的外侧所述传动轴上安装有轴端机械密封组件，轴端机械密封组件的外侧安装有锥套，在锥套通过锁紧组件压紧轴端机械密封组件；上述罐体机械密封组件和轴端机械密封组件将密封轴套围合成一个密闭的密封腔室，所述罐体机械密封组件的端盖上设有与密封腔室连通的注油孔与泄油孔；该侧进式搅拌器密封系统具有结构简单、安装方便、使用寿命长、密封性能好、泄露风险小等优点。

Description

一种侧进式搅拌器密封系统

技术领域

本发明属于生物发酵用搅拌器技术领域，尤其涉及一种侧进式搅拌器密封系统。

背景技术

生物发酵广泛应用于化工、医药及食品等多种行业，大型生物发酵罐需要在罐体下部的侧壁上加装搅拌设备，由于罐体直径大，安装方式又必须选用侧进式，故而搅拌轴长度是普通搅拌设备轴长的几倍，受重力影响，轴越长越容易弯曲变形，轴的设计也是一个难点。

由于发酵物中存在颗粒物或活体菌群，搅拌中不能将其打散或打死，所以搅拌桨转速也有一定的要求，必须是低转速，转速基本都在300转/分钟以内，而且不能使用大推力的浆叶，因此，搅拌器的结构设计具有重要意义。

现有技术为防止搅拌轴弯曲变形，在搅拌轴外部加装长轴套并固定，在轴套腔体内加润滑油，搅拌桨端使用机械密封，另一端使用骨架油封来密封腔体内润滑油，这种结构的缺点在于腔体内润滑油压力低于发酵罐内压力，尤其搅拌器启停时机械密封容易瞬间打开，导致发酵罐内介质流入腔体内，污染轴承，使轴承损坏从而导致搅拌器泄露，发酵罐内介质若流至减速机处，还会造成减速机的损坏。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种结构简单、安装方便、使用寿命长、密封性能好、泄露风险小的侧进式搅拌器密封系统。

本发明是这样实现的，一种侧进式搅拌器密封系统，包括搅拌轴，在搅拌轴动力输入端与罐体之间的罐体机械密封组件，安装在动力输出端的搅拌桨叶组件，其特征在于，还包括等间隙套装在搅拌轴外侧的密封轴套，所述密封轴套的一端密封连接托架法兰，密封轴套另一端通过轴承箱组件支持安装在搅拌轴的动力输出端；上述轴承箱组件的外侧所述传动轴上安装有轴端机械密封组件，轴端机械密封组件的外侧安装有锥套，所述锥套和传动轴的锥形配合段之间通过半圆键连接；在锥套的外侧所述传动轴上配装有锁紧组件压紧轴端机械密封组件；所述搅拌桨叶组件的桨叶支撑套通过紧固件固定安装在锥套上；上述罐体机械密封组件和轴端机械密封组件将密封轴套围合成一个密闭的密封腔室，所述罐体机械密封组件的端盖上设有与密封腔室连通的注油孔与泄油孔。

在上述技术方案中，优选的，所述在密封轴套内安装有支座环，所述支撑环沿轴向方向设有过油孔，所述支撑环固定安装在搅拌轴上。

在上述技术方案中，优选的，所述轴承箱组件包括焊接在密封轴套端部的间接轴承箱；所述间接轴承箱内设有轴承箱和静环座，所述间接轴承箱、轴承箱以及静环座通过螺栓连接件紧固连接；轴承箱内设有与轴承箱一体的隔挡套，所述隔挡套内设有中心孔；在轴承箱内所述隔挡套的两侧分别安装有外圆锥滚子轴承和内圆锥滚子轴承，在动力单元侧所述轴承箱上螺装有压装内圆锥滚子轴承的锁紧环。

所述传动轴上位于轴承箱隔挡套段设有与搅拌轴旋转方向一致的螺旋增压槽。

在上述技术方案中，优选的，所述搅拌轴采用分体结构包括动力连接轴、中间花键轴以及动力输出轴；其中所述动力连接轴的一端连接动力单元的动力轴；所述动力连接轴的另一端通过花键连接中间轴花键轴的一端；所述中间花键轴的另一端通过花键连接动力输出轴一端，所述动力输出轴的另一端通过轴承箱组件安装搅拌将叶组件。

所述动力连接轴上对应罐体密封法兰的内侧动力设有在线检修密封环；所述在线检修密封环与罐体密封法兰的密封配合面上嵌装有密封圈。

采用上述技术，本发明具有如下优点：采用上述技术方案解决了公知技术中搅拌器存在机械密封容易泄露等技术问题，而本发明采用在密封腔室内加入压力油用于平衡罐内压力对轴承箱组件、机械密封组件造成的损坏，同时在检修时，可以增大密封腔室的压力使得密封腔室内的压力大于罐内介质所产生的压力，进而避免搅拌器启停时机械密封容易瞬间打开，导致发酵罐内介质流入腔体内，污染轴承，使轴承损坏从而导致搅拌器泄露，发酵罐内介质若流至减速机处；甚至减速机的损坏的风险。同时也使使搅拌器震动、噪音等各项运行参数降低，延长搅拌轴使用寿命；提高设备的稳定性和可靠性，提高动力单元效率达到搅拌设备节能减排的目的。另外，本发明还可以广泛应用在其它化工、医药及食品等低转速搅拌器上。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是搅拌桨叶组件安装局部结构示意图；

图3是应用实施例结构示意图。

图中、10、搅拌轴；11、动力连接轴；12、中间花键轴；；13、动力输出轴；14、螺旋增压槽；15、密封环；16、密封圈；20、罐体机械密封组件；30、搅拌桨叶组件；40、密封轴套；50、托架法兰；60、轴承箱组件；60、轴承箱组件；61、间接轴承箱；62、轴承箱；63、静环座；64、螺栓连接件；65、隔挡套；66、外圆锥滚子轴承；67、内圆锥滚子轴承；68、锁紧环；70、轴端机械密封组件；80、锥套；81、半圆键；82、紧固件；90、密封腔室；91、注油孔；92、泄油孔；100、支座环；101、过油孔；200、动力单元；202、减速电机的动力输出轴；300、罐体；301、罐体法兰。

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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为避免搅拌器启停时机械密封容易瞬间打开，导致发酵罐内介质流入腔体内，污染轴承，使轴承损坏从而导致搅拌器泄露，发酵罐内介质若流至减速机处；甚至减速机的损坏的风险。本发明对现有侧进式搅拌器进行优化升级，下面结合附图详细说明本发明的发明内容。

请参阅图1和图2；一种侧进式搅拌器密封系统，包括搅拌轴10，在搅拌轴动力输入端与罐体之间的罐体机械密封组件20，实际是搅拌轴动力输入端与罐体法兰或者托架法兰之间的罐体机械密封组件20；本实施例中搅拌轴动力输入端与托架法兰50连接，安装在动力输出端的搅拌桨叶组件30，还包括等间隙套装在搅拌轴外侧的密封轴套40，所述密封轴套的一端密封连接托架法兰，密封轴套另一端通过轴承箱组件60支持安装在搅拌轴的动力输出端；上述轴承箱组件的外侧所述传动轴上安装有轴端机械密封组件70，轴端机械密封组件的外侧安装有锥套80，所述锥套和传动轴的锥形配合段之间通过半圆键81连接；在锥套的外侧所述传动轴上配装有锁紧组件压紧轴端机械密封组件；所述搅拌桨叶组件的桨叶支撑套通过紧固件82固定安装在锥套上；上述罐体机械密封组件20和轴端机械密封组件70将密封轴套围合成一个密闭的密封腔室90，所述罐体机械密封组件的端盖上设有与密封腔室连通的注油孔91与泄油孔92。

在上述技术方案中，优选的，所述在密封轴套内安装有支座环100，所述支撑环沿轴向方向设有过油孔101，所述支撑环固定安装在搅拌轴上。平衡搅拌轴的应力，减少搅拌轴长时间运转导致弯曲变形，进而避免因弯曲变形而导致磨损速度快的缺陷。

在上述技术方案中，优选的，所述轴承箱组件60包括焊接在密封轴套端部的间接轴承箱61；所述间接轴承箱内设有轴承箱62和静环座63，所述间接轴承箱、轴承箱以及静环座通过螺栓连接件64紧固连接；轴承箱内设有与轴承箱一体的隔挡套65，所述隔挡套内设有中心孔；在轴承箱内所述隔挡套的两侧分别安装有外圆锥滚子轴承66和内圆锥滚子轴承67，在动力单元侧所述轴承箱上螺装有压装内圆锥滚子轴承的锁紧环68。

具体地，间接轴承箱61套装并焊接固定在密封轴套40的底端内侧，且间接轴承箱61与密封轴套40的底端端面齐平；轴承箱62套装在间接轴承箱61 内侧且其顶端凸出于间接轴承箱61的顶端，静环座63套装在轴承箱62底端内侧，轴承箱62和静环座63底端外壁上均设有环形凸台，使依次叠加套装轴承箱62和静环座63通过自静环座63底端端面沿圆周方向均布设置的多个第二紧固螺栓64固定在间接轴承箱61和密封轴套40上；为了保证该轴承箱组件的密封性，在间接轴承箱61与轴承箱62之间的接触面上、在轴承箱62和静环座63 之间的接触面上、在静环座63与邻侧机械密封组件之间的接触面上、以及在锥套90与邻侧机械密封组件的接触面上均设置有至少一个密封圈；

在上述技术方案中，优选的，所述搅拌轴10采用分体结构包括动力轴11 和花键轴12，所述动力轴的动力输出端和花键轴的动力输入端采用花键连接，所述花键轴穿装在轴承箱62内。所述搅拌轴10采用分体结构包括动力连接轴 11、中间花键轴12以及动力输出轴13；其中所述动力连接轴的一端连接动力单元的动力轴；所述动力连接轴的另一端通过花键连接中间轴花键轴的一端；所述中间花键轴的另一端通过花键连接动力输出轴一端，所述动力输出轴的另一端通过轴承箱组件安装搅拌将叶组件。

在上述技术方案中，优选的，所述传动轴上位于轴承箱隔挡套段设有与搅拌轴旋转方向一致的螺旋增压槽14。传动轴转动时螺旋槽将密封腔室内的润滑油往桨叶端密封方向推进，给密封腔室内润滑油一个压力，机械密封如遇到瞬间打开的情况，使发酵罐内介质不会流入密封腔室内污染轴承，提高了轴承的使用寿命。

所述动力连接轴上对应罐体密封法兰的内侧动力设有在线检修密封环15；所述在线检修密封环与罐体密封法兰的密封配合面上嵌装有密封圈16。同时本发明可以实现在线检修，当拆除动力装置后，通过外力牵引动力连接轴向罐体密封法兰盘侧运动，当线检修密封环与罐体密封法兰盘密封贴合时实现了检修密封，在此状态下即可实现罐体机械密封组件的更换或者维修。

应用实施例，请参阅图3；应用在生物发酵罐上的侧进式搅拌器，包括动力单元200、与动力单元连接的搅拌轴、搅拌桨叶组件，所述搅拌桨叶组件位于生物发酵罐体内，所述动力单元采用减速电机，所述减速电机的减速机壳体可拆式连接托架法兰的一端；所述托架法兰的另一端连接生物发酵罐体300侧壁的罐体法兰301；所述搅拌轴的一端连接减速电机的动力输出轴202；在生物发酵罐体侧所述搅拌轴和托架法兰之间设有罐体机械密封组件；搅拌轴的另一端穿过托架法兰伸入生物发酵罐体内；在生物发酵罐体内所述搅拌轴前端安装有搅拌桨叶组件。

采用上述技术方案解决了公知技术中搅拌器存在机械密封容易泄露等技术问题，而本发明采用在密封腔室内加入压力油用于平衡罐内压力对轴承箱组件、机械密封组件造成的损坏，同时在检修时，可以增大密封腔室的压力使得密封腔室内的压力大于罐内介质所产生的压力，进而避免搅拌器启停时机械密封容易瞬间打开，导致发酵罐内介质流入腔体内，污染轴承，使轴承损坏从而导致搅拌器泄露，发酵罐内介质若流至减速机处；甚至减速机的损坏的风险。同时也使使搅拌器震动、噪音等各项运行参数降低，延长搅拌轴使用寿命；提高设备的稳定性和可靠性，提高动力单元效率达到搅拌设备节能减排的目的。另外，本发明还可以广泛应用在其它化工、医药及食品等低转速搅拌器上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种侧进式搅拌器密封系统，包括搅拌轴，在搅拌轴动力输入端与罐体之间的罐体机械密封组件，安装在动力输出端的搅拌桨叶组件，其特征在于，还包括等间隙套装在搅拌轴外侧的密封轴套，所述密封轴套的一端密封连接托架法兰，密封轴套另一端通过轴承箱组件支持安装在搅拌轴的动力输出端；

上述轴承箱组件的外侧所述传动轴上安装有轴端机械密封组件，轴端机械密封组件的外侧安装有锥套，所述锥套和传动轴的锥形配合段之间通过半圆键连接；在锥套的外侧所述传动轴上配装有锁紧组件压紧轴端机械密封组件；所述搅拌桨叶组件的桨叶支撑套通过紧固件固定安装在锥套上；

上述罐体机械密封组件和轴端机械密封组件将密封轴套围合成一个密闭的密封腔室，所述罐体机械密封组件的端盖上设有与密封腔室连通的注油孔与泄油孔。

2.根据权利要求1所述的侧进式搅拌器搅拌轴密封系统，其特征在于：所述在密封轴套内安装有支座环，所述支撑环沿轴向方向设有过油孔，所述支撑环固定安装在搅拌轴上。

3.根据权利要求1所述的侧进式搅拌器搅拌轴密封系统，其特征在于：所述轴承箱组件包括焊接在密封轴套端部的间接轴承箱；所述间接轴承箱内设有轴承箱和静环座，所述间接轴承箱、轴承箱以及静环座通过螺栓连接件紧固连接；轴承箱内设有与轴承箱一体的隔挡套，所述隔挡套内设有中心孔；在轴承箱内所述隔挡套的两侧分别安装有外圆锥滚子轴承和内圆锥滚子轴承，在动力单元侧所述轴承箱上螺装有压装内圆锥滚子轴承的锁紧环。

4.根据权利要求2所述的侧进式搅拌器搅拌轴密封系统，其特征在于：所述传动轴上位于轴承箱隔挡套段设有与搅拌轴旋转方向一致的螺旋增压槽。

5.根据权利要求1所述的侧进式搅拌器搅拌轴密封系统，其特征在于：所述搅拌轴采用分体结构包括动力连接轴、中间花键轴以及动力输出轴；其中所述动力连接轴的一端连接动力单元的动力轴；所述动力连接轴的另一端通过花键连接中间轴花键轴的一端；所述中间花键轴的另一端通过花键连接动力输出轴一端，所述动力输出轴的另一端通过轴承箱组件安装搅拌将叶组件。

6.根据权利要求1所述的侧进式搅拌器搅拌轴密封系统，其特征在于：所述动力连接轴上对应罐体密封法兰的内侧动力设有在线检修密封环；所述在线检修密封环与罐体密封法兰的密封配合面上嵌装有密封圈。

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