CN111992116B - 一种磁力搅拌装置及搅拌混合设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力搅拌装置，包括上搅拌轴组件、下搅拌轴组件和磁力联轴器，所述上搅拌轴组件包括上搅拌轴，所述下搅拌轴组件包括下搅拌轴，所述上搅拌轴与所述下搅拌轴通过所述磁力联轴器连接。本发明还公开了包括上述磁力搅拌装置的搅拌混合设备。本发明的磁力搅拌装置能够实现长距离动力传输，且稳定可靠。

Description

一种磁力搅拌装置及搅拌混合设备

技术领域

本发明具体涉及一种磁力搅拌装置及包含所述磁力搅拌装置的搅拌混合设备。

背景技术

萃取分离是核燃料后处理厂的核心工艺环节，混合澄清槽是实现核燃料后处理连续萃取分离过程的主要设备之一，混合澄清槽中的搅拌装置是实现混合澄清槽的两相料液充分混合的关键设备。对于核燃料后处理的萃取分离工艺流程，如钚纯化循环，其料液具有高放射性且含α气溶胶，因此对其搅拌装置的密封提出较高要求，不允许在密封处出现泄漏。而搅拌装置驱动电机安装于屏蔽盖板之上的检修大厅内，以便于检修维护，由于混合澄清槽槽体距离屏蔽盖板距离较长，因此要求搅拌装置实现长距离传输动力。现有技术中没有用于长距离传输动力的搅拌装置。此外，对于放射性水平较高的应用环境，要求搅拌装置靠近料液或与料液接触部位的零部件必须长期稳定可靠运行，减少维修、更换次数，从而减少对维护人员的辐照剂量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种磁力搅拌装置及包含所述磁力搅拌装置的搅拌混合设备，所述磁力搅拌装置能够实现长距离动力传输，且稳定可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种磁力搅拌装置，包括上搅拌轴组件、下搅拌轴组件和磁力联轴器，

所述上搅拌轴组件包括上搅拌轴，所述下搅拌轴组件包括下搅拌轴，所述上搅拌轴与所述下搅拌轴通过所述磁力联轴器连接。

优选的，所述磁力联轴器包括内磁转子、外磁转子和隔离套，

所述内磁转子固设在所述上搅拌轴的底端，

所述外磁转子固设在所述下搅拌轴的顶端，用于在磁力耦合作用下随所述内磁转子旋转而旋转；

所述隔离套包裹在所述内磁转子的外侧壁和底部上，用于将所述内磁转子和所述外磁转子隔开。

优选的，所述下搅拌轴上设置有深沟球轴承，所述深沟球轴承处于所述外磁转子底部，用于承受所述外磁转子的径向载荷并辅助支撑所述下搅拌轴组件；

所述外磁转子外侧设置有转速测量机构，用于监测下搅拌轴的转速。

优选的，所述上搅拌轴包括上端搅拌轴分段、中部搅拌轴分段和下端搅拌轴分段；

所述上搅拌轴组件还包括支撑套筒，其设于所述上搅拌轴外侧，包括内支撑套筒和外支撑套筒，所述内支撑套筒可拆卸的设置在所述外支撑套筒内部；

所述上端搅拌轴分段、所述中部搅拌轴分段和所述下端搅拌轴分段分别通过轴承支撑固定在所述内支撑套筒上。

优选的，所述内支撑套筒包括上端内支撑套筒、中部内支撑套筒、下端内支撑套筒，

所述上端内支撑套筒套装在所述上端搅拌轴分段外侧，所述中部内支撑套筒套装在所述中部搅拌轴分段外侧，所述下端内支撑套筒套装在所述下端搅拌轴分段外侧；

所述外支撑套筒包括上端外支撑套筒和下端外支撑套筒，所述上端外支撑套筒与所述下端外支撑套筒相连。

优选的，所述下端外支撑套筒的底端的内侧壁设置有导向套，其与下端内支撑套筒的外壁接触，用于为所述下端内支撑套筒的安装进行导向。

优选的，所述下搅拌轴组件还包括下搅拌轴支撑套筒，所述下搅拌轴支撑套筒套装在所述下搅拌轴的外侧；

所述下搅拌轴支撑套筒与所述下端内支撑套筒在对应于所述磁力联轴器的位置可拆卸连接。

优选的，所述下搅拌轴组件还包括上滑动轴承组和下滑动轴承组，

所述上滑动轴承组包括上滑动轴承和上滑动止推轴承，所述上滑动止推轴承设置在所述下搅拌轴的上端，所述上滑动止推轴承设置在所述上滑动轴承上，

所述下滑动轴承组包括下滑动轴承和下滑动止推轴承，所述下滑动助推轴承设置在所述下搅拌轴下端，所述下滑动轴承设置在所述下滑动止推轴承上；

所述上滑动轴承组和所述下滑动轴承组采用钨镍钛合金制成；

所述磁力搅拌装置还包括动力组件，所述动力组件包括电机；所述电机的驱动轴与所述上搅拌轴通过联轴器连接。

本发明还提供了一种搅拌混合设备，包括混合澄清槽，所述混合澄清槽设置在热室中，还包括上述的磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置的上搅拌轴组件固定设置在屏蔽盖板上，用于搅拌所述混合澄清槽中的液体。

优选的，所述上搅拌轴组件还包括支撑套筒，所述支撑套筒的上端与所述屏蔽盖板连接；

所述支撑套筒的上端与屏蔽盖板之间设置有屏蔽塞，所述屏蔽塞具有内孔，且所述屏蔽塞的内孔壁为锥面，以将所述支撑套筒的上端卡设在所述屏蔽塞的内孔中。

本发明的磁力搅拌装置能够实现长距离动力传输，且稳定可靠，具体来说，其有益效果如下：

1.本发明的磁力搅拌装置采用分段式的设计方法(分为上搅拌轴组件和下搅拌轴组件)，不但能够实现长距离传输动力，还能够增强搅拌轴的强度，使得搅拌轴在搅拌过程中稳定可靠，避免了由一根整体搅拌轴在搅拌过程中搅拌轴中部受力过大造成的搅拌轴易折断的问题；

2.作为一个优选实施例，本发明的磁力搅拌装置设置有隔离套，能够将内磁转子和外磁转子隔开，且隔离套与下搅拌轴支撑套筒采用密封焊接，实现动态密封转为静态密封的绝对密封；

3.作为一个优选实施例，本发明的磁力搅拌装置中上搅拌轴组件还设置有导向套，能够实现上搅拌轴组件的快捷安装，且重复定位的精度高；

4.作为一个优选实施例，本发明的磁力搅拌装置的下搅拌轴组件中的下搅拌轴的两侧设置有滑动轴承组，能够有效的延长下搅拌轴组件的使用寿命，实现磁力搅拌装置长期稳定可靠的运行；且下搅拌轴的外磁转子的外侧设置有转速测量机构，能够实时监测下搅拌轴的转速。

本发明的搅拌混合设备通过设置上述磁力搅拌装置，使得混合澄清槽内的液体混合更均匀，核燃料后处理的效率更高，且由于磁力搅拌装置的使用寿命长，不需要频繁更换和检修，使得搅拌混合装置的生产效率高，且节约成本。

附图说明

图1为本发明实施例中的磁力搅拌装置的结构示意图；

图2为图1中Ⅰ处的放大示意图。

图中：1-电机；2-联轴器；3-电机支架；4-上端内支撑套筒；5-屏蔽塞；6-屏蔽盖板；7-中部内支撑套筒；8-上端外支撑套筒；9-下端外支撑套筒；10-下端内支撑套筒；11-O型圈；12-导向套；13-隔离套；14-内磁转子；15-外磁转子；16-转速传感器；17-传感器套管；18-下搅拌轴支撑套筒；19-波纹管；20-密封盖；21-混合澄清槽槽体；22-搅拌桨；23-下搅拌轴；24-下滑动轴承组；25-上滑动轴承组；26-上搅拌轴组件；27-下搅拌轴组件。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

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“连接”、“设置”、“安装”“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种磁力搅拌装置，包括上搅拌轴组件、下搅拌轴组件和磁力联轴器，

所述上搅拌轴组件包括上搅拌轴，所述下搅拌轴组件包括下搅拌轴，所述上搅拌轴与所述下搅拌轴通过所述磁力联轴器连接。

本发明还提供一种搅拌混合设备，包括混合澄清槽，所述混合澄清槽设置在热室中，还包括上述的磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置的上搅拌轴组件固定设置在屏蔽盖板上，用于搅拌所述混合澄清槽中的液体。

实施例1：

本实施例公开了磁力搅拌装置，如图1所示，包括上搅拌轴组件26、下搅拌轴组件27和磁力联轴器，上搅拌轴组件26包括上搅拌轴，下搅拌轴组件27包括下搅拌轴23，上搅拌轴与下搅拌轴23通过磁力联轴器连接。本实施例中的磁力搅拌装置通过设置上搅拌轴组件和下搅拌轴组件将搅拌轴进行分段式设计，能够实现磁力搅拌装置的长距离动力传输，且稳定可靠，避免了由一根整体搅拌轴在搅拌过程中搅拌轴受力过大造成的搅拌轴易折断的问题。

本实施例中，磁力联轴器采用圆筒式永磁传动器结构，具体的，如图2所示，磁力联轴器包括内磁转子14、外磁转子15和隔离套13，其中，内磁转子14固设在上搅拌轴的底端；外磁转子15固设在下搅拌轴23的顶端，用于在磁力耦合作用下随内磁转子14旋转而旋转；隔离套13包裹在内磁转子14的外侧壁和底部上，用于将内磁转子14和外磁转子15隔开，且由于隔离套13使上搅拌轴组件和下搅拌轴组件完全隔离，可将磁力搅拌装置中搅拌轴的动态密封转化为静态密封，从而实现磁力搅拌装置的搅拌组件之间的分离。具体的，磁力联轴器的内磁转子14和外磁转子15在磁力耦合作用下，通过内磁转子14旋转带动外磁转子15旋转，此外，外磁转子15通常采用键连接的方式固定在下搅拌轴23的顶端，并将动力传递给下搅拌轴23，随后下搅拌轴23将动力传递给与之连接的搅拌桨22，最终实现将上搅拌轴组件的动力传递给下搅拌轴组件中搅拌桨22，从而实现对料液的搅拌混合。

本实施例中，下搅拌轴23上设置有深沟球轴承，深沟球轴承处于外磁转子15底部，用于承受外磁转子15的径向载荷并辅助支撑下搅拌轴组件。其中，深沟球轴承能够在高转速甚至极高转速的条件下运行，且非常耐用，无需经常维护，能够有效节省维护时间和维护成本。

本实施例中，外磁转子15外侧设置有转速测量机构，能够实现对下搅拌轴转速的非接触式测量，并实时监测下搅拌轴23的转速，具体的，转速测量机构包括转速传感器16和传感器套管17，其中，转速传感器16设置在外磁转子15的外侧，用于监测下搅拌轴的转速，传感器套管17套装在转速传感器16的外侧，用于保护转速传感器，减少磁力搅拌装置在搅拌的状态下，料液对转速传感器16的影响。

本实施例中，上搅拌轴包括上端搅拌轴分段、中部搅拌轴分段和下端搅拌轴分段；上搅拌轴组件还包括支撑套筒，其中，支撑套筒设置在上搅拌轴外侧，支撑套筒包括内支撑套筒和外支撑套筒，内支撑套筒可拆卸的设置在外支撑套筒内部；同时，三段上搅拌轴即上端搅拌轴分段、中部搅拌轴分段和下端搅拌轴分段分别采用轴承支撑的方式固定在支撑套筒上。本实施例中，上搅拌轴组件的内支撑套筒、上搅拌轴及其支撑零部件可从外支撑套筒中向上提出，可实现在线检修，检修后的重复安装便捷，定位精度高。

具体的，内支撑套筒包括上端内支撑套筒4、中部内支撑套筒7、下端内支撑套筒10，上端内支撑套筒4套装在上端搅拌轴分段外侧，中部内支撑套筒套装在中部搅拌轴分段外侧，下端内支撑套筒10套装在下端搅拌轴分段外侧；外支撑套筒包括上端外支撑套筒8和下端外支撑套筒9，上端外支撑套筒8与下端外支撑套筒9通过螺栓连接，用于加强上搅拌轴的强度。

本实施例中，下端外支撑套筒9的底端的内侧壁上设置有导向套12，且导向套12与下端内支撑套筒10的外壁接触，用于下端内支撑套筒10安装至下端外支撑套筒9时，起到轴向导向和径向辅助支撑的作用，且导向套12能够加强上搅拌轴组件的上搅拌轴及其支撑部件的安装便捷性，并提高其重复安装定位精度。

本实施例中，下搅拌轴组件还包括下搅拌轴支撑套筒，下搅拌轴支撑套筒套装在下搅拌轴23的外侧，且下搅拌轴支撑套筒与下端内支撑套筒在对应于磁力联轴器的位置可拆卸连接，比如可以是螺栓连接。此外，下搅拌轴支撑套筒18与隔离套13采用焊接连接，从而实现上搅拌轴组件26的上搅拌轴和下搅拌轴组件27的下搅拌轴之间的完全隔离，实现磁力搅拌装置中上搅拌轴和下搅拌轴之间的绝对密封，其中，隔离套13采用不锈钢材料制成。

本实施例中，下搅拌轴组件还包括上滑动轴承组25和下滑动轴承组24，上滑动轴承组25包括上滑动轴承和上滑动止推轴承，上滑动止推轴承设置在下搅拌轴的上端，且上滑动止推轴承设置在上滑动轴承上；下滑动轴承组24包括下滑动轴承和下滑动止推轴承，下滑动助推轴承设置在下搅拌轴下端，下滑动轴承设置在下滑动止推轴承上。其中，滑动轴承(上滑动轴承和下滑动轴承)用于承受径向力，设置在滑动轴承两端的两个滑动止推轴承(上滑动止推轴承和下滑动止推轴承)用于承受双向轴向力。本实施例中，滑动轴承包括轴承座、轴瓦及内轴套，滑动轴承和止推轴承分体制造、安装，提高轴承的可加工性及安装精度。

本实施例中，上滑动轴承组25和下滑动轴承组24采用钨镍钛合金制成，该材料具有良好的耐腐蚀及耐磨性能，能够有效延长下搅拌轴组件的使用寿命。

本实施例中，下搅拌轴中搅拌桨的悬臂端长度依据混合澄清槽槽体21的实际深度进行调整，混合澄清槽槽体21的深度小，则悬臂端长度短。其中，悬臂端长度越小，则下搅拌轴搅拌桨径向摆动越小，从而延长上滑动轴承组25和下滑动轴承组24寿命，从而有效延长下搅拌轴组件的使用寿命。

本实施例中，磁力搅拌装置还包括动力组件，动力组件包括电机1，电机1的驱动轴与上搅拌轴通过联轴器2连接。具体的，通过设置电机支架3将电机1支撑在上搅拌轴组件上，其中，电机支架3设置在上端内支撑套筒上；且电机支架3上设置有通孔；电机1的驱动轴与上搅拌轴通过设置在电机支架的通孔内部的联轴器2连接。可选地，本实施例中，磁力搅拌装置还包括控制器，控制器与转速传感器16和电机1分别连接，用于根据转速传感器16监测到的下搅拌轴的转速与预设在控制器内的设定转速进行比较，并据此而控制电机1的功率，从而调整下搅拌轴的转速。

本实施例中的磁力搅拌装置能够实现长距离动力传输，且实现将动态密封转为静态密封的绝对密封，适用于放射性环境或有毒气体密封要求的场所。同时，上搅拌轴组件可实现安装便捷，重复安装定位精度高；下搅拌轴组件可实现长期稳定可靠运行。

实施例2：

本实施例公开了一种搅拌混合设备，包括混合澄清槽21，混合澄清槽21设置在热室中，还包括实施例1中的磁力搅拌装置，磁力搅拌装置的上搅拌轴组件固定设置在屏蔽盖板6上，用于搅拌混合澄清槽21中的液体。

本实施例中，上搅拌轴组件还包括支撑套筒，其中，支撑套筒的上端与屏蔽盖板6连接。可选的，支撑套筒的上端与屏蔽盖板6之间还设置有屏蔽塞5，屏蔽塞5具有内孔，且屏蔽塞5的内孔壁为锥面，用于将支撑套筒的上端卡设在屏蔽塞5的内孔中，实现上搅拌轴组件中上搅拌轴的轴向定位和径向定心。本实施例中，在搅拌混合装置的磁力搅拌装置中，下搅拌轴组件还包括下搅拌轴支撑套筒，且设置在下搅拌轴外部的下搅拌轴支撑套筒上还包裹有波纹管19，同时，波纹管19与混合澄清槽21接触面上还设置有密封盖20，此外，下搅拌轴支撑外筒18、波纹管19、密封盖20和混合澄清槽槽体21之间采用密封焊接的方式连为一体，从而实现下搅拌轴组件27与混合澄清槽槽体21构成一个密闭空间，满足密封要求。

本实施例的搅拌混合设备通过设置上述磁力搅拌装置，使得混合澄清槽内的液体混合更均匀，核燃料后处理的效率更高，且由于磁力搅拌装置的使用寿命长，不需要频繁更换和检修，使得搅拌混合设备的生产效率高，且节约成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁力搅拌装置，其特征在于，包括上搅拌轴组件、下搅拌轴组件和磁力联轴器，

所述上搅拌轴组件包括上搅拌轴，所述下搅拌轴组件包括下搅拌轴(23)，所述上搅拌轴与所述下搅拌轴(23)通过所述磁力联轴器连接；

所述上搅拌轴包括上端搅拌轴分段、中部搅拌轴分段和下端搅拌轴分段；

所述上搅拌轴组件还包括支撑套筒，其设于所述上搅拌轴外侧，包括内支撑套筒和外支撑套筒，所述内支撑套筒可拆卸的设置在所述外支撑套筒内部；

所述上端搅拌轴分段、所述中部搅拌轴分段和所述下端搅拌轴分段分别通过轴承支撑固定在所述内支撑套筒上。

2.根据权利要求1所述的磁力搅拌装置，其特征在于，所述磁力联轴器包括内磁转子(14)、外磁转子(15)和隔离套(13)，

所述内磁转子固设在所述上搅拌轴的底端，

所述外磁转子固设在所述下搅拌轴的顶端，用于在磁力耦合作用下随所述内磁转子旋转而旋转；

所述隔离套包裹在所述内磁转子的外侧壁和底部上，用于将所述内磁转子和所述外磁转子隔开。

3.根据权利要求2所述的磁力搅拌装置，其特征在于，

所述下搅拌轴上设置有深沟球轴承，所述深沟球轴承处于所述外磁转子底部，用于承受所述外磁转子的径向载荷并辅助支撑所述下搅拌轴组件；

所述外磁转子外侧设置有转速测量机构，用于监测下搅拌轴的转速。

4.根据权利要求1-3任一项所述的磁力搅拌装置，其特征在于，所述内支撑套筒包括上端内支撑套筒(4)、中部内支撑套筒(7)、下端内支撑套筒(10)，

所述上端内支撑套筒套装在所述上端搅拌轴分段外侧，所述中部内支撑套筒套装在所述中部搅拌轴分段外侧，所述下端内支撑套筒套装在所述下端搅拌轴分段外侧；

所述外支撑套筒包括上端外支撑套筒(8)和下端外支撑套筒(9)，所述上端外支撑套筒与所述下端外支撑套筒相连。

5.根据权利要求4所述的磁力搅拌装置，其特征在于，所述下端外支撑套筒的底端的内侧壁设置有导向套(12)，其与下端内支撑套筒的外壁接触，用于为所述下端内支撑套筒的安装导向。

6.根据权利要求5所述的磁力搅拌装置，其特征在于，所述下搅拌轴组件还包括下搅拌轴支撑套筒，所述下搅拌轴支撑套筒套装在所述下搅拌轴的外侧；

所述下搅拌轴支撑套筒与所述下端内支撑套筒在对应于所述磁力联轴器的位置可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的磁力搅拌装置，其特征在于，所述下搅拌轴组件还包括上滑动轴承组(25)和下滑动轴承组(24)，

所述上滑动轴承组包括上滑动轴承和上滑动止推轴承，所述上滑动止推轴承设置在所述下搅拌轴的上端，所述上滑动止推轴承设置在所述上滑动轴承上，

所述下滑动轴承组包括下滑动轴承和下滑动止推轴承，所述下滑动止推轴承设置在所述下搅拌轴下端，所述下滑动轴承设置在所述下滑动止推轴承上；

所述上滑动轴承组和所述下滑动轴承组采用钨镍钛合金制成；

所述磁力搅拌装置还包括动力组件，所述动力组件包括电机(1)；所述电机的驱动轴与所述上搅拌轴通过联轴器(2)连接。

8.一种搅拌混合设备，包括混合澄清槽(21)，所述混合澄清槽设置在热室中，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置的上搅拌轴组件固定设置在屏蔽盖板(6)上，用于搅拌所述混合澄清槽中的液体。

9.根据权利要求8所述的搅拌混合设备，其特征在于，所述上搅拌轴组件还包括支撑套筒，所述支撑套筒的上端与所述屏蔽盖板连接；

所述支撑套筒的上端与屏蔽盖板之间设置有屏蔽塞(5)，所述屏蔽塞具有内孔，且所述屏蔽塞的内孔壁为锥面，以将所述支撑套筒的上端卡设在所述屏蔽塞的内孔中。

Images