CN112747118B - 一种粉体物料混合设备轴端密封装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉体物料混合设备轴端密封装置及其安装方法，其中轴端密封装置包括骨架油封、气封座、连接法兰、配气环和轴用挡圈，配气环通过轴用挡圈套装在腔体端板与主轴间，连接法兰套于配气环上并与腔体端板固接，气封座套于配气环外端段上并与连接法兰密封固接，骨架油封套装于气封座与主轴间，在配气环内端面上设有环形孔，在配气环外端段的圆周面上设有环形槽，在环形槽内均布有与环形孔连通布置的连接孔，在配气环的圆周面上均布有连通其内端面与环形槽的螺旋槽，在气封座上设有与环形槽连通布置的气道，在腔体端板上设有与配气环外圆周面连通布置的端板通道。本发明能有效防止粉体物料泄漏进入轴端内，使生产效率提高，成本降低。

Description

一种粉体物料混合设备轴端密封装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及粉体物料混合设备技术领域，尤其涉及一种粉体物料混合设备轴端密封装置及其安装方法。

背景技术

如图4所示，目前粉体物料混合设备中的轴端密封装置，设于端面盖板a和主轴b间，一般采用填料+气密封结构，包括轴保护衬套c、填料箱d、填料盖e、定位销f、填料g和快松接头h ，气密封通道i设置在轴保护衬套c外圆周面与端面盖板a的内孔间，虽然其具有技术成熟，使用成本底等特点，但在使用中存在如下问题将无法避免。

1、采用填料密封，对动轴配合处外径尺寸、表面粗糙度及动轴两端轴承座的同轴度加工精度要求都较高，直接提高了整个设备的制造成本。

2、由于填料密轴向定位是依靠端盖轴向压紧实现的，这样会造成填料沿轴向方向压紧力不均匀，使填料沿轴向方向的磨损不均匀且需及时预紧端盖，造成填料寿命低、维护保养或更换填料频率高，直接提高了企业的运营成本。

3、一旦出现粉体物料进入填料密封装置内,极易进入轴端轴承滚道内，损坏轴承，使轴承报废，造成设备无法正常工作，直接降低了企业的生产效率。

4、由于填料安装在填料箱内，当设备工作时填料是静止的，而动轴又是运动的，当粉体物料进入填料密封装置后，会出现粉体颗粒与密封件接触的研磨状况, 从而加速加剧填料、动轴或动轴上轴套的磨损,在高频率更换填料的同时，还需更换动轴或维修动轴上轴套，直接降低了企业的生产效率。

5、随着粉体物料与动轴或轴套外圆表面不断发生磨粒磨损，经过一段时间后就需更换轴套，电机侧轴套更换前首先需拆卸联轴器，再拆卸轴套，尤其当电机与动轴直联时，为了拆卸轴套而不得不拆卸下电机，这将使维护维修工作耗时耗力耗力，维修效率低，间接提高了企业的运营成本。

6、填料密封原理是通过填料与动轴的紧密配合以保证配合面无缝隙，工作时使填料与动轴的配合面不断发生摩擦磨损，在这个摩擦磨损过程中填料屑或金属屑不断排出，有些掉落至填料箱体外，有些掉落至设备腔体内，将污染混合的物料，使产品不合格，尤其在锂电材料、食品材料等行业，这是绝对禁止的。

7、轴端采用填料+气密封结构的粉体混合设备，发现气密封并未达到设计效果，其根本原因为气密封通道宽度沿整个圆周方向并未均匀，所以沿整个圆周方向的密封气压也不均匀，甚至存在完全没密封气压的局部区域，从而导致粉体泄露至轴端密封装置内部的现象，还是未从根本上解决粉体物料轴端密封的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种密封性好、使用寿命较长、维护维修效率高、使用成本低的粉体物料混合设备轴端密封装置及其安装方法。

本发明提供的这种粉体物料混合设备轴端密封装置，设于设备的腔体端板与主轴之间，包括骨架油封、气封座、连接法兰、配气环和轴用挡圈，配气环通过轴用挡圈套装在腔体端板与主轴间，连接法兰套于配气环上并与腔体端板固接，气封座套于配气环外端段上并与连接法兰密封固接，骨架油封套装于气封座与主轴间，配气环外壁与连接法兰内壁、腔体端板内壁为间隙配合，在配气环的内端面上设有与设备内侧腔体连通布置的环形孔，环形孔的开口面向腔体布置，在配气环外端段的圆周面上设有环形槽，在环形槽内均布有与环形孔连通布置的连接孔，在配气环的圆周面上均布有连通其内端面与环形槽的螺旋槽，在气封座上设有与环形槽连通布置的气道，在腔体端板上设有与配气环外圆周面连通布置的端板通道。

为便于加工，所述端板通道由沿主轴径向布置的垂直段和斜向贯穿腔体端板的倾斜段连通而成。

为进一步防止粉体物料的泄漏，在连接法兰上倾斜布置有连接配气环外圆周面与倾斜段的法兰通道。

为进一步保证密封性，在气封座与连接法兰间设有O型密封圈。

为进一步保证密封气压均匀一致，环形孔的宽度沿配气环圆周方向相同布置。

为进一步加强密封作用，在环形孔的开口处设有倒角。

本发明提供的这种粉体物料混合设备轴端密封装置的安装方法，包括如下步骤：

S1、将配气环装入主轴上并保证环形孔的开口面向腔体布置，将轴用挡圈卡装在配气环两端的主轴上对配气环进行轴向定位，配气环内壁与主轴外壁为过渡配合；

S2、将连接法兰与腔体端板焊接；

S3、将主轴与配气环作为部件，整体装入连接法兰与腔体端板形成的部件上，配气环外壁与连接法兰内壁、腔体端板内壁为间隙配合；

S4、将O型密封圈装入连接法兰的O型圈槽内，再装入气封座，压紧O型密封圈，用螺栓将气封座与连接法兰连接为一体；

S5、将骨架油封装入气封座上的骨架油封槽内，最终形成完整的轴端密封装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、利用气封座和配气环上依次连通布置的气道、环形槽、连接孔和环形孔形成的密封气体通道，通过环形槽和环形孔的双环布置，可保证主轴旋转的同时，密封气体能够不间断的输入腔体内，实现对混合设备内粉体物料的气密封作用；在密封气体出现断供状况时，利用配气环上设置的螺旋槽，将泄露至配气环外圆与连接法兰内孔、腔体端板内孔间的粉体物料，推回至腔体内，实现以气密封为主，螺旋密封为辅的密封方式，可有效避免填料密封带来的制造成本高、产品合格较低的问题。

2、通过在腔体端板上设置连通配气环外圆周面的端板通道，当有粉体物料泄露至配气环外圆周面与连接法兰内孔、腔体端板内孔形成的间隙内时，在主轴的转动作用下，粉体物料被旋转推回至腔体内，可有效避免粉体物料进入进入轴端轴承滚道内损坏轴承的情况，密封保障力度更好。

3、现有技术中气密封通道的宽度误差不仅取决于轴保护衬套外圆和端面盖板内孔的加工误差，还取决于轴保护衬套外圆与端面盖板内孔安装时定位误差，而本发明中环形孔处密封气体通道的宽度误差仅由加工精度决定，误差范围更能得到保证，可进一步避免气密封通道沿整个圆周方向的密封气压不均匀，甚至局部区域完全没密封气压的问题。

本发明能有效防止粉体物料泄漏进入轴端内，能有效避免粉体物料进入轴端内带来的加速零部件磨损、使零部件使用寿命过短、污染粉体物料产品、维护维修效率低、可靠性低、使用成本高的问题，使企业的生产效率得到提高，生产及运营成本得到降低。

附图说明

图1为本发明中粉体物料混合设备轴端密封装置的结构示意图。

图2为图1中配气环的轴侧结构示意图。

图3为图1中配气环的放大结构示意图。

图4为现有技术的结构示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、主轴；

2、骨架油封；

3、气封座；31、气道；

4、连接法兰；41、法兰通道；

5、配气环；51、环形孔；52、环形槽；53、连接孔；54、螺旋槽；511、倒角；

6、轴用挡圈；

7、O型密封圈；

8、腔体端板；81、端板通道；811、垂直段；812、倾斜段。

具体实施方式

从图1至图3可以看出，本发明这种粉体物料混合设备轴端密封装置，设于设备的腔体端板8与主轴1之间，包括骨架油封2、气封座3、连接法兰4、配气环5、轴用挡圈6和O型密封圈7，

配气环5套装在腔体端板8与主轴1间，配气环5内壁与主轴1外壁采用过渡配合，配气环5外壁与腔体端板8内壁采用间隙配合，在配气环5的内端面上设有与设备内侧腔体连通布置的环形孔51，在配气环5外端段的圆周面上设有环形槽52，在环形槽52内均布有与环形孔51垂直连通布置的连接孔53，在配气环5的圆周面上均布有连通其内端面与环形槽52的螺旋槽54；

在腔体端板8上设有与配气环5外圆周面连通布置的端板通道81；

轴用挡圈6卡装在配气环5内外两端的主轴1上对配气环5进行轴向定位；

连接法兰4间隙套装在配气环5上并与腔体端板8焊接连接，在连接法兰4上设有连接配气环5外圆周面与端板通道81的法兰通道41；

气封座3间隙套装在配气环5外端段和主轴1上并通过螺栓与连接法兰4可拆卸连接为一体，在气封座3上设有与环形槽52连通布置的气道31；

骨架油封2通过过渡配合套装于气封座3外端面的骨架油封槽与主轴1间；

O型密封圈7密封连接在气封座3与连接法兰4的对接面间。

在本发明中，环形孔51的宽度沿配气环5圆周方向相同布置。

从图1至图3可以看出，在本发明环形孔51的开口处设有倒角511。

从图1可以看出，在本发明中，端板通道81由沿主轴1径向布置的垂直段811和斜向贯穿腔体端板8的倾斜段812连通而成，法兰通道41在连接法兰4上倾斜布置，法兰通道41内端面与倾斜段812连通布置。

本发明粉体物料混合设备轴端密封装置的工作原理如下：

1、混合设备工作前，打开设备上密封气体开关，向气密座3上的气道31内通入一定压力的密封气体，密封气体的压强要大于混合设备腔体内压强，密封气体依次通过由气道31、环形槽52、连接孔53和环形孔51所形成的密封气体通道，实现对混合设备内粉体物料的密封作用。

2、当密封气体出现断供状况时，泄露至配气环5与连接法兰4间、配气环5与腔体端板8间的粉体物料，由螺旋槽54推回至腔体内。

3、当密封气体出现断供或粉体物料泄露至配气环5与腔体端板8间时，粉体物料由端板通道81推回至腔体内。

4、当密封气体出现断供或粉体物料泄露至配气环5与连接法兰4间时，粉体物料由法兰通道41和端板通道81推回至腔体内。

从图1可以看出，在本发明中，气封座3上气道31的中心线与主轴1轴线垂直布置。

在本发明中，气封座3上气道31的中心线还可与主轴1轴线水平布置或倾斜布置。

在本发明中，气封座3上气道31的横截面形状可设计为圆形、椭圆形、方形或异形。

在本发明中，配气环5上连接孔53的横截面形状可设计为圆形、椭圆形、方形或异形。

在本发明中，配气环5上连接孔53的数量不限，可设计为1～30个。

在本发明中，配气环5上螺旋槽52的数量不限，可设计为1～30个。

在本发明中，腔体端板8上垂直段811和倾斜段812的横截面形状可设计为圆形、椭圆形、方形或异形。

在本发明中，腔体端板8上端板通道81的数量不限，可设计为1～30个。

在本发明中，连接法兰4上法兰通道41的横截面形状可设计为圆形、椭圆形、方形或异形。

在本发明中，连接法兰4上法兰通道41的数量与端板通道81数量相同。

本发明中粉体物料混合设备轴端密封装置的安装过程，包括如下步骤：

S1、将配气环5装入主轴1上并保证环形孔51的开口面向腔体布置，将轴用挡圈7卡装在配气环5两端的主轴1上对配气环5进行轴向定位，配气环5内壁与主轴1外壁为过渡配合；

S2、将连接法兰4与腔体端板8焊接，并保证连接法兰4上的法兰通道41与腔体端板8上端板通道81的倾斜段812对齐；

S3、将主轴1与配气环5作为部件，整体装入连接法兰4与腔体端板8形成的部件上，配气环5外壁与连接法兰4内壁、腔体端板8内壁为间隙配合；

S4、将O型密封圈7装入连接法兰4的O型圈槽内，再装入气封座3，压紧O型密封圈7，用螺栓将气封座3与连接法兰4连接为一体；

S5、将骨架油封2装入气封座3上的骨架油封槽内，最终形成完整的轴端密封装置。

Claims (7)

1.一种粉体物料混合设备轴端密封装置，设于设备的腔体端板（8）与主轴（1）之间，其特征在于：包括骨架油封（2）、气封座（3）、连接法兰（4）、配气环（5）和轴用挡圈（6），配气环通过轴用挡圈套装在腔体端板与主轴间，连接法兰套于配气环上并与腔体端板固接，气封座套于配气环外端段上并与连接法兰密封固接，骨架油封套装于气封座与主轴间，配气环外壁与连接法兰内壁、腔体端板内壁为间隙配合，在配气环的内端面上设有与设备内侧腔体连通布置的环形孔（51），环形孔（51）的开口面向腔体布置，在配气环外端段的圆周面上设有环形槽（52），在环形槽内均布有与环形孔连通布置的连接孔（53），在配气环的圆周面上均布有连通其内端面与环形槽的螺旋槽（54），在气封座上设有与环形槽连通布置的气道（31），在腔体端板上设有与配气环外圆周面连通布置的端板通道（81）。

2.根据权利要求1所述的粉体物料混合设备轴端密封装置，其特征在于：所述端板通道由沿主轴径向布置的垂直段（811）和斜向贯穿腔体端板的倾斜段（812）连通而成。

3.根据权利要求2所述的粉体物料混合设备轴端密封装置，其特征在于：在连接法兰上倾斜布置有连接配气环外圆周面与倾斜段的法兰通道（41）。

4.根据权利要求1所述的粉体物料混合设备轴端密封装置，其特征在于：在气封座与连接法兰间设有O型密封圈（7）。

5.根据权利要求1所述的粉体物料混合设备轴端密封装置，其特征在于：环形孔的宽度沿配气环圆周方向相同布置。

6.根据权利要求1所述的粉体物料混合设备轴端密封装置，其特征在于：在环形孔的开口处设有倒角（511）。

7.一种适用于权利要求1至6任一所述粉体物料混合设备轴端密封装置的安装方法，包括如下步骤：

S1、将配气环（5）装入主轴（1）上并保证环形孔（51）的开口面向腔体布置，将轴用挡圈（6）卡装在配气环两端的主轴上对配气环进行轴向定位，配气环内壁与主轴外壁为过渡配合；

S2、将连接法兰（4）与腔体端板（8）焊接；

S3、将主轴与配气环作为部件，整体装入连接法兰与腔体端板形成的部件上，配气环外壁与连接法兰内壁、腔体端板内壁为间隙配合；

S4、将O型密封圈(7)装入连接法兰的O型圈槽内，再装入气封座(3)，压紧O型密封圈，用螺栓将气封座与连接法兰连接为一体；

S5、将骨架油封(2)装入气封座上的骨架油封槽内，最终形成完整的轴端密封装置。

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