CN112984118B - 轴端密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了轴端密封结构，包括密封座、安装于所述密封座的转轴、安装于密封座的气嘴，所述转轴的外壁开设有环绕所述转轴的周向螺旋延伸的气体流道，所述气体流道的进气端与所述气嘴连通，所述气体流道的出气端与所述密封座的搅拌腔连通。其能够在保证密封可靠性的前提下，减轻轴端密封结构的磨损程度，从而延长其使用寿命。

Description

轴端密封结构
技术领域
本发明涉及密封结构技术领域，尤其涉及轴端密封结构。
背景技术
粉体设备中的轴端密封结构总体要求为：密封可靠、可维护性高、使用成本低。目前，粉体设备中的轴端密封结构一般采用气密封与迷宫密封相互叠加的组合结构，虽然其技术成熟，通气时密封性也较为可靠，但在长期使用过程中容易产生较多的问题，例如，受迷宫密封结构自身结构限制，进入到迷宫密封的部分粉料不会因为气流的引导而从迷宫密封回落至搅拌腔内，反而会长期残存在迷宫密封的密封槽内，进而在工作时与迷宫密封的密封件发生摩擦，从而导致转轴和迷宫密封的密封件磨损。
因此，亟待对轴端密封结构进行改进，以期在保证密封可靠性的前提下，减轻轴端密封结构的磨损程度，从而延长其使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供轴端密封结构，其能够在保证密封可靠性的前提下，减轻轴端密封结构的磨损程度，从而延长其使用寿命。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
轴端密封结构，包括密封座、安装于所述密封座的转轴、安装于密封座的气嘴，所述转轴的外壁开设有环绕所述转轴的周向螺旋延伸的气体流道，所述气体流道的进气端与所述气嘴连通，所述气体流道的出气端与所述密封座的搅拌腔连通。
进一步地，所述密封座还安装有套接在所述转轴外的第一密封圈，所述第一密封圈的内圈凸起有第一摆动环，所述第一密封圈位于所述气体流道的出气端与所述搅拌腔之间；在转轴停转的情况下，所述第一密封圈阻断所述气体流道与所述搅拌腔之间的连通；在转轴转动的情况下，所述第一密封圈的第一摆动环被气流顶开，以使所述气体流道的出气端与所述密封座的搅拌腔连通。
进一步地，所述密封座还安装有套接在所述转轴外的第二密封圈，所述气体流道的进气端位于所述气体流道的出气端与所述第二密封圈之间。
进一步地，所述气嘴连接有电子压力开关。
进一步地，所述密封座内设有沿所述转轴的径向从外向内凸起的凸缘，所述凸缘环绕所述转轴的外围布置，所述第二密封圈上远离所述气体流道的一侧与所述凸缘抵接。
进一步地，所述密封座内安装有轴承，所述轴承套接在所述转轴外，并与所述凸缘抵接，所述凸缘位于所述第二密封圈与所述轴承之间。
进一步地，所述转轴包括轴本体和固定套接在所述轴本体外围的轴套，所述气体流道设于所述轴套的外曲面壁。
进一步地，所述密封座包括座体和固定安装在座体内的摩擦套，所述摩擦套套接在轴套的外围，并与所述轴套间隙配合。
进一步地，所述轴套还开设有分别位于所述气体流道的相对两侧的进气环槽和出气环槽，所述进气环槽和出气环槽均绕环所述轴套的周向延伸而形成闭环结构，所述气体流道的进气端与所述进气环槽连通，所述气体流道的出气端与所述出气环槽连通。
进一步地，所述轴套与所述第二密封圈抵接，所述轴套开设有与所述气嘴对应的让位通孔。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、工作时，转轴转动，且气嘴充入气体，以使气体从气体流道充入密封座的搅拌腔内，如此，搅拌腔内逃逸至气体流道的粉体将被气体吹回至搅拌腔；而且，在转轴的转动下，气流与转轴的瞬时速度相反，可以提高对粉体的气流冲击力；
2、另外，根据需求设定气体流道的旋向或根据需求控制转轴的转向，即可使得转轴转动时，粉体在转轴加速度的作用下沿气体流道滞留入搅拌腔内(具体而言，当转轴转动时，对静止的粉体而言，相当于气体流道不断加长，因而粉体在惯性与加速度的作用下，逐渐脱离转轴而回落至搅拌腔)；
3、通过利用转轴的运动配合气体流道的螺旋气密封方式，将残存在气体流道的粉体吹入搅拌腔，减轻了轴端密封结构的磨损程度，从而延长轴端密封结构的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的轴端密封结构的结构示意图；
图2为图1所示的轴套的结构示意图；
图3为图1所示的摩擦套的结构示意图；
图4为1所示的气嘴与电子压力开关的连接结构示意图。
图中：1、密封座；111、凸缘；11、座体；12、摩擦套；121、让位通孔；2、转轴；21、轴本体；22、轴套；221、气体流道；222、进气环槽；223、出气环槽；3、气嘴；4、第一密封圈；41、第一摆动环；5、第二密封圈；6、电子压力开关；7、轴承。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。本文所使用的“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不代表是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1-图4示出了本发明一较佳实施例的轴端密封结构，包括密封座1、安装于密封座1的转轴2、安装于密封座1的气嘴3，转轴2的外壁开设有环绕转轴2的周向螺旋延伸的气体流道221，气体流道221的进气端与气嘴3连通，气体流道221的出气端与密封座1的搅拌腔连通。如此，工作时，转轴2转动，且气嘴3充入气体，以使气体从气体流道221充入密封座1的搅拌腔内，如此，搅拌腔内逃逸至气体流道221的粉体将被气体吹回至搅拌腔；而且，在转轴2的转动下，气流与转轴2的瞬时速度相反，可以提高对粉体的气流冲击力；另外，根据需求设定气体流道221的旋向或根据需求控制转轴2的转向，即可使得转轴2转动时，粉体在转轴2加速度的作用下沿气体流道221滞留入搅拌腔内(具体而言，当转轴2转动时，对静止的粉体而言，相当于气体流道221不断加长，因而粉体在惯性与加速度的作用下，逐渐脱离转轴2而回落至搅拌腔)；通过利用转轴2的运动配合气体流道221的气密封方式，将残存在气体流道221的粉体吹入搅拌腔，减轻了轴端密封结构的磨损程度，从而延长轴端密封结构的使用寿命。
作为进一步优选的实施方式：密封座1还安装有套接在转轴2外的第一密封圈4，第一密封圈4的内圈凸起有第一摆动环41，第一密封圈4位于气体流道221的出气端与搅拌腔之间；在转轴2停转的情况下，第一密封圈4阻断气体流道221与搅拌腔之间的连通；在转轴2转动的情况下，第一密封圈4的第一摆动环41被气流顶开，以使气体流道221的出气端与密封座1的搅拌腔连通。这样设置，即第一密封圈4在自然状态下为常闭状态，以阻止粉体进入气体流道221，而只有从气嘴3向气体流道221充气时，在高气压的作用下第一摆动环41才被顶开，以产生气隙密封，同时降低第一密封圈4与气体流道221摩擦程度而减少因摩擦产生的异物，以延长第一密封圈4的使用寿命，即使得转轴2在转动状态下可以获得较为可靠的密封性能，同时还可以将部分逃逸出来的粉体吹回至搅拌腔，以延长轴端密封结构的使用寿命。即第一密封圈4作为第一道防护，气嘴3与气体流道221的组合作为第二防护，当转轴2停转时，第一道防护开启；而当转轴2转动时，第一防护关闭，而第二道防护开启。
作为进一步优选的实施方式：密封座1还安装有套接在转轴2外的第二密封圈5，气体流道221的进气端位于气体流道221的出气端与第二密封圈5之间。如此，第二密封圈5即作为第三道防护，从而防止粉体越过第二道防护后直接塞入轴端密封结构的缝隙处。当转轴2转动时，在正压的推动下，可以将粉体推回至搅拌腔，从而避免粉体进入轴端密封结构的缝隙处。其中，第二密封圈5的内圈也优选地设有第二摆动环，基于第一摆动环41与第二摆动环均为单向开启，因而第二摆动环为永久常闭状态，以提高其密封性能。
作为进一步优选的实施方式：气嘴3连接有电子压力开关6。这样设置，当电子压力开关6监测到气压低于设定值时，即说明第一密封圈4或第二密封圈5密封性能下降，也即，其可以起到对第一密封圈4和第二密封圈5的密封性能进行监测的效果。具体而言，在转轴2转动的情况下，由于第一密封圈4的第一摆动环41已经开启，而第二密封圈5的第二摆动环常闭，电子压力开关6对第二密封圈5的状态进行监测；在确定第二密封圈5无异常的情况后，在转轴2停转的情况下，第一密封圈4的第一摆动环41关闭，电子压力开关6对第一密封圈4的状态进行监测。
作为进一步优选的实施方式：密封座1内设有沿转轴2的径向从外向内凸起的凸缘111，凸缘111环绕转轴2的外围布置，第二密封圈5上远离气体流道221的一侧与凸缘111抵接，即通过凸缘111对第二密封圈5进行限位和支撑。并且，基于此，密封座1内安装有轴承7，轴承7套接在转轴2外，并与凸缘111抵接，凸缘111位于第二密封圈5与轴承7之间。
作为进一步优选的实施方式：转轴2包括轴本体21和固定套接在轴本体21外围的轴套22，气体流道221设于轴套22的外曲面壁，并环绕轴套22的外曲面壁的周向螺旋延伸。如此，当轴套22损坏时，只需要更换轴套22即可，降低更换成本。
作为进一步优选的实施方式：密封座1包括座体11和固定安装在座体11内的摩擦套12，这样设置，当摩擦套12损坏时，只需要更换摩擦套12即可，降低更换成本。其中，摩擦套12优选地采用铁氟龙材质制成。另外，摩擦套12套接在轴套22的外围，并与轴套22间隙配合。这样设置，可以使得摩擦套12与轴套22之间存在一定的间隙供气流经过，从而降低两者之间的摩擦程度，同时还可以通过气流将逃逸至两者间隙处的粉体吹回至搅拌腔，避免粉体强化摩擦程度。
作为进一步优选的实施方式：轴套22还开设有分别位于气体流道221的相对两侧的进气环槽222和出气环槽223，进气环槽222和出气环槽223均绕环轴套22的周向延伸而形成闭环结构，气体流道221的进气端与进气环槽222连通，气体流道221的出气端与出气环槽223连通。这样设置，可以便于转轴2在转动情形下与气嘴3顺畅地接通。
作为进一步优选的实施方式：轴套22与第二密封圈5抵接，以使第二密封圈5完全固定，轴套22开设有与气嘴3对应的让位通孔121，如此，气嘴3、让位通孔121和进气环槽222顺次连通。
本发明的轴端密封结构具体工作时，通过气嘴3充入气体，气体流向为：气嘴3→让位通孔121→进气环槽222→气体流道221→出气环槽223→(第一摆动环41被气体顶开)→密封座1的搅拌腔(其中，搅拌腔一般为物料搅拌器的搅拌腔)。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (3)

1.轴端密封结构，其特征在于：包括密封座、安装于所述密封座的转轴、安装于密封座的气嘴，所述转轴的外壁开设有环绕所述转轴的周向螺旋延伸的气体流道，所述气体流道的进气端与所述气嘴连通，所述气体流道的出气端与所述密封座的搅拌腔连通；
所述密封座还安装有套接在所述转轴外的第一密封圈，所述第一密封圈的内圈凸起有第一摆动环，所述第一密封圈位于所述气体流道的出气端与所述搅拌腔之间；在转轴停转的情况下，所述第一密封圈阻断所述气体流道与所述搅拌腔之间的连通；在转轴转动的情况下，所述第一密封圈的第一摆动环被气流顶开，以使所述气体流道的出气端与所述密封座的搅拌腔连通；
所述密封座还安装有套接在所述转轴外的第二密封圈，所述气体流道的进气端位于所述气体流道的出气端与所述第二密封圈之间；
所述气嘴连接有电子压力开关；
所述转轴包括轴本体和固定套接在所述轴本体外围的轴套，所述气体流道设于所述轴套的外曲面壁；
所述密封座包括座体和固定安装在座体内的摩擦套，所述摩擦套套接在轴套的外围，并与所述轴套间隙配合；
所述轴套还开设有分别位于所述气体流道的相对两侧的进气环槽和出气环槽，所述进气环槽和出气环槽均绕环所述轴套的周向延伸而形成闭环结构，所述气体流道的进气端与所述进气环槽连通，所述气体流道的出气端与所述出气环槽连通；
所述轴套与所述第二密封圈抵接，所述轴套开设有与所述气嘴对应的让位通孔。
2.如权利要求1所述的轴端密封结构，其特征在于：所述密封座内设有沿所述转轴的径向从外向内凸起的凸缘，所述凸缘环绕所述转轴的外围布置，所述第二密封圈上远离所述气体流道的一侧与所述凸缘抵接。
3.如权利要求2所述的轴端密封结构，其特征在于：所述密封座内安装有轴承，所述轴承套接在所述转轴外，并与所述凸缘抵接，所述凸缘位于所述第二密封圈与所述轴承之间。
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