CN113090759A - 一种磁力耦合传动密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力耦合传动密封装置，其设置有磁力耦合传动系统，磁力耦合传动系统通过第一法兰与平衡组件相连，平衡组件通过第二法兰与釜体相连，平衡组件通过管道与压力变送器相连，压力变送器与PID运算控制模块相连，PID运算控制模块与阀门控制模块相连，管道上还设有调节阀，调节阀与阀门控制模块相连，调节阀还与外接气源相连。外接气源为平衡组件提供补充气体，保持腔体内压力平衡；PID运算控制模块接受压力变送器监测的压力变化参数并与目标参数进行对比，将对比结果传递给阀门控制模块，阀门控制模块按预设步骤调控调节阀，调整腔体压力实现压力平衡，保证设备平稳运行并可实时监控传动部件运行情况。

Description

一种磁力耦合传动密封装置

技术领域

本发明属于化工密封技术领域，尤其涉及一种磁力耦合传动密封装置。

背景技术

搅拌反应设备中以磁力耦合传动密封、机械密封、填料密封为主。磁力驱动搅拌反应釜是将磁力传动技术应用于搅拌反应釜的一种新型设备，是机械密封和填料密封反应釜的全新替代产品。它可以将传动搅拌装置的动力输出部分和动力输入部分完全隔离开来，其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，从根本上解决了搅拌轴的动密封结构所存在的泄露问题，使釜内处于全封闭状态，达到搅拌反应过程无泄露的目的，因此磁力耦合传动密封得到了越来越多的应用。

然而，在磁力耦合传动中由于需要传递的电机功率，内部磁钢体需要采用轴承或轴套来承载内部的旋转，为了增加设备的使用年限或加长维护周期，轴承或轴套必然添加起到润滑作用的物质，如润滑脂。反应釜是在一定的温度、压力下完成某种物料的转变，温度高低、反应介质是否能够溶解润滑脂等直接影响反应釜反应产品的品质和质量，因此存在润滑脂进入反应釜内部物料中，影响产出品的品质；另外磁力耦合的内外磁钢完全的封闭，内部运行情况无法及时监控，只能通过运转时发出的声音来判断磁力耦合传动部件内部各个零件运行的正常与否，当出现异响时，磁力耦合传动部件内部各个零件已经出现了巨大问题，这就需要提供一种在线监控，合理调控，及时发现问题和及时解决的技术方案。

因此，传统的磁力耦合传动中存在润滑脂进入反应釜内部影响产出品品质，并且无法及时监控传动部件运行情况的缺陷。

发明内容

为实现上述目的，本申请提供了一种磁力耦合传动密封装置，旨在解决传统磁力耦合传动中存在润滑脂进入反应设备内部影响产出品品质，并且无法及时监控传动部件运行情况的缺陷。

本申请的实施例提供一种磁力耦合传动密封装置，其设置有磁力耦合传动系统，所述磁力耦合传动系统通过法兰与釜体相连，所述磁力耦合传动系统与釜体之间还设置有平衡组件，所述平衡组件通过管道与压力变送器相连，所述压力变送器与PID运算控制模块相连，所述PID运算控制模块与阀门控制模块相连，所述管道上还设有调节阀，所述调节阀与阀门控制模块相连，所述调节阀还与外接气源相连。

在其中一实施例中，所述平衡组件内部设置有腔体托板，所述腔体托板一端与平衡组件腔壁相连形成平衡腔体，所述平衡腔体中设置有固定在搅拌轴上的第一动态隔离环、第二动态隔离环，第一动态隔离环嵌套在第二动态隔离环内部，两者之间设置有垫板起到支撑作用，平衡腔体中注入平衡液，平衡液与各部件隔离成A、B、C、D四个腔体。由第二动态隔离环、平衡液、腔壁、第一法兰形成腔体A，由第一动态隔离环、第二动态隔离环、平衡液、隔离板完成形成腔体B，由第一动态隔离环、平衡液、搅拌轴、腔体托板、腔壁、第二法兰形成腔体C和腔体D，腔体A、B、C之间通过平衡液相互隔绝，腔体C与腔体D连通。

在其中一实施例中，磁力耦合传动密封装置还设置有填料座，所述填料座与搅拌轴之间添加填料，通过填料压盖压紧填料，所述填料压盖上还设置有压盖固定件。

在其中一实施例中，所述填料座上设置有锥形沟槽，所述填料座上设置有锥形沟槽，所述锥形沟槽与搅拌轴相连通，所述搅拌轴上设置有锥形凸起，所述锥形凸起位于锥形沟槽处。

在其中一实施例中，所述PID运算控制模块包括带有PID控制模块的PLC控制器和PC终端。

在其中一实施例中，所述填料座上还设置有智能阀，所述智能阀与腔体D连通，所述智能阀与管道连通，管道可伸出釜体外部。

在其中一实施例中，所述智能阀为两个，位于搅拌轴的两侧呈180°相对设置。

在其中一实施例中，所述锥形凸起斜面与搅拌轴为105°，所述锥形沟槽与平面角度为160°。

在其中一实施例中，所述外接气源采用惰性气体，所述惰性气体为氮气。

附图说明

图1为本发明磁力耦合传动密封装置的结构示意图；

图2为平衡组件结构示意图；

图3为平衡组件局部放大的结构示意图；

图4为图3局部放大结构示意图；

图中符号说明：

1.磁力耦合传动系统；2.第一法兰；3.平衡组件；301.腔体托板；302.腔壁；303.平衡腔体；304.第一动态隔离环；305.第二动态隔离环；306.平衡液；307.平衡液进口管；308.隔离板；4.第二法兰；5.釜体；6.填料座；601.填料；602.填料压盖；603.压盖固定件；604.锥形沟槽；605.凹槽；606.智能阀；701.第一压力变送器；702.第二压力变送器；703.第三压力变送器；801.第一调节阀；802.第二调节阀；803.第三调节阀；9.阀门控制模块；10.PID运算控制模块；11.搅拌轴；12.外接气源；13.锥形凸起。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

如图1所示，一种磁力耦合传动密封装置，其设置有磁力耦合传动系统1，磁力耦合传动系统1包括内外磁钢体、密封罩、支撑体、支撑水套等，此为现有技术未在图中示出，此处不再累述。磁力耦合传动系统1通过第一法兰2与平衡组件3相连，平衡组件3通过第二法兰4与釜体5相连。磁力耦合传动系统1上设置搅拌轴11，搅拌轴11依次穿过平衡组件3、第二法兰4，伸入到釜体5中。

如图2所示，平衡组件3内部设置有腔体托板301，腔体托板301上设置有环形隔离板308，腔体托板301一端与平衡组件腔壁302相连形成平衡腔体303，所述平衡腔体303中设置有固定在搅拌轴11上的第一动态隔离环304、第二动态隔离环305，第一动态隔离环304嵌套在第二动态隔离环305内部，两者之间设置有垫板起到支撑作用，平衡腔体303中注入平衡液306，平衡液306与各部件隔离成A、B、C、D四个腔体。由第二动态隔离环305、平衡液306、腔壁302、第一法兰2形成腔体A，由第一动态隔离环304、第二动态隔离环305、平衡液306、隔离板308完成形成腔体B，由第一动态隔离环304、平衡液306、搅拌轴11、腔体托板301、腔壁302、第二法兰4形成腔体C和腔体D，腔体A、B、C之间通过平衡液306相互隔绝，腔体C与腔体D连通。

如图1-3所示，腔体A一侧与平衡液进口管307相连，通过平衡液进口管307可向平衡腔体303中注入平衡液306，腔体A的另一侧通过管道与第一压力变送器701相连，该管道上设置有第一调节阀801，第一调节阀801一端与外接气源12相连。腔体B通过管道与第二压力变送器702相连，该管道上设置有第二调节阀802，第二调节阀802一端与外接气源12相连。第二法兰4与搅拌轴11之间设置有凹槽605，所述凹槽605通过管道与第三压力变送器703相连，该管道上设置有第三调节阀803，第三调节阀803的一端与外接气源12相连。

磁力耦合传动密封装置上还设置有PID运算控制模块10，PID运算控制模块10分别与第一压力变送器701、第二压力变送器702、第三压力变送器703相连，第一压力变送器701、第二压力变送器702、第三压力变送器703分别与腔体A、腔体B、腔体C和D相连，可实时监测腔体A、腔体B、腔体C和D内压力变化。PID运算控制模块10还与阀门控制模块9相连，所述阀门控制模块9分别与第一调节阀801、第二调节阀802、第三调节阀803相连。

外接气源12气体采用惰性气体如氮气，其目的是为平衡组件3中提供平衡所需的补充气体，保持腔体内压力平衡。PID运算控制模块10是指带有PID控制模块的PLC控制器和PC终端，所述PID运算控制模块10用于接收第一压力变送器701、第二压力变送器702、第三压力变送器703实时监测的腔体A、腔体B、腔体C和D内压力变化参数，将压力变化参数与设定的目标参数进行对比，并将对比结果传送给阀门控制模块9，阀门控制模块9根据对比结果，按预设步骤分别调控第一调节阀801、第二调节阀802、第三调节阀803调节外接气源12气体的输入或输出，以调整腔体A、腔体B、腔体C和D压力实现压力平衡。

如图3所示，第二法兰4上设置有填料座6，填料座6与搅拌轴11之间添加填料601，通过填料压盖602压紧填料601，填料压盖602上还设置有压盖固定件603。填料座6上还设置有锥形沟槽604，锥形沟槽604连通腔体C和腔体D。填料座6上还设置两个智能阀606，智能阀606与腔体D相连通，智能阀606分别位于搅拌轴的两侧呈180°相对设置，智能阀606与管道相连通，管道可伸出釜体5外部。

如图4所示，搅拌轴11上设置有锥形凸起13，锥形凸起13位于锥形沟槽604处，锥形凸起13斜面与搅拌轴轴向方向呈105°，锥形沟槽与搅拌轴径向方向呈160°。

通过管道向凹槽605中吹入惰性气体，凹槽605联通腔体C和腔体D分别形成压力强，可有效的防止杂物的流入。搅拌轴17上设置有锥形凸起13，当平衡液306流经锥形凸起13时在离心力的作用下甩入腔体D中，腔体D对流出的平衡液306、杂质等污物起到回收作用，避免进入反应釜内部物料中，影响产出品的品质。经验证锥形凸起13斜面与搅拌轴轴向方向呈105°，锥形沟槽604与搅拌轴径向方向呈160°时，腔体D对平衡液306的收集效果较好。填料座6上设置有两个智能阀606，智能阀606与腔体D连通，分别位于搅拌轴11的两侧呈180°相对设置。

以下结合图1、图2，对上述一种磁力耦合传动密封装置的工作原理进行描述如下：

通过PID运算控制模块10降低腔体B压力参数并将压力参数信号传送给阀门控制模块9，阀门控制模块9调整第二调节阀802，从而降低腔体B内的压力，此时腔体A、腔体B为空的，由于腔体B中压力降低，平衡液306通过平衡液进口管307进入腔体A中，随着腔体B压力降低，平衡液306进入腔体B中，到达隔离板308三分之二高度。通过PID运算控制模块10调整腔体C压力参数并将压力参数信号传送给阀门控制模块9，阀门控制模块9调整第三调节阀803，从而降低腔体C内的压力，此时腔体C为空的，由于腔体C中压力降低，平衡液306漫过隔离板308进入腔体C中，完成平衡液306的灌入。

设备运行时，第一动态隔离环304、第二动态隔离环305在搅拌轴11带动下，同步运转带动平衡液306波动，第一压力变送器701、第二压力变送器702、第三压力变送器703分别监测腔体A、腔体B、腔体C和D内压力变化参数，将压力变化参数输入PID运算控制模块10，PID运算控制模块10将数据分析结果输入到阀门控制模块9，阀门控制模块9根据压力变化参数及分析结果，按预设步骤分别调控第一调节阀801、第二调节阀802、第三调节阀803以调节外接气源12的输入和输出保证釜体5内部与平衡组件3内部的压力平衡，保证设备的平稳运行。平衡液306有效的隔绝了釜体5内部和磁力耦合传动器内部的气相空间，对于具有气相结晶的物料可以有效的隔绝，防止釜体5内的气体进入磁力耦合传动器内部，有效的维持了设备的运行。

第一压力变送器701、第二压力变送器702、第三压力变送器703实时监控腔体A、腔体B、腔体C和D内压力变化参数，当腔体压力出现异常时将压力信号传输给PID运算控制模块10的PC终端发出报警，提醒操作人员设备异常及时维修。

设备运行中少量平衡液306或杂物由腔体C沿搅拌轴流11向腔体D，向凹槽605中吹入惰性气体，形成压力强，可有效的防止平衡液306或杂物的流入。当平衡液306或杂物流经锥形凸起13时，在离心力的作用下甩入腔体D中，腔体D集中收集流出的平衡液306或杂物，腔体D收集满后可打开智能阀606通过管道将平衡液306或杂物排出。

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

Claims (9)

1.一种磁力耦合传动密封装置，其设置有磁力耦合传动系统，所述磁力耦合传动系统通过法兰与釜体相连，其特征在于，所述磁力耦合传动系统与釜体之间还设置有平衡组件，所述平衡组件通过管道与压力变送器相连，所述压力变送器与PID运算控制模块相连，所述PID运算控制模块与阀门控制模块相连，所述管道上还设有调节阀，所述调节阀与阀门控制模块相连，所述调节阀还与外接气源相连。

2.根据权利要求1所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，所述平衡组件内部设置有腔体托板，所述腔体托板一端与平衡组件腔壁相连形成平衡腔体，所述平衡腔体中设置有固定在搅拌轴上的第一动态隔离环、第二动态隔离环，第一动态隔离环嵌套在第二动态隔离环内部，平衡腔体中注入平衡液，所述平衡液与各部件隔离成A、B、C、D四个腔体，腔体A、B、C之间通过平衡液相互隔绝，腔体C与腔体D连通。

3.根据权利要求1所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，还设置有填料座，所述填料座与搅拌轴之间添加填料，通过填料压盖压紧填料，所述填料压盖上还设置有压盖固定件。

4.根据权利要求3所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，所述填料座上设置有锥形沟槽，所述锥形沟槽与搅拌轴相连通，所述搅拌轴上设置有锥形凸起，所述锥形凸起位于锥形沟槽处。

5.根据权利要求1所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，所述PID运算控制模块包括带有PID控制模块的PLC控制器和PC终端。

6.根据权利要求3所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，所述填料座上还设置有智能阀，所述智能阀与腔体D连通，所述智能阀与管道连通，管道可伸出釜体外部。

7.根据权利要求6所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，所述智能阀为两个，位于搅拌轴的两侧呈180°相对设置。

8.根据权利要求4所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，所述锥形凸起斜面与搅拌轴为105°，所述锥形沟槽与平面角度为160°。

9.根据权利要求1所述的一种磁力耦合传动密封装置，其特征在于，所述外接气源采用惰性气体，所述惰性气体为氮气。

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