CN113883278A - 轴密封装置及应用该轴密封装置的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴密封装置及应用该轴密封装置的水处理系统，包括：轴套，套于搅拌轴外，其一端具有轴套突出部，轴套突出部具有第一安装空间；法兰，设在轴套外，与轴套之间形成密封补偿空间；端盖组件，包括端盖和固定卡夹，端盖套于轴套的另一端，固定卡夹连接端盖和法兰，形成第二安装空间；介质侧密封组件，包括依次抵接的第一弹簧、介质侧补偿环和介质侧非补偿环，第一弹簧与法兰下侧抵接，介质侧非补偿环安置在第一安装空间内；大气侧密封组件，包括依次抵接的第二弹簧、大气侧补偿环组件和大气侧非补偿环，第二弹簧与法兰上侧抵接，大气侧非补偿环安置在第二安装空间内。该装置结构简单、安装拆卸方便，密封性能好。

Description

轴密封装置及应用该轴密封装置的水处理系统

技术领域

本发明属于机械密封技术领域，具体涉及一种轴密封装置及应用该轴密封装置的水处理系统。

背景技术

在具有搅拌装置的设备上，通常涉及搅拌轴穿过设备壳体的安装，需要设置密封结构对搅拌轴和安装孔之间的间隙进行密封，避免在运行过程中壳体内的介质由安装孔溢出，造成原料的泄露及设备的损坏，以及避免气体由安装孔进出造成内部介质的污染和泄压问题。

在一些现有特殊介质的搅拌场合中，密封装置的工况较为复杂，现有技术中公开的轴密封装置常存在密封性能差，密封结构复杂，配件多，装配困难，不利于安装和拆卸，后期维护难度大等问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种结构简单，安装拆卸方便，密封性能好的轴密封装置及应用该轴密封装置的水处理系统。

本发明采用的技术方案如下：

轴密封装置，包括：

轴套，套设于搅拌轴外，所述轴套的一端具有向外突出的轴套突出部，所述轴套突出部具有第一安装空间；

法兰，设置在所述轴套外，所述法兰与所述轴套之间形成有密封补偿空间；

端盖组件，包括端盖和固定卡夹，所述端盖套接于所述轴套的另一端上，所述固定卡夹连接所述端盖和法兰，所述固定卡夹与所述端盖之间形成第二安装空间；

介质侧密封组件，位于所述密封补偿空间内介质侧，包括依次抵接的第一弹簧、介质侧补偿环和介质侧非补偿环，所述第一弹簧与所述法兰朝向所述轴套突出部一侧抵接，所述介质侧非补偿环安置在所述第一安装空间内；

大气侧密封组件，位于所述密封补偿空间内大气侧，包括依次抵接的第二弹簧、大气侧补偿环组件和大气侧非补偿环，所述第二弹簧与所述法兰朝向所述端盖组件一侧抵接，所述大气侧非补偿环安置在所述第二安装空间内。

在本申请的一种实施例中，所述介质侧补偿环与所述介质侧非补偿环抵接的面设有至少一个凹槽圈。

在本申请的一种实施例中，还包括：

设于所述介质侧非补偿环与所述轴套突出部之间的第一密封圈；

设于所述介质侧补偿环与所述法兰之间的第二密封圈；

设于所述大气侧补偿环组件与所述法兰之间的第三密封圈；

设于所述大气侧非补偿环与所述端盖之间的第四密封圈；及

设于所述端盖与所述轴套之间的第五密封圈。

在本申请的一种实施例中，所述第一密封圈和/或第二密封圈的内侧和外侧沿圆周设有若干凸脊，上侧和下侧面为向外凸出的环形弧面。

在本申请的一种实施例中，所述大气侧补偿环组件包括第二弹簧垫和大气侧补偿环；

所述第二弹簧垫朝向大气侧的外部设有第一环状延伸部，朝向介质侧的内部设有第二环状延伸部；

所述大气侧补偿环插接于所述第一环状延伸部内，与所述第二弹簧垫的大气侧抵接，且与所述第一环状延伸部之间设有第六密封圈；

所述第二弹簧垫朝向介质侧的外部与所述第二弹簧抵接，所述第二环状延伸部插接于所述法兰内侧，所述第二环状延伸部与法兰之间经所述第三密封圈密封。

在本申请的一种实施例中，还包括：

设于所述轴套突出部与所述介质侧非补偿环之间的第一防转销；

设于所述介质侧补偿环与所述法兰之间的第二防转销；

设于所述法兰与所述第二弹簧垫之间的第三防转销；

设于所述大气侧非补偿环与所述端盖之间的第四防转销；

设于所述端盖与所述轴套之间的第五防转销；

其中，所述第一防转销、第二防转销、第三防转销和第四防转销沿所述搅拌轴的轴向设置，所述第五防转销沿所述搅拌轴的径向设置。

在本申请的一种实施例中，所述介质侧补偿环和介质侧非补偿环的材质相同，且与所述大气侧补偿环和大气侧非补偿环的材质不相同。

在本申请的一种实施例中，所述介质侧补偿环和介质侧非补偿环均由钴合金、镍合金、镍铬合金、碳化硅、陶瓷和石墨中的任意一种材料制成；所述大气侧补偿环和大气侧非补偿环均由钴合金、镍合金、镍铬合金、碳化硅、陶瓷和石墨中的任意一种材料制成。

水处理系统，包括：

取水机构，所述取水机构安装于水域中，其包括基座和取水管，水流和水面漂浮物由所述取水管上部的取水口进入；

粗滤池，与所述取水管连接，所述粗滤池内安装有格栅组件；

混凝部，其包括与所述粗滤池相连接的混凝罐和与所述混凝罐连接的磁混凝反应池；

投药装置，分别与所述混凝罐和磁混凝反应池连接，向所述混凝罐投加混凝剂，向所述磁混凝反应池投加助凝剂；

磁种回收装置，其包括与所述磁混凝反应池连接的超磁分离机和与所述超磁分离机连接的磁分离磁鼓，所述磁分离磁鼓的磁种出口回接至所述磁混凝反应池；

其中，所述混凝罐设有第一搅拌装置，所述第一搅拌装置的搅拌轴经以上任一项所述的轴密封装置安装于所述混凝罐的顶部，搅拌桨延伸入混凝罐内。

在本申请的一种实施例中，所述混凝罐竖向设置，其中部设进水口和加药口，底部设排污口，上部设排水口，内侧下部悬空设有集污斗，所述集污斗位于所述搅拌桨的下方，所述混凝罐的工作液位高于所述排水口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的轴密封装置，包括轴套、法兰、端盖组件、介质侧密封组件和大气侧密封组件等，轴套套设于搅拌轴外，法兰设于轴套外，在法兰的两侧分别设置介质侧密封组件和大气侧密封组件，由第一弹簧和第二弹簧抵接压紧，实现轴向的两道密封，有效保证密封效果；此外，该轴密封装置的介质侧由轴套突出部与法兰介质侧配合实现介质侧密封组件的抵接安装密封，大气侧由法兰大气侧与端盖配合实现大气侧密封组件的抵接安装密封，并经固定卡夹连接端盖和法兰，实现轴密封装置的装配，该装置可由大气侧依次套接各部件或取出各部件，实现装配或拆卸；该轴密封装置的结果简单，设计合理，安装、拆卸操作方便，密封性能良好。

2、水处理系统，可连续、自动收集处理水域中的漂浮物，并对部分水流进行净化处理，该水处理系统的混凝部设置混凝罐和磁混凝反应池，在混凝罐内对粗滤池过滤后的污水进行初步混凝处理，去除污水中的大颗粒杂质（如藻类），然后再进入磁混凝反应池内，与磁介质反应，做进一步的磁介质沉淀净化处理，分离污水中的胶质和小颗粒杂质，设置混凝罐和磁混凝反应池，实现两级混凝分离，使水净化处理更彻底，同时减少磁介质沉淀的产生，减少磁种回收装置的运行负荷及磁种的投入量。

3、混凝罐进水口设于中部，排污口位于底部，排水口位于上部，且工作液位高于排水口，混凝罐运行时需保持带压密封状态，因此其搅拌轴上述采用轴密封装置进行安装，确保混凝罐运行时其工作液面之上为密封状态，气体不会从搅拌轴安装部位进入罐内；同时，采用上述轴密封装置安装搅拌轴，不易发生污水进入密封部位对搅拌装置造成损坏，其搅拌装置的安装和后期维护操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的轴密封装置的结构示意图。

图2为本发明图1中B部分的放大结构示意图。

图3为本发明图1中C部分的放大结构示意图。

图4为本发明中第一密封圈的横截面结构示意图。

图5为本发明实施2的水处理系统整体结构示意图。

图6为本发明中混凝部的结构示意图。

图7为本发明中取水机构的整体结构示意图。

图8为本发明中取水机构的剖视结构示意图。

图9为本发明图8中D部分的放大结构示意图。

图10为本发明实施例中切割部的正视结构示意图。

图11为本发明实施例中切割部的俯视结构示意图。

附图标记：

1、水域；2、取水机构；21、基座；22、取水管；221、第一管件；222、第二管件；223、第三管件；2231、取水口；23、第一驱动件；24、液面传感器；25、固定架；26、第二驱动件；27、螺旋下料部；28、切割部；280、刃部；281、主刀；282、副刀；3、粗滤池；31、格栅组件；4、混凝罐；41、集污斗；42、排污口；43、挡污网格；48、第一搅拌装置；481、搅拌桨；49、轴密封装置；490、轴套；4901、轴套突出部；4902、第一安装空间；4903、第五密封圈；4904、第一防转销；491、驱动卡盘；492、法兰；4921、第二密封圈；4922、第三密封圈；493、第二弹簧；4931、第二防转销；494、第一弹簧；4941、第三防转销；495、大气侧补偿环；4951、第二弹簧垫；49511、第一环状延伸部；49512、第二环状延伸部；49513、第六密封圈；496、大气侧非补偿环；4961、第四密封圈；4962，第四防转销；497、端盖；4971、固定卡夹；4972、第二安装空间；4973、第五防转销；498、介质侧补偿环；4981、凹槽圈；499、介质侧非补偿环；4991、第一密封圈；49911、凸脊；49912、环形弧面；5、磁混凝反应池；51、折流板；52、第一区；521、中心筒；53、第二区；54、第二搅拌装置；6、投药装置；61、混凝剂池；62、助凝剂池；63、第三搅拌装置；7、超磁分离机；8、磁分离磁鼓；9、人工湿地；4900、搅拌轴；4920、安装座；4923、密封补偿空间。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种轴密封装置，该轴密封装置49适用于搅拌装置中搅拌轴4900的密封安装。该轴密封装置49包括轴套490、法兰492、端盖组件、介质侧密封组件和大气侧密封组件等。

其中，轴套490，套设于搅拌轴4900外，该轴套490的一端具有向外突出的轴套突出部4901，该轴套突出部4901具有供介质侧非补偿环499安置的第一安装空间4902。

法兰492，设置在轴套490的外围，法兰492安装在安装座4920上，安装座4920可以安装在设备的腔体顶部，法兰492与轴套490之间形成有密封补偿空间4923，密封补偿空间4923用于对介质侧密封组件和大气侧密封组件提供安装空间。

端盖组件，包括端盖497和多个固定卡夹4971。端盖497套接于轴套490的上部；多个固定卡夹497沿圆周均布设置，连接端盖497和法兰492；在固定卡夹4971和端盖497之间形成供大气侧非补偿环496安置的第二安装空间4972。

法兰492朝向轴套突出部4901的一侧沿圆周均布设置有多个第一弹簧494，多个第一弹簧494的下端抵接介质侧补偿环498，介质侧补偿环498的下端抵接介质侧非补偿环499的上端，介质侧非补偿环499设置在第一安装空间4902内。另外，第一弹簧494、介质侧补偿环498安置在密封补偿空间4923内下部。

即，介质侧密封组件包括依次抵接的第一弹簧494、介质侧补偿环498和介质侧非补偿环499，且介质侧密封组件安装于法兰492朝向轴套突出部4901的一侧与轴套突出部4901之间。

法兰492远离轴套突出部4901的另一侧（图1中的上侧）沿圆周均布设置有多个第二弹簧493，多个第二弹簧493的上端抵接大气侧补偿环组件，大气侧补偿环组件的上端与大气侧非补偿环496抵接，大气侧非补偿环496设置在第二安装空间4972内，第二安装空间4972形成于端盖497与固定卡夹4971之间；第二弹簧493、大气侧补偿环组件495安置在密封补偿空间4923内的上部。

即，大气侧密封组件包括依次抵接的第二弹簧493、大气侧补偿环组件和大气侧非补偿环496，且大气侧密封组件安装于法兰492朝向大气侧与端盖497之间。

该轴密封装置49使用时，电机通过驱动卡盘491与搅拌轴4900相连接，法兰492固定安装在安装座4920上，搅拌轴4900的上侧部分露置于大气侧，搅拌轴4900的下侧部分位于设备腔体内。端盖497套置于轴套490的上侧外部，且通过多个固定卡夹4971与法兰492的内壁卡接。轴套490的外壁、法兰492内壁之间大体形成一个密封补偿空间4923，前述的诸如第一弹簧494、第二弹簧493、大气侧补偿环组件、介质侧补偿环498等零部件安置在该密封补偿空间4923内。

为了实现轴密封装置49在径向方向上的密封，在介质侧非补偿环499外侧与轴套突出部4901内侧之间设置有第一密封圈4991；在介质侧补偿环498的外侧与法兰492下部的内侧之间设置有第二密封圈4921；在大气侧补偿环组件与法兰492内侧之间设置有第三密封圈4922；在大气侧非补偿环496与端盖497之间设置有第四密封圈4961；在端盖497与轴套490之间设置有第五密封圈4903。设置各密封圈，确保该轴密封装置49在各部径向方向上实现密封，从而进一步保证该密封轴装置49密封性能的实现。

如图3和图4所示，第一密封圈4991和第二密封圈492的环状结构内侧面和外侧面上沿圆周延伸设有若干凸脊49911，上侧面和下侧面为向外凸出的环形弧面49912。内侧的凸脊49911抵接介质侧非补偿环499或介质侧补偿环498，外侧的凸脊49911抵接轴套突出部4901或法兰492，使介质侧非补偿环499与轴套突出部4901、介质侧补偿环498与法兰492之间形成多道环形接触密封位点，使得径向密封效果更好。

如图1和图3所示，为使介质侧补偿环498与介质侧非补偿环499之间的抵接密封效果更好，在介质侧补偿环498与介质侧非补偿环499接触的抵接面上设有至少一个凹槽圈4981，凹槽圈498可容纳一定量的润滑油，增强抵接面之间的密封性能，可有效防止轴向方向窜动造成的密封失效问题。

如图1和图2所示，大气侧补偿环组件包括第二弹簧垫4951和大气侧补偿环495。其中，第二弹簧垫4951的上侧外部，即朝向大气侧的外部设有第一环状延伸部49511；第二弹簧垫4951的下侧内部，即朝向介质侧的内部设有第二环状延伸部第49512。

大气侧补偿环495的下部插接于该第一环状延伸部595a1内，大气侧补偿环495的下侧与第二弹簧垫4951朝向大气侧抵接，即与第二弹簧垫4951的上侧内部抵接；大气侧补偿环495的外侧下部与第一环状延伸部595a1的内壁之间设有第六密封圈49513。实现大气侧补偿环495与第二弹簧垫4951的密封。

第二弹簧垫4951的下侧，即朝向介质侧的外部与第二弹簧493的上端抵接，第二环状延伸部49512插接于法兰492内侧，第二环状延伸部49512与法兰492之间经第三密封圈4922进行密封，即实现第二弹簧垫4951与法兰492之间的密封。

为了确保大气侧补偿环组件及介质侧补偿环498沿着搅拌轴4900的轴向补偿密封，在轴套突出部4901与介质侧非补偿环499之间设置有第一防转销4904；在介质侧补偿环498与所法兰492下侧之间设置有第二防转销4931；在法兰492上侧与第二弹簧垫4951之间设置有第三防转销4941；在大气侧非补偿环496与端盖497之间设置有第四防转销4962。第一防转销4904、第二防转销4931、第三防转销4941和第四防转销4962均沿搅拌轴4900的轴向方向设置。

具体地，第一防转销4904设置在轴套突出部4901的第一安装空间4902内，介质侧非补偿环499的下侧设有与之对应适配的销孔，经该销孔与第一防转销4904配合，实现对介质侧非补偿环499的防转限位。相应的，第二防转销4931设置在介质侧补偿环498上侧，法兰492上设有对应的销孔；第三防转销4941设置在法兰492上侧面上，第二弹簧垫4951上设有对应的销孔；第四防转销4962设置在大气侧非补偿环496上侧，端盖497下侧设有对应的销孔。实现了对介质侧补偿环498、第二弹簧垫4951和大气侧非补偿环496的防转限位。

同时在端盖497与轴套490之间还设有第五防转销4973，该第五防转销4973沿搅拌轴4900的径向设置，由端盖497外侧插入轴套490上的销孔，实现对端盖497的防转限位。

通过设置上述结构的轴密封装置49，可确保搅拌轴4900在轴向方向窜动后仍具有良好的密封性。

进一步地，介质侧补偿环498、介质侧非补偿环499、大气侧补偿环495和大气侧非补偿环496可由钴合金、镍合金、镍铬合金、碳化硅、陶瓷和石墨中的任意一种材料制成。

为保证抵接密封性良好，介质侧补偿环498和介质侧非补偿环499应采用相同材质和工艺制作；大气侧补偿环495和大气侧非补偿环496也应采用相同材质和工艺制作。然而，介质侧和大气侧的环境不同，密封要求不完全相同，因此，介质侧补偿环498和介质侧非补偿环499，可与大气侧补偿环495和大气侧非补偿环496采用不同的材料和工艺制作，当然也可采用相同的材料和工艺制作。

装配过程：

1、轴套490滑动密封套接于搅拌轴4900上，在轴套突出部4901内放置第一密封圈4991，将介质侧非补偿环499放置入第一安装空间4902内，经第一防转销4904定位；然后放置介质侧补偿环498，在介质侧补偿环498外套接第二密封圈4921；

2、在法兰492下侧的弹簧腔内放置第一弹簧494，将法兰492安装于安装座4920上，经第二防转销4931定位，使第一弹簧494与介质侧补偿环498的上侧抵接，将介质侧补偿环498与介质侧非补偿环499压紧，且法兰492与介质侧补偿环498的外侧经第二密封圈4921密封；

3、在法兰492上侧的弹簧腔内放置第二弹簧493，将第三密封圈4922套接至第二弹簧垫4951下部的第二环状延伸部49512外侧，然后将第二弹簧垫4951放至法兰492内，经第三防转销4941定位，使第二环状延伸部49512与法兰492内侧壁经第三密封圈492b密封，且第二弹簧垫4951下侧面外部与第二弹簧493上侧抵接；

4、在第二弹簧垫4951的第一环状延伸部49511内依次放入第六密封圈49513和大气侧补偿环495，然后套入大气侧非补偿环596和第四密封圈4961；

5、在端盖497内侧放入第五密封圈4903，将端盖497套入至大气侧非补偿环496上，使端盖497与大气侧非补偿环496经第四防转销4962定位，并将端盖497与轴套490经第五防转销4973定位；最后，沿圆周均布安装固定卡夹4971，使定位卡夹4971的下部卡入法兰492内侧的卡圈内，定位卡夹4971的上部搭接在端盖497上，并经连接螺栓连接固定，实现轴密封装置的装配。

综上，本实施例的轴密封装置49，包括轴套490、法兰492、端盖组件、介质侧密封组件和大气侧密封组件等，轴套490套设于搅拌轴4900外，法兰492设于轴套490外，在法兰492的两侧分别设置介质侧密封组件和大气侧密封组件，由第一弹簧494和第二弹簧493抵接压紧，实现轴向的两道密封，有效保证密封效果；此外，该轴密封装置49的介质侧由轴套突出部4901与法兰492介质侧配合实现介质侧密封组件的抵接安装密封，大气侧由法兰492的大气侧与端盖497配合实现大气侧密封组件的抵接安装密封，并经固定卡夹4971连接端盖497和法兰492，实现轴密封装置的装配；该装置可由大气侧依次套接各部件或取出各部件，实现装配或拆卸；结果简单，设计合理，安装、拆卸操作方便，密封性能良好。

实施例2

如图5所示，本实施例提供了一种水处理系统，该水处理系统适用于湖泊、水库等水域的水面清污及水质改善治理。该水处理系统包括取水机构2、粗滤池3、混凝部、投药装置6和磁种回收装置等。

取水机构2安装于水域1中，包括基座21和取水管22。基座21固定安装于水域相应位置的底部，起承载作用；取水管22下部安装固定于基座21上，上部设置取水口2231，水流和水面的漂浮物可由取水管22上部的取水口2231汇集进入。取水机构2可以包括若干个，其安装位置根据水域的具体情况进行设定，优选安装于水面漂浮物容易积聚的区域。

粗滤池3经水管与取水机构2中的取水管22连接，接收取水口2231汇集进入的漂浮物和污水。粗滤池3内安装有格栅组件31，该格栅组件31可为一个或多个连续提升的格栅机，用于连续地将粗滤池3内的漂浮物质等垃圾捞出，使污水被粗过滤处理。优选格栅组件31包括前后设置的两个格栅机，前部格栅机的打捞带为梳齿状打捞带，用于打捞较大的悬浮杂质，如物植物藤蔓、茎叶、塑料袋等；后部格栅机的打捞带为网孔状打捞带，用于打捞过滤较小的悬浮颗粒物。设置两个格栅机可使打捞过滤更干净，减少后续污水处理设备淤积和堵塞的问题，减轻后续污水处理负荷。

若干个取水机构2可分别经水管连接至粗滤池3，能对水域中多个区域的污水同时进行处理。

粗滤池3与取水机构2连接的水管上安装有截止阀，可通过截止阀的开关来控制是否取水，便于系统的控制、维护及检修。

混凝部，用于对过滤后的污水做进一步的净化处理。混凝部包括依次连接的混凝罐4和磁混凝反应池5；混凝罐4的进水口与出滤池3的出水口连接，混凝罐4的出水口与磁混凝反应池5的入水口连接。

投药装置6，分别与混凝罐4和磁混凝反应池5连接，为混凝罐4投加混凝剂，为磁混凝反应池5投加助凝剂。使污水在混凝罐4内与混凝剂充分混合，使污水中的悬浮物、胶体物、藻类等杂质颗粒产生絮状沉淀，在混凝罐4中被初步分离；然后水流进入磁混凝反应池5内进一步进行磁介质沉淀和助凝剂助凝，提高净化效果。

磁种回收装置，包括超磁分离机7和磁分离磁鼓8。超磁分离机7的进水口与磁混凝反应池5的出水口连接，磁沉淀处理后的污水进入超磁分离机7中进行磁性絮团与水的分离；超磁分离机7的刮渣出口与磁分离磁鼓8的入口连接，分离出的磁性絮团进入磁分离磁鼓8进行磁介质（即磁种）的筛选回收，剩余的污泥排出，磁介质由磁种出口经泵体和管道回接至磁混凝反应池5内，回收循环利用磁介质。

超磁分离机7的出水口经管道回接至水域1中，将净化处理后的水流排回水域1中，对水域中的水流进行稀释，改善水质；净化处理后的水流可排往取水机构2的下游位置，保证水处理系统更加高效的运行。

其中，如图7和图8所示，取水机构2包括第一驱动件23和液面传感器24。液面传感器24安装于取水口2231处，用于实时测量取水口2231与水面的距离。第一驱动件23与取水管22连接，驱动取水管22伸缩运动，使取水口2231上下运行，以便取水口2231与水面位置相适应。第一驱动件23和液面传感器24相关联，根据液面传感器24的检测数据来控制第一驱动件23运行，以更好的控制取水口2231与水面的距离。确保取水时，取水口2231位于水面位置以下，且与水面的距离不会过深，可很好的保证水面的漂浮物随水流汇集进入取水管22内，保证水处理系统自动清污功能的实现。当然也可通过控制取水口2231是否位于水面下，来控制系统是否取水。

如图7至图9所示，取水管22包括依次套接或插接连接的第一管件221、第二管件222和第三管件223。

其中，如图8所示，第一管件221固定安装于基座21上，一端为出水口，出水口经水管与粗滤池3连接。第二管件222与第一管件221另一端连接，能相对第一管件221滑动来调节取水管22的长度。第三管件223的上端为取水口2231，下部与第二管件222连接，能相对第一管件221和第二管件222滑动来调节取水管22的长度，也即调节取水口2231的高度。

根据水域深度变化情况，第二管件222的数量可做调整，可不设第二管件222，第三管件223直接与第一管件223滑动连接；也可设置多个第二管件222，多个第二管件222依次滑动套接。

取水管22中第一管件221、第二管件222及第三管件223之间还设有密封垫圈，使得取水管22伸缩时为密封滑动伸缩，水流不会从连接部位进入。

第一驱动件23可为水下液压油缸，其缸体端安装于基座21上，活塞杆端与第三管件223上部连接。第一驱动件23运行时驱动第三管件223向上或向下运行，可带动第三管件223及第二管件222相对第一管件221滑动，实现取水管22的伸缩运动，使第三管件223上部的取水口2231到达预定位置，以很好的与水面位置相适应。

具体地，液面传感器24固定安装于第三管件223上部，用于检测取水口2231与水面的距离。该液面传感器24可为浮球式液位传感器或超声波式液位传感器等。该液位传感器24与第一驱动件23相关联，通过液位传感器24检测到的取水口2231与水面的距离，来控制第一驱动件23的运行，实现将取水口2231调节到适当位置。

在进行清污处理时，应控制取水口2231与水面的距离小于取水口2231的半径，且大于取水口2231半径的1/3。优选地，取水口2231的直径设置在50cm~150cm范围内。限定取水口2231与水面的距离，可有效保证水面漂浮物随水流顺利进入取水管22内，而不会在取水口2231上旋流，且水流量不会过小。

取水机构2还设置有辅助下料装置。如图7至图9所示，该辅助下料装置包括固定架25、第二驱动件26和螺旋下料部27等。

其中，固定架25悬空架设于取水口2231之上，与第三管件223连接，且与取水口2231之间具有一定间距，起承载作用。第二驱动件26安装于固定架25上，用于提供驱动力。螺旋下料部27竖向安装，上端与第二驱动件26的输出端传动连接，下端部分伸入取水管22内，与取水管22同轴设置。取水时，水流和漂浮物由取水口2231周围进入，螺旋下料部27在第二驱动件26作用下旋转，将漂污物等向取水管22下部输送，避免漂浮物堵塞取水口2231。

进一步地的实施例中，辅助下料装置还包括切割部28。如图8和图9所示，切割部28位于螺旋下料部27之下，经驱动轴与第二驱动件26驱动连接，切割部28与螺旋下料部27同轴设置，且同轴连接，均由第二驱动件26驱动运转。

如图10和图11所示，切割部28包括主刀281和2个副刀282。主刀281为条状刀体，为一字型形细长结构，两侧边设有刃部280，中部设安装孔与驱动轴连接固定。2个副刀282分别设于主刀281上部两侧，副刀282的一端与主刀281上侧连接固定，另一端沿径向倾斜向上设置。副刀282与主刀281可为焊接连接或一体成型。副刀282的一侧边也具有刃部280。

主刀281为条状刀体，结构细长，占据空间小，对取水管22横截面的阻挡小，可减少对漂浮物等杂质的拦截，避免造成取水管22堵塞；设置2个向上倾斜的副刀282，可伸入上部杂质中，加强对杂质的抓握剪切，加快剪切和下料；且辅助主刀281的切割，使切割更快速高效，避免水管堵塞，保证取水顺畅。

取水机构2设置辅助下料装置，适用于漂浮物较多、较大、含有植物藤蔓的水域的清污治理，可加速对漂浮物质的汇集收集，避免取水口2231、取水管22及后续水管的堵塞，保证取水顺畅，水处理系统持续高效的运行。

如图5所示，该水处理系统采用超磁分离水体净化技术处理粗过滤后的污水，设置混凝部和磁种回收装置，用于磁混凝反应和磁种回收循环利用。

具体地，如图5和图6所示，其混凝部包括混凝罐4和磁混凝反应池5，混凝罐4为竖向设置的罐体，设置有第一搅拌装置48，该第一搅拌装置48的驱动电机位于混凝罐4顶部外，其搅拌轴4900穿设于顶壁上，经轴密封装置49进行转动密封安装，其搅拌桨481延伸入混凝罐4内，用于对搅拌罐体内的污水。其中，轴密封装置49为实施例1所描述的轴密封装置。

混凝罐4的底部为锥形底，设有排污口42；中部侧壁设有进水口和加药口，上部设有排水口；混凝罐4的内侧下部悬空安装有集污斗41，集污斗41边缘与混凝罐4内部之间具有一定间隙，中部设有通孔，集污斗41位于搅拌桨481的下方，与搅拌桨481同轴设置。

粗滤池3过滤处理后的污水由进水口进入混凝罐4内，混凝剂由加药口加入，第一搅拌装置48运行驱动污水与混凝剂充分混合，使混凝剂与污水中的悬浮物、胶体物、藻类等杂质颗粒发生絮凝反应。絮团在搅拌浆481和集污斗41的配合作用下，由集污斗41中部的通孔落入集污斗41下方，液体由集污斗41边缘向上运动，絮团被留着集污斗41下方，由底部的排污口排出。混凝罐4内发生絮凝反应后的清液由上部的排水口排至磁混凝反应池5中作进一步磁沉淀净化处理。

为保证混凝罐4功能的实现，其进水口、加药口应位于集污斗41之上，排污口之下；运行时，需控制进水口、排污口42的流量，使混凝罐4内的工作液位高于排水口，且水流不完全充满混凝罐4，混凝罐4的上部形成一带压空腔，保持带压密封状态，罐内初步絮凝处理后的水流由上部的排水口连续稳定的排出。

因此，第一搅拌装置48的搅拌轴4900采用实施例1中的轴密封装置49进行安装，气体不会从搅拌轴安装部位进出，确保混凝罐4运行时其内液体不完全充满，上部形成密封空间；同时，污水不易进入密封部位对搅拌装置造成损坏；采用该轴密封装置49，使得第一搅拌装置48的安装和后期维护操作更加方便。

如图6所示，混凝罐4内还设有挡污网格43，该挡污网格43安装于混凝罐4内上部，位于排水口之下、进水口和加药口之上，用于拦截污水与混凝剂凝结产生的絮团，使混凝罐4的初步絮凝分离效果更好。

如图5和图6所示，磁混凝反应池5内经折流板51分为第一区52和第二区53。第一区52和第二区53内均设有第二搅拌装置54。

第一区52设进水口与混凝罐4的排水口相连，磁分离磁鼓8的磁种出口经管道回接至第一区52内，污水在第一区52内经第二搅拌装置54搅拌，与磁介质混合产生磁性絮团。投药装置6向第二区53内投加助凝剂，在第二搅拌装置54的搅拌混合下，产生磁性絮团的污水与助凝剂反应，其杂质进一步凝集成团，然后由第二区53上的排水口排往超磁分离机7进行磁性絮团与水的快速分离。

投药装置6包括混凝剂池61和助凝剂池62，分别用于储装、供应混凝剂和助凝剂。混凝剂池61和助凝剂池62内均安装有第三搅拌装置63，该第三搅拌装置63设置于混凝剂池61和助凝剂池62的顶部，其搅拌轴4900经实施例1中所描述的轴密封装置49进行密封安装。第三搅拌装置63可分别对混凝剂和助凝剂进行搅拌混匀，保证流加药液的均匀性，使混凝反应控制更好。

投药装置6投加的混凝剂对应加入至混凝罐4内，与来自粗滤池3的污水在混凝罐4内充分混合，发生絮凝反应，并初步分离絮团沉淀。磁分离磁鼓8分离回收的磁种经管道回接至磁混凝反应池5的第一区52内，使磁介质与未分离出的絮凝物接触反应形成以磁介质为核心的絮凝团块；初始磁介质，也由第一区52处加入。投药装置6投加的助凝剂对应加入至磁混凝反应池5的第二区53内，磁性絮凝团块在助凝剂的作用下进一步絮凝形成更加大而密实的絮凝团块，以便絮凝团块与水更好的进行分离。

磁混凝反应池5中，设置第一区52和第二区53，使磁介质和助凝剂分别在不同的区域进行反应，保证反应顺序依次进行，反应更充分，絮凝净化效果更好。

在一种实施例中，如图5和图6所示，第一区52内还设有一中心筒521，该中心筒521套设于第一区52内的第二搅拌装置54的搅拌轴4900及搅拌桨481外，搅拌轴4900与中心筒521均竖向设置，且为同轴设置。中心筒521为镂空的圆柱结构或方形柱结构，上端和下端开口，下端经支柱固定安装。中心筒521与搅拌轴4900及搅拌桨481配合，可有效增加搅拌过程中污水、磁种及杂质絮团的循环流动和碰撞，促进磁性絮体的形成，提高磁混凝效果。

其中，第二搅拌装置54的搅拌轴4900也经实施例1描述的轴密封装置49安装于磁混凝反应池5的顶板上，使搅拌轴4900与顶板形成轴密封，可有效避免液体进入连接部位对驱动装置及轴承造成污染，保证第二搅拌装置54正常高效的运行。

为进一步达到净化处理效果，降低处理成本，本实施例的水处理系统还设置有人工湿地9，超磁分离机7分离出的净化水，经管道排入人工湿地9内做进一步净化，然后再排放回水域1中，确保污水被充分净化到适宜排放的标准。人工湿地9主要通过其内的基质、水生植物、微生物等相互作用对水质进行净化。人工湿地9的成本投入较少、运行能耗低，可提高水处理系统清污效果的同时，降低投入。

本实施例的水处理系统，可连续、自动的收集处理水域中的漂浮物，并采用超磁分离水体净化技术对部分水流进行净化处理；净化处理后的水流排回水域中，对水域中的水流进行稀释，降低水域中氮、磷、有机物等的含量，改善水域中的水质；水面漂浮物及藻类等被清除后，阳光可以透过，水中含氧量增加，可促进水生动植物生长，使水域生态进入良性循环。

该水处理系统的混凝部设置混凝罐4和磁混凝反应池5，在混凝罐4内对粗滤池3过滤后的污水进行初步混凝处理，去除污水中的大颗粒杂质（如藻类、泥沙），然后再进入磁混凝反应池5内，与磁介质反应，做进一步的磁介质沉淀净化处理，分离污水中的胶质和小颗粒杂质；设置混凝罐4和磁混凝反应池5，实现两级混凝分离，使水净化处理更彻底，同时减少了磁介质沉淀的产生，减少了磁种回收装置的运行负荷及磁介质的投入量。

混凝罐4进水口设于中部，排污口42位于底部，排水口位于上部，且工作液位高于排水口，混凝罐运行时需在罐体上部形成密封空间，避免水流完全充满罐体，因此其搅拌轴采用轴密封装置49进行安装，确保混凝罐4运行时其工作液面之上为密封状态，气体不会从搅拌轴4900安装部位进出罐内；同时，采用上述轴密封装置49安装搅拌轴4900，污水不易进入密封部位对搅拌装置造成损坏；且采用实施例1中的轴密封装49，可使搅拌装置的安装和后期维护操作更方便。

本实施例的水处理系统在嘉兴南湖生态环境修复一期工程中进行了实际应用，在该项目中将混凝罐4、磁混凝反应池5、投药装置6及磁种回收装置的超磁分离机7、磁分离磁鼓8及相应的泵体等进行了组合撬装，形成了一体化成套设备进行安装使用；在湖中多个部位设置安装取水机构2，各取机构2水管连接至粗滤池3，经格栅机过滤处理后的污水进入该一体化成套设备进行污水处理，处理后的污水经人工湿地9进一步净化，最后排回湖中，使湖水得到清洁，水质得到改善。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.轴密封装置，其特征在于，包括：

轴套（490），套设于搅拌轴（4900）外，所述轴套（490）的一端具有向外突出的轴套突出部（4901），所述轴套突出部（4901）具有第一安装空间（4902）；

法兰（492），设置在所述轴套（490）外，所述法兰（492）与所述轴套（490）之间形成有密封补偿空间（4923）；

端盖组件，包括端盖（497）和固定卡夹（4971），所述端盖（497）套接于所述轴套（490）的另一端上，所述固定卡夹（4971）连接所述端盖（497）和法兰（492），所述固定卡夹（4971）与所述端盖（497）之间形成第二安装空间（4972）；

介质侧密封组件，位于所述密封补偿空间（4923）内介质侧，包括依次抵接的第一弹簧（494）、介质侧补偿环（498）和介质侧非补偿环（499），所述第一弹簧（494）与所述法兰（492）朝向所述轴套突出部（4901）一侧抵接，所述介质侧非补偿环（499）安置在所述第一安装空间（4902）内；

大气侧密封组件，位于所述密封补偿空间（4923）内大气侧，包括依次抵接的第二弹簧（493）、大气侧补偿环组件和大气侧非补偿环（496），所述第二弹簧（493）与所述法兰（492）朝向所述端盖组件一侧抵接，所述大气侧非补偿环（496）安置在所述第二安装空间（4972）内。

2.根据权利要求1所述的轴密封装置，其特征在于，所述介质侧补偿环（498）与所述介质侧非补偿环（499）抵接的面设有至少一个凹槽圈（4981）。

3.根据权利要求1或2所述的轴密封装置，其特征在于，还包括：

设于所述介质侧非补偿环（499）与所述轴套突出部（4901）之间的第一密封圈（4991）；

设于所述介质侧补偿环（498）与所述法兰（492）之间的第二密封圈（4921）；

设于所述大气侧补偿环组件与所述法兰（492）之间的第三密封圈（4922）；

设于所述大气侧非补偿环（496）与所述端盖（497）之间的第四密封圈（4961）；及

设于所述端盖（497）与所述轴套（490）之间的第五密封圈（4903）。

4.根据权利要求3所述的轴密封装置，其特征在于，所述第一密封圈（4991）和/或第二密封圈（4921）的内侧和外侧沿圆周设有若干凸脊（49911），上侧和下侧面为向外凸出的环形弧面(49912)。

5.根据权利要求3所述的轴密封装置，其特征在于，所述大气侧补偿环组件包括第二弹簧垫（4951）和大气侧补偿环（495）；

所述第二弹簧垫（4951）朝向大气侧的外部设有第一环状延伸部（49511），朝向介质侧的内部设有第二环状延伸部（49512）；

所述大气侧补偿环（495）插接于所述第一环状延伸部（49511）内，与所述第二弹簧垫（4951）的大气侧抵接，且与所述第一环状延伸部（49511）之间设有第六密封圈（49513）；

所述第二弹簧垫（4951）朝向介质侧的外部与所述第二弹簧（493）抵接，所述第二环状延伸部（49512）插接于所述法兰（492）内侧，所述第二环状延伸部（49512）与法兰（492）之间经所述第三密封圈（4922）密封。

6.根据权利要求5所述的轴密封装置，其特征在于，还包括：

设于所述轴套突出部（4901）与所述介质侧非补偿环（499）之间的第一防转销（4904）；

设于所述介质侧补偿环（498）与所述法兰（492）之间的第二防转销（4931）；

设于所述法兰（492）与所述第二弹簧垫（4951）之间的第三防转销（4941）；

设于所述大气侧非补偿环（496）与所述端盖（497）之间的第四防转销（4962）；

设于所述端盖（497）与所述轴套（490）之间的第五防转销（4973）；

其中，所述第一防转销（4904）、第二防转销（4931）、第三防转销（4941）和第四防转销（4962）沿所述搅拌轴（4900）的轴向设置，所述第五防转销（4973）沿所述搅拌轴（4900）的径向设置。

7.根据权利要求1所述的轴密封装置，其特征在于，所述介质侧补偿环（498）和介质侧非补偿环（499）的材质相同，且与所述大气侧补偿环（495）和大气侧非补偿环（496）的材质不相同。

8.根据权利要求1所述的轴密封装置，其特征在于，所述介质侧补偿环（498）和介质侧非补偿环（499）均由钴合金、镍合金、镍铬合金、碳化硅、陶瓷和石墨中的任意一种材料制成；所述大气侧补偿环（495）和大气侧非补偿环（496）均由钴合金、镍合金、镍铬合金、碳化硅、陶瓷和石墨中的任意一种材料制成。

9.水处理系统，其特征在于，包括：

取水机构（2），所述取水机构（2）安装于水域（1）中，其包括基座（21）和取水管（22），水流和水面漂浮物由所述取水管（22）上部的取水口（2231）进入；

粗滤池（3），与所述取水管（22）连接，所述粗滤池（3）内安装有格栅组件（31）；

混凝部，其包括与所述粗滤池（3）相连接的混凝罐（4）和与所述混凝罐（4）连接的磁混凝反应池（5）；

投药装置（6），分别与所述混凝罐（4）和磁混凝反应池（5）连接，向所述混凝罐（4）投加混凝剂，向所述磁混凝反应池（5）投加助凝剂；

磁种回收装置，其包括与所述磁混凝反应池（5）连接的超磁分离机（7）和与所述超磁分离机（7）连接的磁分离磁鼓（8），所述磁分离磁鼓（8）的磁种出口回接至所述磁混凝反应池（5）；

其中，所述混凝罐（4）设有第一搅拌装置（48），所述第一搅拌装置（48）的搅拌轴（4900）经权利要求1至8任一项所述的轴密封装置（49）安装于所述混凝罐（4）的顶部，搅拌桨（481）延伸入混凝罐（4）内。

10.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，所述混凝罐（4）竖向设置，其中部设进水口和加药口，底部设排污口（42），上部设排水口，内侧下部悬空设有集污斗（41），所述集污斗（41）位于所述搅拌桨（481）的下方，所述混凝罐（4）的工作液位高于所述排水口。

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