CN115041082B - 一种粉体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混合设备轴端密封装置及其安装方法，其轴端密封装置包括横截面均为锥形的静密封环和动密封环，静密封环的外径大于动密封环的外径，静密封环间隙套于主轴上且其大开口端与腔体端板内壁固接，动密封环固定套装在腔体端板与静密封环之间的主轴上，动密封环的大开口端朝向腔体端板布置，在腔体端板与动密封环间设有若干相互啮合布置的第一迷宫密封齿和第二迷宫密封齿，在动密封环的外壁与静密封环的内壁间设有若干相互啮合布置的第三迷宫密封齿和第四迷宫密封齿，在静密封环的大开口端上开有朝下布置的物料回流孔，在静密封环与主轴间设有第一骨架油封。本发明能有效防止粉体物料泄漏至腔体外或进入轴端轴承内，使生产效率提高。

Description

一种粉体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，尤其涉及一种粉体混合设备轴端密封装置及其安装方法。

背景技术

粉体混合设备的轴端密封一般采用盘根填料密封，即在设备主轴与端面盖板间设置填料座，填料座内的盘根缠绕于主轴上，再由填料压盖压紧盘根，盘根受挤压后变形充满填料座并缠紧主轴，但盘根在主轴转动时会逐渐磨损失效，造成轴端漏粉。

随着技术进步，出现了填料与迷宫相结合的密封结构，用以解决上述问题。如图4所示，这种密封结构设置在主轴a和端面盖板之间,包括填料压盖箱b、填料c、动环d、密封圈e、衬套f、定环g和填料箱h。经过长期的使用后我们发现，该密封结构仍存在以下问题：

1、填料安装处对主轴外圆及填料箱内孔表面形位公差、粗糙度及主轴两侧安装轴承处轴径之间的同轴度加工精度要求较高，提高了零部件的制造成本。

2、因粉体物料的流动性较流体差，其在运动过程中遇阻力易堆积，当将迷宫密封设计成水平状态时由于迷宫密封齿之间的小间隙更易造成堆积而大大降低轴端密封性能。

3、因零部件制造、装配误差原因，主轴在运动过程中填料与主轴外圆表面、填料箱内孔表面之间无法避免存在局部间隙的情况，粉体物料极易进入这些存在局部间隙处，从而使得粉体物料与填料、主轴外圆表面、填料箱内孔表面出现摩擦磨损状况，直接导致轴端密封失效，使用寿命短、维护维修频率高。

4、粉体物料在填料箱内发生摩擦磨损状况时将不断有被磨损的填料屑或金属屑排至混合设备腔体内污染产品。

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、制造成本低的粉体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混合设备轴端密封装置，设于设备腔体端板处的主轴上，包括横截面均为锥形的静密封环和动密封环，静密封环的外径大于动密封环的外径，静密封环间隙套于主轴上且其大开口端与腔体端板内壁固接，动密封环固定套装在腔体端板与静密封环之间的主轴上，动密封环的大开口端朝向腔体端板布置，在腔体端板与动密封环间设有若干相互啮合布置的第一迷宫密封齿和第二迷宫密封齿，在动密封环的外壁与静密封环的内壁间设有若干相互啮合布置的第三迷宫密封齿和第四迷宫密封齿，在静密封环的大开口端上开有朝下布置的物料回流孔，在静密封环与主轴间设有第一骨架油封。

为进一步防止粉体物料的泄漏，在主轴上间隙套装有与腔体端板外壁固接的密封座，在密封座与主轴间设有第二骨架油封。

为进一步增强使少量泄漏至静密封环的物料在离心力作用下及时回流至混合设备腔体内的能力，第三迷宫密封齿和第四迷宫密封齿均呈朝对应密封环小开口端布置的弯曲状。

为便于加工，第一迷宫密封齿和第二迷宫密封齿均沿主轴轴向布置。

为便于加工，在动密封环大开口端设有沿其径向外延的环翼，第二迷宫密封齿布置在环翼面向腔体端板的一侧上，第三迷宫密封齿布置在环翼面向静密封环的一侧上。

第一迷宫密封齿和第二迷宫密封齿间、第三迷宫密封齿和第四迷宫密封齿间均为间隙配合。

为便于加工、安装及维护，所述静密封环由上、下两个半体连接组成，所述物料回流孔位于下半体上大开口端的底部。

为便于加工、安装及维护，所述动密封环由中心对称的两个半体连接组成。

为便于加工、安装及维护，所述密封座由中心对称的两个半体连接组成。

本发明提供的这种粉体混合设备轴端密封装置的安装方法，包括如下步骤：

S1、将动密封环固定套装在主轴上并保证动密封环上的第二迷宫密封齿与腔体端板上的第一迷宫密封齿相互间隙啮合布置；

S2、将第一骨架油封装入静密封环上的骨架油封槽内，且第一骨架油封与主轴外圆为过盈配合；

S3、将第一骨架油封和静密封环一起套装在主轴上，将静密封环的大开口端与腔体端板焊接，并保证物料回流孔朝下且静密封环上的第四迷宫密封齿与动密封环上的第三迷宫密封齿相互间隙啮合布置；

S4、将第二骨架油封装入密封座上的骨架油封槽内，且第二骨架油封与主轴外圆为过盈配合；

S5、将密封座装入主轴上并与腔体端板固接，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、通过静密封环和动密封环的设计避免了填料+迷宫密封的动轴密封带来的对零部件加工精度高、制造成本高、维修维护频繁、填料磨损影响混合物料质量的问题。

2、通过在静密封环与主轴间上设计第一骨架油封，可有效避免大量物料泄露至混合设备腔体外；通过在静密封环和动密封环间设计相互啮合布置的第三迷宫密封齿和第四迷宫密封齿，同时在静密封环上设计物料回流孔，既能进一步降低物料受挤压时的动能，又能将少部分泄露至静密封环的物料及时回流至混合设备腔体内；通过在腔体端板和动密封环间设计相互啮合布置的第一迷宫密封齿和第二迷宫密封齿，能进一步降低物料泄露至混合腔体外的动能，使得动轴密封保障力度更好。

3、利用静、动密封环锥形的结构外形更容易使少量泄漏至静密封环的物料在重力作用下及时回流至混合设备腔体内。

本发明能有效防止粉体物料泄漏进入轴端轴承内，能有效避免粉体物料泄露至混合设备腔体外及进入轴端轴承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为本发明中粉体混合设备轴端密封装置的结构示意图。

图2为本发明中静密封环的轴侧结构示意图。

图3为本发明动密封环中一个半体的轴侧结构示意图。

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、静密封环；21、第四迷宫密封齿；22、物料回流孔；

3、动密封环；31、第二迷宫密封齿；32、第三迷宫密封齿；33、环翼；

4、腔体端板；41、第一迷宫密封齿；

5、第一骨架油封；

6、密封座；

7、第二骨架油封。

具体实施方式

从图1至图3可以看出，本发明这种粉体混合设备轴端密封装置，设于设备的腔体端板4与主轴1之间，包括静密封环2、动密封环3、第一骨架油封5、密封座6和第二骨架油封7，

静密封环2和动密封环3的横截面均为锥形且静密封环2的外径大于动密封环3的外径，静密封环2间隙套装在腔体端板4内侧的主轴1上，且静密封环2的大开口端与腔体端板4的内壁焊接连接；动密封环3套装在腔体端板4与静密封环2之间的主轴1上，动密封环3的大开口端朝向腔体端板4布置，动密封环3的小开口端与主轴1焊接连接；

在动密封环3大开口端处设有沿其径向外延的环翼33，在环翼33面向腔体端板4的一侧上设有若干沿主轴1轴向布置的第二迷宫密封齿31，在环翼33面向静密封环2的一侧上设有若干第三迷宫密封齿32，第三迷宫密封齿32呈朝动密封环3小开口端布置的弯曲状；

在腔体端板4内表面上设有若干与第二迷宫密封齿31相互间隙啮合布置的第一迷宫密封齿41；在静密封环2的内壁上设有若干与第三迷宫密封齿32相互间隙啮合布置的第四迷宫密封齿21，第四迷宫密封齿21呈朝静密封环2小开口端布置的弯曲状；在静密封环2的大开口端上开有朝下布置的物料回流孔22；

第一骨架油封5通过过渡配合套装于静密封环2小开口端的骨架油封槽与主轴1间；

密封座6间隙套装在腔体端板4外侧的主轴1上，且密封座6与腔体端板4外壁焊接连接；

第二骨架油封7通过过渡配合套装于密封座6的骨架油封槽与主轴1间。

从图2可以看出，在本发明中，静密封环2由中心对称布置的上半体2a和下半体2b连接组成，其中，物料回流孔22位于下半体2b上大开口端的底部。

从图1和图3可以看出，在本发明中，动密封环3由中心对称的两个半体连接组成。

在本发明中，密封座6由中心对称的两个半体连接组成。

本发明粉体混合设备轴端密封装置的工作原理如下：

1、混合设备工作时，物料在混合设备腔体内受主轴1施加的间断轴向挤压力作用下向腔体端板4侧运动，因静密封环2为锥形结构，在下次轴向挤压力施加之前，静密封环2上物料在重力作用迅速回落，同时在第一骨架油封5作用下可将大量的物料阻挡在密封装置外，如存在少量物流泄露至静密封环2内，物料也会在重力作用下通过物料回流孔22回落至腔体内。

2、当有少量泄露至静密封环2内的物料无法通过物料回流孔22回落至腔体内时，在第三迷宫密封齿32和第四迷宫密封齿21的阻挡作用下，通过降低泄露至静密封环2内物料的动能，从而将泄露物料密封在静、动密封环之间确保物料在某个时间通过物料回流孔22回落至腔体内。

3、通过前述三道密封作用下，如还有极少量的粉尘类物料泄露至动密封环3内，可在第二骨架油封7的作用下确保其不泄露至腔体外而密封在动密封环3内。

在本发明的使用过程中，为确保动密封环3内粉尘类物料逐渐积累不影响本发明正常工作，应定时维护动密封环3。

在本发明中，静密封环2和动密封环3的锥角范围为0～90°。

在本发明中，静密封罩2上第四迷宫密封齿21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，静密封罩2上物料回流孔22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，静密封罩2上第四迷宫密封齿21的数量不限，可设计为1～30个。

在本发明中，静密封罩2上物料回流孔22的数量不限，可设计为1～30个。

在本发明中，动密封罩3上第二迷宫密封齿31和第三迷宫密封齿32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，动密封罩3上第二迷宫密封齿31和第三迷宫密封齿32的数量不限，可设计为1～30个。

本发明中粉体混合设备轴端密封装置的安装过程，包括如下步骤：

S1、将动密封环3焊接在主轴1上并保证动密封环3上的第二迷宫密封齿31与腔体端板4上的第一迷宫密封齿41相互间隙啮合布置；

S2、将与主轴1外圆为过盈配合的第一骨架油封5装入静密封环2上的骨架油封槽内；

S3、将第一骨架油封5与静密封环2作为部件，整体套装主轴1上，将静密封环2的大开口端与腔体端板4焊接，并保证物料回流孔22朝下且静密封环2上的第四迷宫密封齿21与动密封环上的第三迷宫密封齿32相互间隙啮合布置；

S4、将与主轴1外圆为过盈配合的第二骨架油封7装入密封座6上的骨架油封槽内；

S5、将第二骨架油封7和密封座6作为部件，整体套装主轴1上，将密封座6与腔体端板4焊接，最终形成完整的轴端密封装置。

Claims (7)

1.一种粉体混合设备轴端密封装置，设于设备腔体端板（4）处的主轴（1）上，其特征在于：包括横截面均为锥形的静密封环（2）和动密封环（3），静密封环的外径大于动密封环的外径，静密封环间隙套于主轴上且其大开口端与腔体端板内壁固接，动密封环固定套装在腔体端板与静密封环之间的主轴上，动密封环的大开口端朝向腔体端板布置，在腔体端板与动密封环间设有若干相互啮合布置的第一迷宫密封齿（41）和第二迷宫密封齿（31），在动密封环的外壁与静密封环的内壁间设有若干相互啮合布置的第三迷宫密封齿（32）和第四迷宫密封齿（21），在静密封环的大开口端上开有朝下布置的物料回流孔（22），在静密封环与主轴间设有第一骨架油封（5），在主轴上间隙套装有与腔体端板外壁固接的密封座（6），在密封座与主轴间设有第二骨架油封（7），在动密封环大开口端设有沿其径向外延的环翼（33），第二迷宫密封齿布置在环翼面向腔体端板的一侧上，第三迷宫密封齿布置在环翼面向静密封环的一侧上，所述静密封环由上、下两个半体连接组成，所述物料回流孔位于下半体上大开口端的底部。

2.根据权利要求1所述的粉体混合设备轴端密封装置，其特征在于：第三迷宫密封齿和第四迷宫密封齿均呈朝对应密封环小开口端布置的弯曲状。

3.根据权利要求1所述的粉体混合设备轴端密封装置，其特征在于：第一迷宫密封齿和第二迷宫密封齿均沿主轴轴向布置。

4.根据权利要求1所述的粉体混合设备轴端密封装置，其特征在于：第一迷宫密封齿和第二迷宫密封齿间、第三迷宫密封齿和第四迷宫密封齿间均为间隙配合。

5.根据权利要求1所述的粉体混合设备轴端密封装置，其特征在于：所述动密封环由中心对称的两个半体连接组成。

6.根据权利要求1所述的粉体混合设备轴端密封装置，其特征在于：所述密封座由中心对称的两个半体连接组成。

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

S1、将动密封环（3）固定套装在主轴（1）上并保证动密封环上的第二迷宫密封齿（31）与腔体端板（4）上的第一迷宫密封齿（41）相互间隙啮合布置；

S2、将第一骨架油封（5）装入静密封环（2）上的骨架油封槽内，且第一骨架油封与主轴（1）外圆为过盈配合；

S3、将第一骨架油封和静密封环一起套装在主轴上，将静密封环的大开口端与腔体端板焊接，并保证物料回流孔（22）朝下且静密封环上的第四迷宫密封齿（21）与动密封环上的第三迷宫密封齿（32）相互间隙啮合布置；

S4、将第二骨架油封（7）装入密封座（6）上的骨架油封槽内，且第二骨架油封与主轴外圆为过盈配合；

S5、将密封座装入主轴上并与腔体端板固接，最终形成完整的轴端密封装置。

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