CN116272740A - 一种用于搅拌化学介质的搅拌机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，包括搅拌轴和定位座，所述搅拌轴包括上搅拌轴、中搅拌轴和下搅拌轴，所述定位座固定连接于釜体顶部的法兰盖底部，与之形成定位槽；所述上搅拌轴贯穿于所述定位座，并固定安装有定位环，该定位环位于所述定位槽内；所述上搅拌轴和下搅拌轴分别连接于所述中搅拌轴的上下两端。本发明设计合理，结构简单能解决维修保养和更换机封的时候，搅拌轴落入釜内无法定位的问题。釜用干气密封无接触运行，延长了设备使用时间；中间搅拌轴的设计让维护保养更容易（以前只有上下搅拌轴，轴太长，损坏后修复困难，重新做周期长且价格贵）。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体讲是一种用于搅拌化学介质的搅拌机构。
背景技术
原化工设备反应釜搅拌器采用单端面机封进行密封，使用时间短，设备老化，并且在维修保养和更换机封的时候，搅拌轴落入釜内无法定位的问题；维护保养长轴费用较高的问题。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种设计合理，结构简单用于搅拌化学介质的搅拌机构，该搅拌机构能解决维修保养和更换机封的时候，搅拌轴落入釜内无法定位的问题。具体的，一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，包括搅拌轴和定位座，
所述搅拌轴包括上搅拌轴、中搅拌轴和下搅拌轴，
所述定位座固定连接于釜体顶部的法兰盖底部，并与之形成定位槽；
所述上搅拌轴贯穿于所述定位座，并固定安装有定位环，该定位环位于所述定位槽内；
所述上搅拌轴和下搅拌轴分别连接于所述中搅拌轴的上下两端。
可选的，所述化学介质是聚四氢呋喃。
并且本发明重新设计法兰盖板，与釜顶进行焊接，作为机封和搅拌轴的安装定位支撑；同时选用双端面干气密封作为釜顶的密封结构，实现机械密封无接触运转，延长机械密封使用时间，减少了维护保养的时间，其次采用了中间搅拌轴，使维护保养更容易，降低了维护费用。
具体的，所述定位座通过法兰盖固定连接于所述釜体顶部，该法兰盖焊接与所述釜体。
可选的，所述上搅拌轴贯穿于所述法兰盘并安装有机械密封，该机械密封与法兰盘连接并位于该法兰盘的开口上方。
可选的，因为釜内产品不允许进入杂质和任何液体，为了保证产品的纯度和品质，因此所述机械密封为双端面干气密封是最佳选择；
具体的，所述双端面干气密封包括密封腔、轴套、动环和静环，
所述轴套通过传动环和紧定螺钉安装于所述上搅拌轴，随上搅拌轴转动；
所述密封腔安装于所述轴套的外围，固定连接于所述法兰盘，在所述密封腔与轴套之间安装有两个对称布置的静环，其中下端的静环通过下静环座安装于轴套的下端，在两个所述静环的内侧均通过动环座安装有动环，两个所述动环之间设置有让动环与静环贴合的弹簧，该动环座与动环之间通过传动销传动；
所述密封腔的内部形成有干气密封室，该干气密封室具有进气口和出气口，其中进气口位于下端的静环上方，所述出气口位于上端的静环下方。
可选的，两个所述静环的端面开设有数个呈圆周阵列排布的R形槽，该R形槽包括小头封闭端和扩散敞口端，其中小头封闭端靠近圆心，所述扩散敞口端延伸至外缘。
可选的，在所述密封腔的上端固定连接有油封座，在油封座与轴套之间设置有骨架油封，该骨架油封的下方具有位于油封座的防尘环。在油封座的外圆安装有油杯，用来给轴承注脂。可选的，在所述油封座的上方固定安装有轴承座，该轴承座与所述轴套之间安装有轴承；
在所述轴承座的上方固定安装有轴承盖，在轴承盖与轴套之间设置有骨架油封，在所述轴承盖的上方固定安装有位于骨架油封上方的定位板，该定位板卡合于所述轴套；
在所述轴承盖的上方安装有吊环。在轴承盖的上方还安装有油杯和用来在注脂的时候排气的排气孔，以保证油脂注满腔体。
采用双端面机械密封的特点是有二级机封，当其中一级机封发生泄漏时，另一级机封还可以使用，可以让设备继续运行，待运行结束再更换机封，以使设备内介质不外溢，保证了设备和环境的安全。也避免了因机封失效造成反应中止，给用户带来损失。（因为一般设备内的介质有毒有害，不能外泄；其次，釜内产品价格比较贵，如果停车，此时反应还未终止，釜内产品全部报废，造成损失）
采用干气密封的特点是动静环无接触运行，可以长周期运行，密封气采用氮气，可以保证洁净，就是泄漏也不会对环境和介质造成危害和影响。
可选的，所述上搅拌轴的下部、中搅拌轴和下搅拌轴位于釜体内，在所述下搅拌轴的下部连接有搅拌组件，所述上搅拌轴的上端与位于釜体顶部的动力组件连接。
可选的，所述搅拌组件包括两个扣合于所述下搅拌轴的轮毂，两个所述轮毂通过螺栓组件连接，其中一个所述轮毂通过键和紧定螺钉安装于所述下搅拌轴，另一个所述轮毂通过紧定螺钉安装于所述下搅拌轴，在该轮毂的外侧固定安装有搅拌叶。
所述轮毂采用剖分式结构，一是便于安装，二是便于维修。两个轮毂通过螺栓组件拉紧，可以保证与轴紧固到位，如果是一体式，在釜内安装要对中轴，且由于有配合尺寸，常常需要借助工具，很难安装。其次，一体式的出现配合间隙大了以后，不利于搅拌叶的工作，此时维修就比较麻烦，而剖分式的则可以通过紧固螺栓就可以延长几倍的使用时间。
本发明新设计的搅拌器结构，安装方便、使用可靠，减少了维修频次和现场环境污染，提高了设备的使用寿命，保证了生产的顺利进行。其中釜用的干气密封无接触运行，延长了设备使用时间；中间搅拌轴的设计让维护保养更容易。
附图说明
图1是本发明的装配示意图；
图2是图1中M的局部放大示意图；
图3是所述搅拌组件的结构示意图；
图4是所述双端面干气密封的装配示意图；
图5是图3中A向所指上端的静环端面的示意图；
图6是图3中B向所指下端的静环端面的示意图；
图7是所述R形槽的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-图7对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
原化工设备反应釜搅拌器采用单端面机封进行密封，使用时间短，设备老化，并且在维修保养和更换机封的时候，搅拌轴落入釜内无法定位的问题。维护保养长轴费用较高的问题。
基于上述原因，本次针对现有的反应釜，做出搅拌器的全新设计和制造，利用原有的电机、减速机、联轴器和机架，对搅拌器的结构进行优化设计，满足现有工况，实现搅拌器的连续工作，提供了一种用于搅拌化学介质的搅拌机构。为了利于检修，在上下搅拌轴之间增加了中间轴，在上搅拌轴设计了定位环，解决了维修保养和更换机封的时候，搅拌轴落入釜内无法定位的问题；重新设计法兰盖板，与釜顶进行焊接，作为机封和搅拌轴的安装定位支撑；同时选用双端面干气密封作为釜顶的密封结构，实现机械密封无接触运转，延长机械密封使用时间，减少了维护保养的时间。
具体的，一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，如图1所述，包括搅拌轴、搅拌器、机械密封和釜顶连接的法兰盖组成。
搅拌轴分成三部分：上搅拌轴16、下搅拌轴15和中间搅拌轴12，上搅拌轴16用于安装釜用干气密封1并通过联轴器和设备上端的减速机相连；下搅拌轴15用于安装搅拌器组件14；为了便于检修，我们设计了中间搅拌轴12，中间搅拌轴12通过数个六角螺栓+弹垫+螺母将上搅拌轴16、下搅拌轴15连接成一个整体搅拌轴。
定位座6通过数个弹垫7+六角螺栓8与法兰盖5固定在一起，法兰盖通过焊接与釜顶连接成为一个整体，用来支撑和定位釜用干气密封1和整体搅拌轴；在安装釜用干气密封1时，须将上搅拌轴16与上端减速机连接的联轴器断开，此时搅拌轴将下落进入釜内，造成整个搅拌轴无法定位，为了避免这种情况，我们特意在上搅拌轴位于法兰盖5内，定位座6上的位置设计了定位环3，定位环3由卡在上搅拌轴16卡槽内的挡圈2卡住定位后，通过数个紧定螺钉4紧固在上搅拌轴16上，这样当搅拌轴落下时，定位环就落在了定位板上，整个搅拌轴得以定位且不会下落。
搅拌器组件14通过轮毂14.9和键13与下搅拌轴15连接，然后通过数个螺母14.7+弹垫14.8+六角螺栓14.10将轮毂上紧，最后固定紧定螺钉14.6，将轮毂14.9固定在下搅拌轴15上；将数个长叶片14.1通过数个螺母14.2+弹垫14.3+六角螺栓14.4与轮毂14.9上焊接的数个短叶片14.5固定，这样搅拌器组件14就安装到下搅拌轴15上了。
釜用干气密封1通过法兰盖5的止口和上搅拌轴16定位，通过机封与法兰盖5和上搅拌轴16接触的O形圈密封，通过数个双头螺柱17+弹垫18+螺母19固定在法兰盖5上，当搅拌器运行时，对釜内介质实现密封，防止介质外溢，保护现场环境，保障生产进行。
所述釜用干气密封1包括下端的静环1.22的下静环座1.10，有氮气进出口的密封腔1.8，有泄漏观察孔的油封座1.7，安装轴承1.4的轴承座1.3，安装骨架油封的轴承盖1.2以及安装动环1.20的轴套1.19组成，轴承盖1.2、轴承座1.3、油封座1.7和密封腔体1.8通过数个内六角螺钉1.17+弹垫1.18连接成一个整体，下静环座1.10由防转销和挡环1.11定位，通过O形圈安装在密封腔1.8下端。下端的静环1.22通过防转销和O形圈安装在下静环座1.10内；静环1.22通过O形圈和防转销安装在密封腔1.8上端；上下两端的动环1.20通过传动销与动环座1.9相连，动环座1.9通过传动销和O形圈与轴套1.19相连，上下两端的动环1.20之间有通过轴套孔的数个弹簧1.21，保证了上下两端的动环1.20对上下端的静环1.22的补偿和追随；动环1.20在密封面设计了数个深度在微米级的螺旋槽，在运行时通过密封腔1.8进入的氮气通过动环1.20密封端面开设的螺旋槽进入动静环之间，使得动静环产生了微米级的间隙，实现无接触运行；在机封上端有安装了轴承1.4的轴承座1.3，轴承的支撑可以很好保证机封处的轴向跳动，改善机封运行环境，延长机封运行寿命；在轴承座的下端是安装了骨架油封的油封座1.7，同时在上端的静环1.22和骨架油封之间，在轴套1.19上设计了一个防尘环1.6，通过O形圈与轴套密封，防止一些细小杂质和润滑脂外漏对机械密封的影响，（由于干气密封的间隙是微米级，因此不能有液体和杂质进入）同时在油封座上还开设了注脂孔，安装了油杯1.5，用于对轴承进行补脂，防止轴承温度过高或者干摩擦造成损坏；在轴承盖上有骨架油封防止脂外漏，同时也开设了排气孔，安装了油杯1.16，用于注脂时进行排气，以保证脂能注满轴承腔体；在轴承盖上端通过数个内六角螺钉1.13固定了数个卡在轴套1.19卡槽内的定位板1.12，定位板可以保证动静环之间弹簧1.21的压力恰到好处；在轴套1.19的上端还设计了传动环1.14，通过数个紧定螺钉1.15与轴套1.19连接。
如图5和图6所示，上端的静环和下端的静环采用如图所述的安装方式。
整个搅拌器结构，由上搅拌轴1.16上端的联轴器连接了电机和减速机，电机启动带动整个搅拌轴，下搅拌轴1.15上的搅拌器组件随之转动，长叶片14.1对介质进行搅拌，釜用干气密封1通过进入氮气实现上下端动静环的无接触运行，实现对介质的密封。整套搅拌器结构合理且易于维修保养，实现了设备的长周期运行。
实际装配中，先将法兰盖与釜口和原减速机轴找正后进行焊接，然后在釜内将定位板通过六角螺栓和弹垫安装到法兰盖上，上搅拌轴从釜内伸出后用挡圈将定位环定位后紧固紧定螺钉，将上搅拌轴放下，在釜内将中间搅拌轴与上搅拌轴连接，再将下搅拌轴连接，搅拌器组件先不安装长叶片，先固定在下搅拌轴上后再安装长叶片。釜用干气密封是集装式，将其通过上搅拌轴，安装在法兰盖止口内，用双头螺柱、弹垫和螺母固定，然后将上搅拌轴通过联轴器与减速机相连，此时再紧固传动环内的紧定螺钉，静机封轴套固定，最后取下定位板。此时将釜用干气的氮气进出口连接到辅助系统上，将氮气通入机械密封内，整个搅拌器安装完毕。
在一些实施例中，如图7所示，两个所述静环的端面开设有数个呈圆周阵列排布的R形槽，该R形槽包括小头封闭端1221和扩散敞口端1222，其中小头封闭端靠近圆心，所述扩散敞口端延伸至外缘。
干气密封的密封环槽形设计一直是一个研发热点，而国内大多数企业的槽形都是对国外专利槽形的模仿，并没有自身的技术，针对这种情况，本发明提供了一种新型的干气密封环（即静环），由开有密封槽（即R形槽）的密封环构成，密封环一侧（与动环接触侧）开有从内向外（即从小头封闭端至扩散敞口端）由深到浅的密封槽（即R形槽），密封槽靠近中心的端部设有与密封槽连通的环型气室（即小头封闭端），使流体在增加的环型气室形成涡流，同时密封槽深度从外向内是由深到浅的，使流体在泵入环型气室时压力逐渐增大，使密封环更容易悬浮。
上述的槽形设计具有以下优点：
①浮需要的密封压力更低（压力≥0.1MPa），转速更低（线速度≥2m/s）
②膜刚度更大；
③浮比以前早，避免擦伤密封环表面；
④低速运转时，运行更稳定；
⑤于周向气膜更长，气膜压力更均匀。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：包括搅拌轴和定位座，
所述搅拌轴包括上搅拌轴、中搅拌轴和下搅拌轴，
所述定位座固定连接于釜体顶部的法兰盖底部，并与之形成定位槽；
所述上搅拌轴贯穿于所述定位座，并固定安装有定位环，该定位环位于所述定位槽内；
所述上搅拌轴和下搅拌轴分别连接于所述中搅拌轴的上下两端。
2.根据权利要求1所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：所述化学介质是聚四氢呋喃。
3.根据权利要求1所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：所述定位座通过法兰盖固定连接于所述釜体顶部，该法兰盖焊接与所述釜体。
4.根据权利要求2所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：所述上搅拌轴贯穿于所述法兰盘并安装有机械密封，该机械密封与法兰盘连接并位于该法兰盘的开口上方。
5.根据权利要求3所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：所述机械密封为双端面干气密封；
所述双端面干气密封包括密封腔、轴套、动环和静环，
所述轴套通过传动环和紧定螺钉安装于所述上搅拌轴，随上搅拌轴转动；
所述密封腔安装于所述轴套的外围，固定连接于所述法兰盖，在所述密封腔与轴套之间安装有两个对称布置的静环，其中下端的静环通过下静环座安装于轴套的下端，在两个所述静环的内侧均通过动环座安装有动环，两个所述动环之间设置有让动环与静环贴合的弹簧，该动环座与动环之间通过传动销传动；
所述密封腔的内部形成有干气密封室，该干气密封室具有进气口和出气口，其中进气口位于下端的静环上方，所述出气口位于上端的静环下方。
6.根据权利要求5所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：两个所述静环的端面开设有数个呈圆周阵列排布的R形槽，该R形槽包括小头封闭端和扩散敞口端，其中小头封闭端靠近圆心，所述扩散敞口端延伸至外缘。
7.根据权利要求5所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：在所述密封腔的上端固定连接有油封座，在油封座与轴套之间设置有骨架油封，该骨架油封的下方具有位于油封座的防尘环；在油封座的外圆安装有用于为轴承注脂油杯。
8.根据权利要求6所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：在所述油封座的上方固定安装有轴承座，该轴承座与所述轴套之间安装有轴承；
在所述轴承座的上方固定安装有轴承盖，在轴承盖与轴套之间设置有骨架油封，在所述轴承盖的上方固定安装有位于骨架油封上方的定位板，该定位板卡合于所述轴套；
在所述轴承盖的上方安装有吊环，在轴承盖的上方还安装有油杯。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：所述上搅拌轴的下部、中搅拌轴和下搅拌轴位于釜体内，在所述下搅拌轴的下部连接有搅拌组件，所述上搅拌轴的上端与位于釜体顶部的动力组件连接。
10.根据权利要求9所述一种用于搅拌化学介质的搅拌机构，其特征在于：所述搅拌组件包括两个扣合于所述下搅拌轴的轮毂，两个所述轮毂通过螺栓组件连接，其中一个所述轮毂通过键和紧定螺钉安装于所述下搅拌轴，另一个所述轮毂通过紧定螺钉安装于所述下搅拌轴，在该轮毂的外侧固定安装有搅拌叶。
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| CN202310316932.6A Pending CN116272740A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 一种用于搅拌化学介质的搅拌机构 |
Country Status (1)
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-
2023
- 2023-03-29 CN CN202310316932.6A patent/CN116272740A/zh active Pending
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