CN201687937U - 配置有两组轴承的搅拌器用机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配置有两组轴承的搅拌器用机械密封，该机械密封包括由锁紧部件锁紧在传动轴上的动环座套，在动环座套的轴向上依次连接的密封箱、轴承箱和轴承压盖；密封箱内设有由动环和静环组成的主密封、由动环密封圈和静环密封圈组成的辅助密封、密封箱底面与静环端面之间的弹簧；轴承箱内设有一组向心球轴承，动环座套上、位于轴承盖箱的外端和密封箱的外端内均设有骨架油封；动环座套上、位于轴承箱内还设有一组轴向推力球轴承。本实用新型机械密封克服了由于搅拌器轴工作时所产生的推向电机方向的轴向推力造成锁紧部件松动、密封失效或轴与动环座套同时发生移动，从而会引起动、静环压溃损坏的缺陷，从根本上解决了目前搅拌器机械密封使用寿命短的技术问题。

Description

配置有两组轴承的搅拌器用机械密封

技术领域

本实用新型涉及一种机械密封装置，尤其涉及一种搅拌器用机械密封。

背景技术

当今世界各国对SO₂排放高度重视，我国面临的SO₂排放形势也很严峻，国务院在“十一五”规划纲要中明确提出：“加快现有燃煤电厂脱硫设施建设，新建燃煤电厂必须根据排放标准安装脱硫装置，推进钢铁、有色化工、建材等行业二氧化硫污染治理”。

我国从20世纪90年代开始，在新建燃煤电厂引进国外先进的烟气脱硫技术和装置，主要采用了石灰石/石膏-湿法脱硫装置。过去我国的烟气脱硫技术主要依靠引进，近几年，我国开展了脱硫系统进口设备国产化的工作，脱硫设备配套的各种泵用、搅拌器用机械密封的国产化工作也相继开展了。

石灰石吸收塔的工艺过程是：塔底部的石灰石浆液被吸收塔系统的侧搅拌器的叶片搅拌，石灰石浆液被石灰石浆液循环泵抽送到石灰石吸收塔的上部和工艺水混合经密布的喷头向下喷洒，锅炉燃烧的煤所产生的烟气通过烟道进入吸收塔的中部，烟气向上涌动，循环浆液雾滴与烟气逆流接触，洗涤烟气中的SO₂、SO₃、HF、HCl、粉尘等有害物，浆液中的碳酸钙与SO₂反应，生成亚硫酸钙。烟气中的SO₂与碱性脱硫剂作用，产生的脱硫副产物不断被分离出来，烟气得以净化，脱硫并除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔、进入烟气系统。

吸收塔浆池在吸收塔的下半部，这部分所起到的是吸收塔反应区的作用，向收集的浆液中喷射空气，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，并生成石膏晶体。吸收塔浆池配置四台搅拌器起到了保持浆液中固体颗粒的悬浮和强化氧化反应作用。吸收塔配置的搅拌器向下倾斜侧置，搅拌轴的长度有2～3米，轴伸入吸收塔内长度1米左右，由于搅拌叶片在石灰石浆液中的搅动产生了很大的轴向推力、同时伴有震动现象发生，所以使得安装在搅拌器靠叶轮侧的机械密封装置处在运转精度很差的工作环境中，导致了机械密封的工作寿命得不到保障。

现有技术中，搅拌器生产商为搅拌器配套的机械密封，基本上都是配置有一个轴承，如图1所示，其主密封是整体的动环和静环，动环114装上O型圈113镶入到动环座套111上，动环座套的内径处有一个O型圈112起到与轴的密封作用。静环115背部装有推环108，两者靠止口定位。它们穿过端盖105上的O型圈109抵在装于端盖底面小孔中的弹簧107上，由传动螺钉116将其与端盖105组合定位，静环是不旋转的，在弹簧力的推动下，静环端面与动环端面处于贴合状态。端盖的外端装有轴承104、轴承外侧装有轴承压盖102、压盖内径处装有油封117起到防尘作用。动环座套的外端槽中插入了限位板118将弹簧107压缩定位，尾端的锁紧装置101组合将起到与轴锁紧定位的作用，形成了一个集装式机械密封。

当将上述结构的机械密封装配到侧搅拌器上时，先将集装式机械密封用螺栓与搅拌器法兰相连接，搅拌器工作时、锁紧装置101与动环座套111及动环114一起转动，动环114与静环115端面相互滑动，在合理的弹簧力与介质压力作用下保持贴合状态，阻止介质通过密封面泄漏至内径处的动环座轴套的外表面、再延轴向和径向漏出，实现了主密封的功能。而几个O型圈则充当了副密封的角色，它们是成套机械密封不可缺少的部分。因搅拌器结构设计为搅拌轴有大于1/3轴长部分伸入至脱硫吸收塔的容腔内，叶片在吸收塔的石灰石浆液中进行搅拌，它会产生很大的轴向推力，会给轴一个较大的向外移动的力量，加之搅拌叶片引起的震动，轴承装置也不可靠了，一种可能是动环座套上的锁紧装置会随时间的推移而产生松动。这时动环座套就会松脱，弹簧力释放了，动、静环贴合面打开了，介质泄漏、密封失效。二是轴的外窜就造成动环推动静环表面向外侧移动，移至静环背部与端盖底面接触、再移动则产生刚性接触、直至将动环(脆性材料)压碎，这个移动量只要有3-4毫米就会发生，此时密封完全失效，介质大量连续泄漏，这将是个大事故、也是工业现场绝对不允许的。

综上，使用具有一个轴承的机械密封的侧搅拌器，对搅拌器的运转精度要求较高，若运转精度差的搅拌器设备使用只有一个轴承的机械密封，其机械密封的使用寿命很短，使用寿命较长的也不过7、8个月，而使用寿命最短的甚至不足一周。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提供一种配置有两组轴承的搅拌器用机械密封，克服了由于搅拌器轴工作时所产生的推向电机方向的轴向推力造成轴与动环座套发生移动，首先是导致锁紧装置承受较大的轴向力会产生松动，造成锁紧失效、密封泄漏的缺陷；若锁紧有效则会引起动、静环压溃损坏的缺陷，从根本上解决了目前搅拌器机械密封使用寿命短的技术问题，

为了解决上述技术问题，本实用新型配置有两组轴承的搅拌器机械密封予以实现的技术方案是，该机械密封包括由锁紧部件锁紧在传动轴上的动环座套，在所述动环座套的轴向上依次连接的密封箱、轴承箱和轴承压盖；所述密封箱内设有由动环和静环组成的主密封、由动环密封圈、动环座套上的密封圈和静环密封圈组成的辅助密封、所述密封箱底面与静环端面之间的弹簧；所述轴承箱内设有一组向心球轴承，所述动环座套上、位于轴承箱的外端和密封箱的外端内均设有骨架油封；所述动环座套上、位于所述轴承箱内还设有一组轴向推力球轴承。

本实用新型配置有两组轴承的搅拌器用机械密封，其中，所述锁紧部件包括套在动环座套上的斜面紧圈，所述斜面紧圈上设置有第一锁紧套和第二锁紧套，所述第一锁紧套和所述第二锁紧套之间设有紧固螺钉。所述轴向推力球轴承一端与轴承箱上的一台阶端面接触，另一端设置有锁母套和径向顶丝，所述轴承箱与所述轴向推力球轴承的接触端面上均布有多个弹簧孔，所述弹簧孔内均轴向地设置有推力弹簧，所述径向顶丝顶紧在动环座套上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的机械密封中配置有两组轴承，其中：一组是向心球轴承主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷，另外一组是轴向推力球轴承，用来承受单向轴向载荷。本实用新型机械密封用在搅拌器中，尤其是用在燃煤电厂脱硫系统吸收塔侧搅拌器中能适应搅拌器轴因叶轮搅动高浓度的石灰石浆液所产生的较大的轴向推力和径向震动力，从而保证搅拌器可靠的工作状态。经过试验证明本实用新型机械密封可以安全可靠的使用8000小时以上。本实用新型机械密封可以广泛地应用于燃煤电厂、石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的石灰石吸收塔等用于进行石灰石浆液搅拌的侧搅拌器中配套使用。也可适用于其它搅拌器用机械密封。

附图说明

图1是现有技术中一种搅拌器用机械密封结构示意图；

图2是本实用新型配置有两组轴承的搅拌器用机械密封结构示意图。

图中：

1.紧固螺钉        2.垫圈           3.第一锁紧套      4.紧圈

5.第二锁紧套      6、33.螺栓       8.轴承压盖        9、17.骨架油封

10.向心球轴承     13.轴向推力轴承  11、21、24、25、26.密封圈

12.轴承箱         14.锁母套        15.径向顶丝       18.密封箱

19、30.弹簧       20.静环          22.动环           27.动环座套

29.传动螺钉       32.限位板

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。

如图2所示，本实用新型配置有两组轴承的搅拌器用机械密封，包括由锁紧部件锁紧在传动轴上的动环座套27，所述锁紧部件包括套在动环座套27上的斜面紧圈4，所述斜面紧圈4上设置有第一锁紧套3和第二锁紧套5，所述第一锁紧套3和所述第二锁紧套5之间设有紧固螺钉1，所述锁紧部件将动环座套27锁固在传动上，使之与轴一起旋转。

在所述动环座套27的轴向上依次连接的密封箱18、轴承箱12和轴承压盖8。

所述密封箱18内设有由动环22和静环20组成的主密封，而且，由动环密封圈24、动环座套上的密封圈26和静环密封圈21组成了该机械密封的的辅助密封、所述密封箱18底面与静环20端面之间的弹簧19；其中，动环22装上一个O型圈(即：动环密封圈24)镶入到动环座套27上，动环座套27的内壁上设有两个O型圈(即：动环座套上的密封圈26)起到与传动轴的密封作用；静环20穿过密封箱18上的O型圈(即：静环密封圈21)抵在装于密封箱18底面小孔中的弹簧19上，由传动螺钉29将其与密封箱18连体，静环20是不旋转的、在弹簧19的推动下，静环20的端面与动环22的端面处于贴合状态。当机械密封工作时，动环22与静环20之间的端面相互滑动，在合理的弹簧力与介质压力作用下，保持动环22和静环20的贴合态，可以阻止介质通过密封面泄漏至动环22和静环20的内腔处，杜绝了介质延轴向和径向漏出，从而实现了主密封的功能。其中，几个O型圈21、24、25、26则充当了辅助密封的角色，它们是成套机械密封不可缺少的部分。

密封箱12的后端装有轴承箱12和轴承压盖8，用螺栓6将轴承箱12与密封箱18组合成一体。轴承压盖8的外端装有限位板32，该限位板32内端插入到动环座套27的槽内，并用螺栓33将其固定在轴承压盖8上，使成套的机械密封被集装。

所述轴承箱12内设有一组向心球轴承10，所述动环座套27上、位于轴承盖箱12的外端设有骨架油封9起到防尘的作用，密封箱内的骨架油封17则起到万一当主密封泄漏时，防止漏液侵入到轴承内部的作用，漏液应从排泄口直接排出(是图2中所示位于密封箱下端的螺栓孔)。

为了防止装配误差或轴的窜动造成轴承珠子的脱位、轴承失效损坏，从而导致的成套密封的失效，在所述动环座套27上、位于所述轴承箱12内还设有一组轴向推力球轴承13，根据需抵制的轴向力大小，采用数个推力弹簧30来达到功能的需要，同时考虑到该轴向推力球轴承的定位和传动，采用锁母套14定位，并利用径向顶丝15传动，即：所述轴向推力球轴承13一端与轴承箱上的一台阶端面接触，另一端设置有锁母套14和径向顶丝15，所述轴承箱12与所述轴向推力球轴承13的接触端面上均布有多个弹簧孔，所述弹簧孔内均轴向地设置有推力弹簧30，所述径向顶丝15顶紧在动环座套27上。

通常，搅拌器机械密封在搅拌叶轮过大的向外轴向推力的作用下，会产生轴的外窜，从而给动环座套的锁紧部件增加了额外的不该有的轴向力的负担，使其功能寿命缩短，而后其锁紧功能丧失，密封面打开，最终密封失效。或是轴的外窜造成动环22推动静环20表面向外侧移动，移至静环背部与密封箱底面接触、至产生刚性接触、将动环(脆性材料)压碎，此时密封会完全失效，造成介质大量的连续泄漏。本实用新型的机械密封在考虑了成套机械密封轴向长度允许的前提下，配置了两组轴承，一组是主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷的向心球轴承，另外一组是能承受单向轴向载荷的轴向推力球轴承。通过这两个轴承的综合作用，使该机械密封适应了搅拌器轴因叶轮搅动高浓度的石灰石浆液所产生的较大的轴向推力和径向震动力，从而保证了机械密封及搅拌器的可靠工作状态。

尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种配置有两组轴承的搅拌器用机械密封，包括由锁紧部件锁紧在传动轴上的动环座套(27)，在所述动环座套(27)的轴向上依次连接的密封箱(18)、轴承箱(12)和轴承压盖(8)；所述密封箱(18)内设有由动环(22)和静环(20)组成的主密封、由动环密封圈(24)、动环座套上的密封圈(26)和静环密封圈(21)组成的辅助密封、所述密封箱(18)底面与静环(20)端面之间的弹簧；所述轴承箱(12)内设有一组向心球轴承(10)，所述动环座套(27)上、位于轴承箱(12)的外端和密封箱(18)的外端内均设有骨架油封(9、17)；其特征在于：所述动环座套(27)上、位于所述轴承箱(12)内还设有一组轴向推力球轴承(13)。

2.根据权利要求1所述配置有两组轴承的搅拌器用机械密封，其特征在于：所述锁紧部件包括套在动环座套(27)上的斜面紧圈(4)，所述斜面紧圈(4)上设置有第一锁紧套(3)和第二锁紧套(5)，所述第一锁紧套(3)和所述第二锁紧套(5)之间设有紧固螺钉(1)。

3.根据权利要求1所述配置有两组轴承的搅拌器用机械密封，其特征在于：所述轴向推力球轴承(13)一端与轴承箱上的一台阶端面接触，另一端设置有锁母套(14)和径向顶丝(15)，所述轴承箱(12)与所述轴向推力球轴承(13)的接触端面上均布有多个弹簧孔，所述弹簧孔内均轴向地设置有推力弹簧(30)，所述径向顶丝(15)顶紧在动环座套(27)上。

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