CN208711482U - 一种侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，包括动力单元、搅拌轴、搅拌叶轮、机械密封组件，动力单元为永磁直驱同步电机，永磁直驱同步电机可拆式连接支撑套，支撑套的另一端连接脱硫塔浆液罐体的侧壁，永磁直驱同步电机的动力输出轴通过联轴器连接搅拌轴；支撑套上设有联轴器拆装口、机械密封组件检修口；在永磁直驱电机的壳体内所述动力输出轴的一端安装有第一轴承，动力输出轴的另一端安装有第二轴承；在脱硫塔浆液罐体内所述搅拌轴上安装有搅拌叶轮。本实用新型动力单元直接与搅拌轴联接，减少动力单元设备和附件，减少能量传递的消耗，提高能量利用率，提高设备的稳定性和可靠性，提高动力单元工作效率，实现搅拌设备节能减排的目的。

Description

一种侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置

技术领域

本实用新型属于搅拌技术领域，特别是涉及一种侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置。

背景技术

火电燃煤脱硫系统大型脱硫塔浆液罐为保证内部浆液不沉积，需要在罐体下部的侧壁上加装侧进式搅拌设备，这种搅拌设备要求的输出转速基本都在100～300转/分之间，目前国内外搅拌设备配备的驱动装置为减速机+电机调速或通过皮带轮调整电机转速，其驱动装置输出转速为定值，不能根据现场情况而调整搅拌轴速度，故不能完全适应现场各种使用要求。现有的搅拌装置具有附件多，输出转速不可调整，能量损耗大，搅拌器驱动部分维护保养繁琐，2～6个月视磨损情况需要更换皮带，每1个月需要检查加注润滑油等等，浪费大量的人力物力。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、体积小、安装使用方便、动力单元直接与搅拌轴联接，减少动力单元设备和附件，减少能量传递的消耗，提高能量利用率，提高设备的稳定性和可靠性，提高动力单元工作效率，实现搅拌设备节能减排的目的，在使用中可实现变频调速且节能效果明显的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，包括动力单元、与动力单元连接的搅拌轴，安装在搅拌轴端部的搅拌叶轮，所述搅拌叶轮位于脱硫塔浆液罐体内，搅拌轴与脱硫塔浆液罐体之间设有机械密封组件，其特征在于：所述动力单元为永磁直驱同步电机，所述永磁直驱同步电机的壳体法兰通过紧固螺栓可拆式连接支撑套，所述支撑套的另一端连接脱硫塔浆液罐体的侧壁，所述支撑套的两端分别设有法兰盘；在支撑套内所述永磁直驱同步电机的动力输出轴通过联轴器连接搅拌轴，在支撑套内所述联轴器靠近永磁直驱同步电机侧；上述的动力输出轴、联轴器、支撑套以及搅拌轴的中心位于同一轴线上；支撑套上对应联轴器位置设有联轴器拆装口、对应机械密封组件位置设有机械密封组件检修口；在所述永磁直驱电机的壳体内所述动力输出轴的一端安装有用于克服轴向和径向力的第一轴承，动力输出轴的另一端安装有用于克服径向力的第二轴承，其中所述第二轴承位于动力输出轴的动力输出端，第一轴承位于动力输出轴的另一端；所述搅拌轴穿过支撑套的另一端伸入脱硫塔浆液罐体内；在脱硫塔浆液罐体内所述搅拌轴上安装有搅拌叶轮。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

所述联轴器包括与动力输出轴连接的第一联轴节、与搅拌轴连接的第二联轴节，所述第一联轴节和第二联轴节之间设有配合的定位止口；第一联轴节的连接法兰和第二联轴节的连接法兰通过螺栓紧固连接；其中所述第一联轴节套装在动力输出轴上，动力输出轴上设有第一联轴节定位台阶；在第一联轴节内设有第一压装台阶，所述第一压装台阶上安装有第一压板，所述第一压板通过紧固螺栓安装动力输出轴的端部；所述第二联轴节采用开口式联轴节，第二联轴节套装在搅拌轴上，并通过紧固螺栓抱紧搅拌轴，所述搅拌轴上设有第二联轴节定位台阶，所述第二联轴节内设有第二压装台阶，所述第二压装台阶上安装有第二压板，所述第二压板通过紧固螺栓安装在搅拌轴的端部。

所述第一联轴节和第二联轴节之间的定位止口的配合间隙为-0.20～0.30mm。

支撑套的外壁对称设有用于固定防尘罩和/或者底部支架的安装座，所述安装座上设有安装孔。

所述机械密封组件包括密封装置、密封座以及密封罩杯，所述密封装置位于支撑套内，并通过紧固件固定安装在支撑套的内端面上，在脱硫塔浆液罐体与支撑套的搅拌轴安装孔安装有密封座，所述密封座在朝向脱硫塔浆液罐体方向设有锥形密封面；所述密封罩杯套装在搅拌轴上，所述搅拌轴上设有密封罩杯定位台；所述密封罩杯与密封座的锥形配合面上设有至少设有一道凹槽，所述凹槽内设有密封圈；当需要检修机械密封组件时，通过一个外力使搅拌轴向着动力单元方向移动，密封罩杯的密封圈与密封座的锥形密封面贴合，形成检修密封结构。

所述永磁直驱同步电机的控制器上至少设有与外设通讯用的CAN、RS485、PROFBUSDP的通讯接口。

所述支撑套的两端的法兰盘中连接脱硫塔浆液罐体的侧壁的法兰盘的外径大于等于连接永磁直驱电机的法兰盘。

所述永磁直驱电机上搭载有变频器。

所述第一轴承选用能克服轴向和径向力的轴承。

所述第二轴承选用能克服径向力的轴承。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点：

1、本实用新型动力单元采用永磁直驱同步电机，传统的驱动装置大都使用减速机与电机，依靠皮带轮与皮带传动，依靠定位板固定连接，连接部件较多，安装精度不好保证，众所周知部件越多故障率越高、能量消耗也越大，而永磁直驱同步电机具有传统驱动装置所有的功能；同时具有零部件少，能量损耗小、体积小，安装方便、故障率、等优点，另外其使用工况范围较广，可以采用悬空设置，也可以根据实际情况安装支架支撑，满足了不同工况的需求。

2、本实用新型采用永磁直驱同步电机替代传统的机械减速驱动装置，使传动系统结构简化，效率提高，安装方便，而且人工无需再进行日常维护，检修，从而节约了大量的人力物力成本，减轻了生产过程中的环境污染。该电机具有以下特点：

3、本实用新型具有高效节能的优点，本实用新型采用的永磁直驱电机能耗达到国际IE4(高于国家一级能耗标准)，与传统驱动系统相比能够大幅度提高系统效率，节约大量电能。经实验室与现场试验，同工况下与传统减速机与电机，依靠皮带轮与皮带传动搅拌器相比，节电达到40％以上。

4、本实用新型具有起动转矩大，过载能力强，传统搅拌设备的起动转矩通常是额定转矩的80％，无法实现系统满载起动，而本发明所使用的直驱电机的起动转矩是额定转矩的220％，当工况需要满载或过载起动时，即可直接起动，避免因堵转、过载而造成的电机损坏，同时极大减轻了操作工人的劳动强度。

5、本实用新型在启动时自我保护能力强，传统搅拌设备启动时瞬间达到需要转速，冲击力大，容易损坏电器或设备部件，本发明是小扭曲启动，从零转速缓慢升至需要转速，避免了因冲击力大给设备造成的损坏。

6、本实用新型在减少日常系统免维护，由于本实用新型不需要减速器，通过控制实现机械软启动，在实际应用中无需更换齿轮油，检修减速箱，节约了使用成本，减低了维护工作量，后期维护只需定时给电机轴承注油1次，实现了真正的免维护。

7、本实用新型可以实现驱动智能化，本实用新型永磁直驱同步电机同时支持CAN、RS485、PROFBUS DP等多种通信接口的接入，可实现与上位机通讯，实现多台设备集中控制运行，可将运行数据传送至地面调度室，实现无人值守，远程控制，在线监控，故障诊断。

8、本实用新型永磁直驱同步电机内动力输出轴的一端安装有用于克服轴向和径向力的第一轴承，动力输出轴的另一端安装有用于克服径向力的第二轴承，其中所述第二轴承位于动力输出轴的动力输出端，第一轴承位于动力输出轴的另一端，这样保证电机输出轴的使用精度和使用寿命。

9、延长产品寿命、降低维护成本，在实际生产过程中对其它零部件的优化设计，例如支撑套、搅拌轴等零部件，在材料方面，零部件设计、制造精度方面，系统集成方面都是高标准严要求减少了应力集中点，提高零部件的强度，从而提高了零部件的寿命，使得整体设备寿命增加，同时将设备的噪音、振动、能耗降至最低。

10、在通用性方面，在上述的叶片的水力性能与制造精度高的前提下，为达到与进口产品的互换性，侧搅拌设备的大部分尺寸与进口零部件产品一致，这样在相同的零部件尺寸条件下，本实用新型产品的安全余量高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是支撑套结构示意图；

图3是联轴器结构示意图；

图4是图1中I部放大图；

图5是永磁直驱同步电机结构示意图。

图中：10、动力单元；11、壳体法兰；12、动力输出轴；13、第一轴承；14、第二轴承；20、搅拌轴；21、第二联轴节定位台阶；22、第二压装台阶；23、密封罩杯定位台；30、搅拌叶轮；31、导翼板；40、机械密封组件；41、机械密封装置；42、密封座；43、密封罩杯；44、紧固件；45、凹槽；46、密封圈；50、支撑套；51、法兰盘；52、法兰盘；53、联轴器拆装口；54、机械密封组件检修口；55、安装座；56、安装孔；60、联轴器；61、第一联轴节；61-1、第一压装台阶；61-2、第一压板；61-3、紧固螺栓；62、第二联轴节；62-1、第二压板；62-2、紧固螺栓；63、定位止口；64、连接法兰；65、连接法兰；66、螺栓；70、脱硫塔浆液罐体。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图5，一种侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，包括动力单元10、与动力单元连接的搅拌轴20，安装在搅拌轴端部的搅拌叶轮30，所述搅拌叶轮位于脱硫塔浆液罐体70内，搅拌轴与脱硫塔浆液罐体之间设有机械密封组件40，所述动力单元10采用结构紧凑、体积小、重量轻的永磁直驱同步电机，所述永磁直驱同步电机的壳体法兰11通过紧固螺栓可拆式连接支撑套50，所述支撑套的另一端连接脱硫塔浆液罐体的侧壁，所述支撑套的两端分别设有法兰盘51、52；在支撑套内所述永磁直驱同步电机的动力输出轴12通过联轴器60连接搅拌轴20，在支撑套内所述联轴器靠近永磁直驱同步电机侧；上述的动力输出轴12、联轴器60、支撑套50以及搅拌轴20的中心位于同一轴线上；支撑套50上对应联轴器位置设有联轴器拆装口53、对应机械密封组件40位置设有机械密封组件检修口54；为保证电机输出轴的使用精度和使用寿命，在所述永磁直驱电机的壳体内所述动力输出轴12的一端安装有用于克服轴向和径向力的第一轴承13，第一轴承优选深沟球轴承、角接触球轴承、球面滚子轴承等、圆锥滚子轴承等；动力输出轴的另一端安装有用于克服径向力的第二轴承14，第二轴承优选圆柱滚子轴承；其中所述第二轴承14位于动力输出轴的动力输出端，第一轴承13位于动力输出轴的另一端；所述搅拌轴20穿过支撑套的另一端伸入脱硫塔浆液罐体内；在脱硫塔浆液罐体内所述搅拌轴上安装有搅拌叶轮30。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

优选的，所述联轴器60包括与动力输出轴连接的第一联轴节61、与搅拌轴连接的第二联轴节62，所述第一联轴节61和第二联轴节62之间设有配合的定位止口63；第一联轴节的连接法兰64和第二联轴节的连接法兰65通过螺栓66紧固连接；其中所述第一联轴节61套装在动力输出轴12上，动力输出轴12上设有第一联轴节定位台阶12-1；在第一联轴节61内设有第一压装台阶61-1，所述第一压装台阶上安装有第一压板61-2，所述第一压板61-2通过紧固螺栓61-3安装动力输出轴12的端部；所述第二联轴节62采用开口式联轴节，第二联轴节套62装在搅拌轴，并通过紧固螺栓抱紧搅拌轴20，所述搅拌轴20上设有第二联轴节定位台阶21，所述第二联轴节内设有第二压装台阶22，所述第二压装台阶上安装有第二压板62-1，所述第二压板62-1通过紧固螺栓62-2安装在搅拌轴20的端部。

优选的，所述第一联轴节和第二联轴节之间的定位止口的配合间隙为-0.20～0.30mm。

优选的，支撑套50的外壁对称设有用于固定防尘罩和/或者底部支架的安装座55，所述安装座上设有安装孔56。

优选的，所述机械密封组件40包括密封装置41、密封座42以及密封罩杯43，上述的密封装置可以采用机械密封装置，也可以采用其它现有技术中的密封装置，本实施例优选机械密封装置，机械密封装置的具体结构和密封原理属于现有技术，在此不进行赘述；所述机械密封装置41位于支撑套内，并通过紧固件44固定安装在支撑套50的内端面上，在脱硫塔浆液罐体与支撑套的搅拌轴安装孔安装有密封座42，所述密封座在朝向脱硫塔浆液罐体方向设有锥形密封面；所述密封罩杯43套装在搅拌轴20上，所述搅拌轴上设有密封罩杯定位台23；所述密封罩杯43与密封座的锥形配合面上设有至少设有一道凹槽45，所述凹槽内设有密封圈46；当需要检修机械密封组件时，通过一个外力使搅拌轴向着动力单元方向移动，密封罩杯的密封圈与密封座的锥形密封面贴合，形成检修密封结构，此机械密封结构，特别适用于侧搅拌设备中的长悬臂轴、介质腐蚀和磨蚀、受力复杂等特点，经过长期的密封试验，证明了这种密封装置的高可靠性与长寿命。所述机械密封装置也可以根据实际需要市场上购买适用于此种工况的其它密封装置。

具体机械密封组件更换步骤，首先将支撑套的法兰盘与壳体法兰之间的紧固螺栓松开，用顶丝使永磁直驱同步电机与支撑套脱离，在移动过程中搅拌轴带动密封罩杯与密封座之间的间隙逐渐减少，直至压紧密封圈46实现密封，防止脱硫塔浆液罐体内的浆液外泄；拆卸永磁直驱同步电机的动力输出轴12、联轴器60以及搅拌轴之间的连接，在此状态下即可实现机械密封组件的检修和更换。更换完成后复位即可实现正常作业。

优选的，所述永磁直驱同步电机的控制器上至少设有与外设通讯用的CAN、RS485、PROFBUS DP的通讯接口。可实现与上位机通讯，实现多台设备集中控制运行，可将运行数据传送至地面调度室，实现无人值守，远程控制，在线监控，故障诊断。

优选的，所述支撑套50的两端的法兰盘中连接脱硫塔浆液罐体的侧壁的法兰盘的外径大于等于连接永磁直驱电机的法兰盘。这样提高支撑套的承载能力，提高永磁直驱电机运行的稳定性，保证上述的动力输出轴12、联轴器60、支撑套50以及搅拌轴20的中心位于同一轴线上；

优选的，所述永磁直驱电机上搭载有变频器，根据现场情况调整搅拌轴速度，能完全适应现场各种使用要求。

为了进一步降低能耗，在设计到生产对叶片进行优化设计，提高了叶片水力性能；对叶片的骨线、厚度和安放角进行调整，在相同的最小截面有效扰动半径和最小轴向有效推进距离，效率比进口产品高出10～15％。

优选，所述搅拌叶轮30是带有导翼板31的三叶扭曲流线型叶片精密铸造而成，耐磨损耐腐性强，搅拌效率高，节约电机功率，单位功率产生的流量大，在很大范围内搅拌均匀。

优选，所述搅拌叶轮30的叶片扭曲角度在10～70度之间，以保证在最低的搅拌功率下获得最好的搅拌效果。

优选，所述搅拌叶轮30的安装内孔精度在0～0.20mm之间。

1、本实用新型动力单元采用永磁直驱同步电机，传统的驱动装置大都使用减速机与电机，依靠皮带轮与皮带传动，依靠定位板固定连接，连接部件较多，安装精度不好保证，众所周知部件越多故障率越高、能量消耗也越大，而永磁直驱同步电机具有传统驱动装置所有的功能；同时具有零部件少，能量损耗小、体积小，安装方便、故障率、等优点，另外其使用工况范围较广，可以采用悬空设置，也可以根据实际情况安装支架支撑，满足了不同工况的需求。

2、本实用新型采用永磁直驱同步电机替代传统的机械减速驱动装置，使传动系统结构简化，效率提高，安装方便，而且人工无需再进行日常维护，检修，从而节约了大量的人力物力成本，减轻了生产过程中的环境污染。

3、本实用新型具有高效节能的优点，本实用新型采用的永磁直驱电机能耗达到国际IE4(高于国家一级能耗标准)，与传统驱动系统相比能够大幅度提高系统效率，节约大量电能。经实验室与现场试验，同工况下与传统减速机与电机，依靠皮带轮与皮带传动搅拌器相比，节电达到40％以上。

4、本实用新型具有起动转矩大，过载能力强，传统搅拌设备的起动转矩通常是额定转矩的80％，无法实现系统满载起动，而本实用新型所使用的直驱电机的起动转矩是额定转矩的220％，当工况需要满载或过载起动时，即可直接起动，避免因堵转、过载而造成的电机损坏，同时极大减轻了操作工人的劳动强度。

5、本实用新型在启动时自我保护能力强，传统搅拌设备启动时瞬间达到需要转速，冲击力大，容易损坏电器或设备部件，本发明是小扭曲启动，从零转速缓慢升至需要转速，避免了因冲击力大给设备造成的损坏。

6、本实用新型在减少日常系统免维护，由于本实用新型不需要减速器，通过控制实现机械软启动，在实际应用中无需更换齿轮油，检修减速箱，节约了使用成本，减低了维护工作量，后期维护只需定时给电机轴承注油1次，实现了真正的免维护。在通用性方面，在上述的叶片的水力性能与制造精度高的前提下，为达到与进口产品的互换性，侧搅拌设备的大部分尺寸与进口零部件产品一致，这样在相同的零部件尺寸条件下，本实用新型产品的安全余量高。

7、本实用新型整体设计为延长产品寿命、降低维护成本，在实际生产过程中对其它零部件的优化设计，例如支撑套、搅拌轴等零部件，在材料方面，零部件设计、制造精度方面，系统集成方面都是高标准严要求减少了应力集中点，提高零部件的强度，从而提高了零部件的寿命，使得整体设备寿命增加，同时将设备的噪音、振动、能耗降至最低。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，包括动力单元、与动力单元连接的搅拌轴，安装在搅拌轴端部的搅拌叶轮，所述搅拌叶轮位于脱硫塔浆液罐体内，搅拌轴与脱硫塔浆液罐体之间设有机械密封组件，其特征在于：所述动力单元为永磁直驱同步电机，所述永磁直驱同步电机的壳体法兰通过紧固螺栓可拆式连接支撑套，所述支撑套的另一端连接脱硫塔浆液罐体的侧壁，所述支撑套的两端分别设有法兰盘；在支撑套内所述永磁直驱同步电机的动力输出轴通过联轴器连接搅拌轴，在支撑套内所述联轴器靠近永磁直驱同步电机侧；上述的动力输出轴、联轴器、支撑套以及搅拌轴的中心位于同一轴线上；支撑套上对应联轴器位置设有联轴器拆装口、对应机械密封组件位置设有机械密封组件检修口；

在所述永磁直驱电机的壳体内所述动力输出轴的一端安装有第一轴承，动力输出轴的另一端安装有第二轴承，其中所述第二轴承位于动力输出轴的动力输出端，第一轴承位于动力输出轴的另一端；所述搅拌轴穿过支撑套的另一端伸入脱硫塔浆液罐体内；在脱硫塔浆液罐体内所述搅拌轴上安装有搅拌叶轮。

2.根据权利要求1所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述联轴器包括与动力输出轴连接的第一联轴节、与搅拌轴连接的第二联轴节，所述第一联轴节和第二联轴节之间设有配合的定位止口；第一联轴节的连接法兰和第二联轴节的连接法兰通过螺栓紧固连接；其中所述第一联轴节套装在动力输出轴上，动力输出轴上设有第一联轴节定位台阶；在第一联轴节内设有第一压装台阶，所述第一压装台阶上安装有第一压板，所述第一压板通过紧固螺栓安装动力输出轴的端部；所述第二联轴节采用开口式联轴节，第二联轴节套装在搅拌轴上，并通过紧固螺栓抱紧搅拌轴，所述搅拌轴上设有第二联轴节定位台阶，所述第二联轴节内设有第二压装台阶，所述第二压装台阶上安装有第二压板，所述第二压板通过紧固螺栓安装在搅拌轴的端部。

3.根据权利要求2所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述第一联轴节和第二联轴节之间的定位止口的配合间隙为-0.20～0.30mm。

4.根据权利要求2所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：支撑套的外壁对称设有用于固定防尘罩和/或者底部支架的安装座，所述安装座上设有安装孔。

5.根据权利要求1所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述机械密封组件包括密封装置、密封座以及密封罩杯，所述密封装置位于支撑套内，并通过紧固件固定安装在支撑套的内端面上，在脱硫塔浆液罐体与支撑套的搅拌轴安装孔安装有密封座，所述密封座在朝向脱硫塔浆液罐体方向设有锥形密封面；所述密封罩杯套装在搅拌轴上，所述搅拌轴上设有密封罩杯定位台；所述密封罩杯与密封座的锥形配合面上设有至少设有一道凹槽，所述凹槽内设有密封圈；当需要检修机械密封组件时，通过一个外力使搅拌轴向着动力单元方向移动，密封罩杯的密封圈与密封座的锥形密封面贴合，形成检修密封结构。

6.根据权利要求1所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述永磁直驱同步电机的控制器上至少设有与外设通讯用的CAN、RS485、PROFBUS DP的通讯接口。

7.根据权利要求1所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述支撑套的两端的法兰盘中连接脱硫塔浆液罐体的侧壁的法兰盘的外径大于等于连接永磁直驱电机的法兰盘。

8.根据权利要求1所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述永磁直驱电机上搭载有变频器。

9.根据权利要求1所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述第一轴承选用能克服轴向和径向力的轴承。

10.根据权利要求1所述的侧进式脱硫塔用永磁直驱搅拌装置，其特征在于：所述第二轴承选用能克服径向力的轴承。