CN216715233U - 一种离心萃取机芯轴用液体密封结构及离心萃取机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离心萃取机芯轴用液体密封结构及离心萃取机，该液体密封结构设在离心萃取机的壳体上盖板和轴承座之间，离心萃取机还包括芯轴，且芯轴垂直穿过轴承座和壳体上盖板伸入离心萃取机内部，液体密封结构包括设在壳体上盖板上端面的凹槽，凹槽沿壳体上盖板的上端面周向设置、且凹槽的上端与轴承座连接，凹槽内设有液体密封室，液体密封室内设有液体密封介质，轴承座下部开设有与液体密封室连通的、供液体密封介质进入的进液口。如此，能够实现无气体泄漏，不仅能够满足密封要求，避免了机内料液中易挥发性物质挥发到离心萃取机外部造成物料浪费和环境污染，而且克服了上述传统密封技术中的各种不足之处。

Description

一种离心萃取机芯轴用液体密封结构及离心萃取机

技术领域

本实用新型涉及液体密封技术领域，更具体地说，涉及一种离心萃取机芯轴用液体密封结构及离心萃取机。

背景技术

离心萃取机是一种高效的液液萃取分离设备，利用转鼓高速旋转产生的离心力使具有密度差的两液相进行混合传质并分离，现已广泛应用于化工、石油、核能、医药、生物、食品、湿法冶金、环保等各个领域。离心萃取机在萃取分离过程中，萃取剂和待萃液中通常含有易挥发性物质，为防止机内料液中易挥发性物质挥发到离心萃取机外部造成物料浪费和环境污染，通常在收集室的上部空间，需要通入微正压的惰性气体进行保护，因此离心萃取机上部轴封需要能实现气体密封设计。

目前的离心萃取机的机壳通过法兰连接有壳体上盖板，芯轴上套设有轴承座，且芯轴垂直穿过轴承座和壳体上盖板伸入离心萃取机内部，轴承座固定在壳体上盖板的上方，且轴承座内的芯轴上套设有轴承，芯轴与壳体上盖板之间有缝隙，因此，离心萃取机应对该缝隙设置有密封结构。

现有的轴密封技术有磁流体密封、机械密封、填料密封等。磁流体密封，即磁性流体在密封区域之间形成液体屏障，通常被称为液体O形环。其装置是由不导磁座、轴承、磁极、永久磁铁、导磁轴、磁流体组成，在均匀稳定磁场的作用下，使磁流体充满于设定的空间内，建立起多级“O型密封圈”，从而达到密封的效果。磁流体密封，气密性好，但其对应于机械精度也高、同时也材料导磁性有要求、成本高，这些劣势造成磁流体密封在应用方面有一定的受限。机械密封，存在磨损大、对料液要求高（料液中不能含有颗粒）、易发热需水冷却等缺点，故较少离心萃取设备采用此密封技术；填料密封不适合强腐蚀液体。接触式密封(骨架油封)与非接触式密封(迷宫密封)的效果不尽理想。

由于离心萃取机外筒体上盖密封部分空间小，常用的气密封结构无法达到理想的密封效果；但增大密封空间可能会造成不必要的成本浪费并且会带来悬臂过长等不利的影响。

因此，如何克服上述传统密封技术中的不足，成为本领域专业技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种离心萃取机芯轴用液体密封结构及离心萃取机，采用液体密封结构对芯轴密封，能够实现无气体泄漏，不仅能够满足密封要求，避免了机内料液中易挥发性物质挥发到离心萃取机外部造成物料浪费和环境污染，而且克服了上述传统密封技术中的各种不足之处。

本实用新型的离心萃取机芯轴用液体密封结构采用如下技术方案：

一种离心萃取机芯轴用液体密封结构，该液体密封结构设在离心萃取机的壳体上盖板和轴承座之间，所述离心萃取机还包括芯轴，且所述芯轴垂直穿过所述轴承座和所述壳体上盖板伸入所述离心萃取机内部，其特征在于，所述液体密封结构包括设在所述壳体上盖板上端面的凹槽，所述凹槽沿所述壳体上盖板的上端面周向设置、且所述凹槽的上端与所述轴承座连接，所述凹槽内设有液体密封室，所述液体密封室内设有液体密封介质，所述轴承座下部开设有与所述液体密封室连通的、供所述液体密封介质进入的进液口。

优选地，所述液体密封室包括动密封室和设在所述动密封室下方、与所述动密封室连通的静密封室，所述液体密封介质在所述离心萃取机静止状态下位于所述静密封室内，所述静密封室的截面形状为“U”型结构，位于所述动密封室内、沿所述芯轴周向焊接有挡板，所述挡板包括水平挡板和垂直挡板、截面形状形成“T”型结构，且所述垂直挡板伸入所述“U”型结构的凹槽内，所述水平挡板的边沿处设有腹板，所述腹板包括位于所述水平挡板的上端面的第一腹板和位于所述水平挡板的下端面的第二腹板，且所述第一腹板的长度大于所述第二腹板的长度，所述第一腹板的数量与所述第二腹板的数量相等，所述离心萃取机在运转状态下，所述液体密封介质位于所述动密封室内、防止壳体内部的气体泄漏。

优选地，所述进液口与所述液体密封室通过开设在所述轴承座内部的进液通道连通，且所述进液口处设有控制阀。

优选地，所述轴承座与所述壳体上盖板之间的配合安装部位，设置环形沟槽，安装有O型密封圈。

优选地，所述轴承座与所述壳体上盖板栓固定连接。

优选地，所述轴承座上端设有上压盖，所述上压盖与所述轴承座固定连接。

优选地，所述上压盖和所述芯轴之间设有垫块，且所述上压盖的侧壁设有能够防尘防气的第一骨架油封结构。

优选地，所述轴承座内的所述芯轴上套设有轴承，位于所述轴承下方的所述轴承座内壁上设有能够防止气体进入的第二骨架油封结构。

优选地，所述垂直挡板设置为圆环形结构。

本实用新型还提供了一种离心萃取机，包括如上述任一项所述的液体密封结构。

本实用新型的有益效果是：一种离心萃取机芯轴用液体密封结构及离心萃取机，该液体密封结构包括设在壳体上盖板上端面的凹槽，凹槽沿壳体上盖板上端面的周向设置，且凹槽的上端与轴承座连接，凹槽内设有液体密封室，液体密封室内设有液体密封介质，轴承座下方开设有与液体密封室连通的、供液体密封介质进入的进液口，通过在液体密封室内充入液体密封介质完成轴封，密封介质可选择离心机内部料液，避免离心机内部料液污染，且进液口注入料液管口的位置半径必须小于第一腹板的半径，否则因为压力问题导致无法进液。如此，解决了离心萃取机芯轴与壳体的密封问题，使用寿命长、结构合理、安全可靠性高，不仅能够满足密封要求，避免了机内料液中易挥发性物质挥发到离心萃取机外部造成物料浪费和环境污染，而且克服了上述传统密封技术中的各种不足之处。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1 为本实用新型实施例中离心萃取机芯轴用液体密封方案的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中液体密封结构的局部放大图；

图3为图1中A处放大图。

图中：

1-壳体上盖板，2-轴承座，3-芯轴，4-轴承，5-液体密封室，6-液体密封介质，7-进液口，8-动密封室，9-静密封室，10-水平挡板，11-垂直挡板，12-第一腹板，13-第二腹板，14-进液通道，15-O型密封圈，16-内六角螺栓，17-上压盖，18-圆柱头内六角螺钉，19-垫块，20-第一骨架油封结构，21-第二骨架油封结构，22-壳体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

参考图1-3所示，本具体实施方案提供了一种离心萃取机芯轴用液体密封结构，如图1所示，该液体密封结构设在离心萃取机的壳体上盖板1和轴承座2之间，离心萃取机还包括芯轴3，且芯轴3垂直穿过轴承座2和壳体上盖板1伸入离心萃取机内部，具体地，壳体上盖板1设置为法兰盖板，轴承座2固定在壳体上盖板1的上端，优选地，轴承座2与壳体上盖板1通过内六角螺栓16固定连接，固定稳固，且轴承座2内的芯轴3上套设有轴承4，该液体密封结构包括设在壳体上盖板1上端面的凹槽，凹槽沿壳体上盖板1上端面的周向设置，且凹槽的上端与轴承座2连接，凹槽内设有液体密封室5，液体密封室5内设有液体密封介质6，轴承座2下方开设有与液体密封室5连通的、供液体密封介质6进入的进液口7，液体密封介质6通过进液口7进入到液体密封室5，能够实现无气体泄漏，解决了离心萃取机芯轴3与壳体22的密封问题，使用寿命长、结构合理、安全可靠性高，具体地，密封介质可选择离心机内部料液，避免离心机内部料液污染。

如此设置，采用液体密封结构对芯轴3密封，能够实现无气体泄漏，通过在液体密封室内充入液体密封介质6完成轴封，如此，解决了离心萃取机芯轴与壳体的密封问题，使用寿命长、结构合理、安全可靠性高，不仅能够满足密封要求，避免了机内料液中易挥发性物质挥发到离心萃取机外部造成物料浪费和环境污染，而且克服了上述传统密封技术中的各种不足之处。

在本实施例的优选方案中，如图2所示，液体密封室5包括动密封室8和设在动密封室8下端、与动密封室8连通的静密封室9，具体地，动密封室8设为圆环状结构，液体密封介质6在离心萃取机静止状态下位于静密封室9内，当离心萃取机转动时，液体密封介质6由于离心力的作用进入动密封室8，静密封室9的截面形状为“U”型结构，位于动密封室8内、沿芯轴3周向焊接有挡板，挡板包括水平挡板10和垂直挡板11、截面形状形成“T”型结构，且垂直挡板11伸入“U”型结构的凹槽内，且优选地，垂直挡板11设置为圆环形结构，水平挡板10的边沿处设有腹板，腹板包括位于水平挡板10的上端面的第一腹板12和位于水平挡板10的下端面的第二腹板13。

需要说明的是，第一腹板12的长度大于第二腹板13的长度，如图3所示，由于离心萃取机转动情况下具有离心力，因此，离心萃取机在转动时、保持平衡的状态下：P_气+P₂=P_壳+P₁，（其中P_气=外界气体压强，P_壳=壳体内部压强，P₁=第二腹板所在腔室的压强，P₂=第一腹板所在腔室的压强），一般壳体内部充入有氮气，若为了避免壳体内气体泄漏，需保证壳体内微正压状态，即P_壳＞P_气，此时，由于P_气+P₂=P_壳+P₁，因此需要满足：P₂＞P₁：

当P₂、P₁内转速W₁=W₂相同时，由公室：向心加速度g=W²r，压强P= ρgh，（本实施例中ρ为液体密度，g为向心加速度，h为腹板的长度）得出：

P₁=ρ₁g₁h₁，P₂=ρ₂g₂h₂，g₁=W₁ ²r₁，g₂=W₂ ²r₂，由于r₁=r₂，因此：g₁= g₂，

又液体密度ρ₁=ρ₂，从而要使P₂＞P₁，需使h₂＞h₁，即第一腹板的长度大于第二腹板的长度，才能够保证离心萃取机在转动状态下，P_壳＞P_气，壳体内维持正压，保证了壳体内部的气体无法泄漏。

进一步地，第一腹板12的数量与第二腹板13的数量相等。

优选地，如图1所示，进液口7与液体密封室5通过开设在轴承座2内部的进液通道14连通，且进液口7处设有控制阀，能够控制进液的量和速度。

另外，如图3所示，为了满足装配工艺后的密封要求，轴承座2与壳体上盖板1之间的配合安装部位，设置环形沟槽，安装有O型密封圈15。

进一步地，轴承座2上端设有上压盖17，具体地，上压盖17与轴承座2通过圆柱头内六角螺钉固定18连接，如此，结构稳固，当然也可以通过其他方式固定，具体视情况而定。

进一步地，上压盖17和芯轴3之间设有垫块19，且上压盖17的内侧壁设有能够防尘的第一骨架油封结构20，如此，能够防止灰尘进入轴承4，延长了轴承的使用寿命。

同时，为了延长轴承4的使用寿命，位于轴承4下方的轴承座2内壁上设有能够防止气体进入的第二骨架油封结构21。

综上，当离心萃取机处于静止状态下，液体密封介质6位于静密封室9内，壳体22内部的气体无法泄露；当离心萃取机处于运转状态下，由于第一腹板12的长度大于第二腹板13的长度，能够保证壳体22内部压强大于外界大气压强，壳体22内部维持正压状态，保证了壳体22内部的气体无法泄漏，因此，无论离心萃取机处于静止状态还是运转状态，壳体22内部气体均无法泄漏，避免了机内料液中易挥发性物质挥发到离心萃取机外部造成物料浪费和环境污染，且本方案中的液体密封结构克服了传统密封技术中的不足之处，使用寿命长、结构合理、安全可靠性高。

本实用新型还提供了一种离心萃取机，包括如上述实施例所述的液体密封结构。该有益效果的推导过程与上述液体密封结构所带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。所阐述的“上”“下”是在该离心萃取机处于如图1摆放状态时之所指。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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)

1.一种离心萃取机芯轴用液体密封结构，该液体密封结构设在离心萃取机的壳体上盖板和轴承座之间，所述离心萃取机还包括芯轴，且所述芯轴垂直穿过所述轴承座和所述壳体上盖板伸入所述离心萃取机内部，其特征在于，所述液体密封结构包括设在所述壳体上盖板上端面的凹槽，所述凹槽沿所述壳体上盖板的上端面周向设置、且所述凹槽的上端与所述轴承座连接，所述凹槽内设有液体密封室，所述液体密封室内设有液体密封介质，所述轴承座下部开设有与所述液体密封室连通的、供所述液体密封介质进入的进液口。

2.如权利要求1所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述液体密封室包括动密封室和设在所述动密封室下端、与所述动密封室连通的静密封室，所述液体密封介质在所述离心萃取机静止状态下位于所述静密封室内，所述静密封室的截面形状为“U”型结构，位于所述动密封室内、沿所述芯轴周向焊接有挡板，所述挡板包括水平挡板和垂直挡板、截面形状形成“T”型结构，且所述垂直挡板伸入所述“U”型结构的凹槽内，所述水平挡板的边沿处设有腹板，所述腹板包括位于所述水平挡板的上端面的第一腹板和位于所述水平挡板的下端面的第二腹板，且所述第一腹板的长度大于所述第二腹板的长度，所述第一腹板的数量与所述第二腹板的数量相等，所述离心萃取机在运转状态下，所述液体密封介质位于所述动密封室内、防止壳体内部的气体泄漏。

3.如权利要求1或2所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述进液口与所述液体密封室通过开设在所述轴承座内部的进液通道连通，且所述进液口处设有控制阀。

4.如权利要求1或2所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述轴承座与所述壳体上盖板之间的配合安装部位，设置环形沟槽，安装有O型密封圈。

5.如权利要求1或2所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述轴承座与所述壳体上盖板固定连接。

6.如权利要求1或2所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述轴承座上端设有上压盖，所述上压盖与所述轴承座固定连接。

7.如权利要求6所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述上压盖和所述芯轴之间设有垫块，且所述上压盖的内侧壁设有能够防尘防气的第一骨架油封结构。

8.如权利要求1所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述轴承座内的所述芯轴上套设有轴承，位于所述轴承下方的所述轴承座内壁上设有能够防止气体进入的第二骨架油封结构。

9.如权利要求2所述的离心萃取机芯轴用液体密封结构，其特征在于，所述垂直挡板设置为圆环形结构。

10.一种离心萃取机，包括液体密封结构，其特征在于，所述液体密封结构为如权利要求1-9任一项所述的液体密封结构。

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