CN218177510U - 一种超高温风机使用的水冷密封结构及超高温风机 - Google Patents

Abstract

一种超高温风机使用的水冷密封结构及超高温风机，包括风机壳体，所述风机壳体包括套设在主轴上的外筒和内筒，由外筒和内筒形成一保温腔，该保温腔远离叶轮的一侧盖设有风机壳体法兰，在风机壳体法兰朝向叶轮的一侧面与外筒之间设有冷却水槽，所述冷却水槽的凹面与风机壳体法兰围成的空间内还设有用于沿轴向阻断气流的密封单元。本方案通过优化设计，在外筒和内筒之间的保温腔内填充保温材料、设置冷却水槽，能够隔绝热量，防止高温炉内的热量传到轴承和电机，主轴上设有阻断热气流传递的密封单元，使得具有上述结构的高温风机能够适应炉温大于800℃的工业炉内及密封要求苛刻的场所，具有隔热性能好、无炉内气体泄漏、轴承不会过热等优点。

Description

一种超高温风机使用的水冷密封结构及超高温风机

技术领域

本实用新型涉及高温风机技术领域，具体为一种超高温风机使用的水冷密封结构及超高温风机，主要用于对炉内温度不低于800℃的加热炉的炉内热空气流动提供动力。

背景技术

当前，高温风机被广泛用于退火炉、加热炉、均质炉、时效炉等场所，其前端叶轮深入炉内而原动机裸露在外。炉内高温气体容易从传动轴与静止部件之间的缝隙泄漏，导致轴承及电机运行温度升高，甚至烧坏轴承，如何有效隔离炉内高温的热传导是保证高温风机运行的关键。现有技术主要采用隔热层将高温风机叶轮部分和电机及动力传动部分予以隔离，通常适用于炉温低于800℃的场所。常规风机传动轴密封形式如石墨盘根、非石棉垫片、羊毛毡、骨架油封等在高温环境下极易发生变形、失效，炉内高温气体仍旧会沿着传动轴缝隙泄漏。

现有技术中，公布的发明专利《一种插入式高温风机的正压气冷结构，授权公告号：CN 102312864 B》采用向轴承箱体内充气提供正压，气体沿着转轴缝隙进入到叶轮区域，它忽略了炉内气体与充入气体发生反应的情况，也忽略了会污染炉内纯氮气、纯氧气等工况环境的情况。

实用新型内容

为解决现有高温风机（炉温不低于800℃）隔热性能较差及密封结构所存在的问题，本实用新型提供一种超高温风机使用的水冷密封结构及超高温风机。

本实用新型采用的技术方案是：一种超高温风机使用的水冷密封结构，该水冷密封结构安装在主轴上，并位于轴承座和叶轮之间，包括安装在主轴上的风机壳体，所述风机壳体包括套设在主轴上的外筒和内筒，由外筒和内筒围成一个用于填充保温材料的保温腔，所述保温腔远离叶轮的一侧盖设有风机壳体法兰，在风机壳体法兰朝向叶轮的一侧面与外筒之间设有冷却水槽，所述冷却水槽为环形凹状腔体，在所述冷却水槽上连接有冷却进水管和冷却出水管，所述冷却水槽的凹面与风机壳体法兰围成的空间内还设有用于沿轴向阻断气流的密封单元。

作为优选方案，所述冷却水槽朝向叶轮的一侧面与外筒围成的空间内设有冷却风扇，所述冷却风扇套设在主轴上并向叶轮区域输送气体以阻断炉内的气体沿主轴向轴承座方向流动。

作为优选方案，所述的密封单元由碳环密封组件和石墨密封组件组成，碳环密封组件位于风机壳体法兰朝向叶轮的一侧，包括套设在主轴上的随动环和设在随动环外侧的固定环，在固定环内侧开设有环槽，在环槽内安装有碳密封环，碳密封环的内壁套设在随动环的外壁上，通过碳密封环对随动环和固定环进行密封；

石墨密封组件位于碳环密封组件朝向叶轮的一侧，包括套设在主轴上的石墨盘根密封环、以及套设在石墨盘根密封环外侧的连接板，所述连接板固定连接在冷却水槽的凹面上，在所述连接板朝向固定环一侧的板面上开设有环形卡槽，在环形卡槽内置有密封垫，连接板和冷却水槽配合形成卡设石墨盘根密封环的环槽。

作为优选方案，所述主轴上靠近风机壳体法兰的轴承座两侧各安装有一个冷却风扇，两个冷却风扇的叶片相对，用于向轴承座输送冷却风。

作为优选方案，所述风机壳体法兰上连接有若干个安装板，安装板相互垂直并连接，在安装板上设有多个吊装孔和多个散热孔。

作为优选方案，所述安装板上对应轴承座的位置处安装有温度检测及报警装置。

作为优选方案，所述风机壳体法兰上连接有轴承座支撑板，支撑板上固定有轴承座垫板。

一种超高温风机，具有上文任一项所述的水冷密封结构。

作为优选方案，包括电机，所述电机通过主动轮、传动皮带以及从动轮将动力传递给主轴。

本实用新型的有益效果是：

为解决现有高温风机隔热性能较差及密封结构所存在的问题，本方案通过优化设计，提供了一种超高温风机使用的水冷密封结构及超高温风机，在外筒和内筒之间的保温腔内填充保温材料、设置冷却水槽，能够隔绝热量，防止高温炉内的热量传到轴承和电机，主轴上设有石墨密封组件和碳环密封组件，石墨密封组件的石墨盘根、密封垫对主轴进行密封，沿轴向阻断从炉内泄漏的高温气流，再通过碳环密封组件内的两个碳密封环对密封腔的两个侧面进行密封，也能够轴向阻断从炉内泄漏的高温气流，保温腔内筒中部设置冷却风扇向叶轮区域输送气流，进一步阻碍炉内泄漏的气流，因此本实用新型的高温风机能够适应炉温大于800℃的工业炉内及密封要求苛刻的场所，具有隔热性能好、无炉内气体泄漏、轴承不会过热等优点。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的超高温风机的半剖视图；

图2为图1中I处的局部放大视图。

图中标记：1、外筒，2、内筒，3、主轴，4、叶轮，5、电机，6、保温棉，7、风机壳体法兰，8、冷却水槽，9、连接板，10、冷却进水管， 11、冷却出水管，12、碳环密封组件，13、石墨密封组件，14、随动环，15、固定环，16、碳密封环，17、石墨盘根密封环，18、密封垫，19、冷却风扇，20、轴承座，21、安装板，22、吊装孔，23、散热孔，24、支撑板，25、轴承座垫板，26、主动轮，27、温度检测及报警装置。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。

需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

实施例1、

下面结合附图1-2对本实施例的结构及工作过程进行详细描述：

如图所示，一种超高温风机使用的水冷密封结构，该水冷密封结构安装在主轴3上，其中超高温风机的叶轮4位于高温炉腔内，电机4则安装在炉体的外部并通过传动皮带将动力传递给主轴，所述水冷密封结构安装在轴承座和叶轮之间用于阻断炉腔的热量向轴承座传递，该水冷密封结构包括安装在主轴3上的风机壳体，所述风机壳体包括套设在主轴上的外筒1和内筒2，叶轮4位于主轴3的一端并远离电机5，由外筒1和内筒2围成一个用于填充保温材料的保温腔，例如在保温腔内填充保温棉6等材料，保温腔远离叶轮4的一侧的盖设有风机壳体法兰7，风机壳体法兰7朝向叶轮4的一侧设有冷却水槽8，其中冷却水槽8为环形凹状腔体并套设在主轴3上，冷却水槽8的凹面上设有连接板9，连接板9与冷却水槽8的上壁通过螺栓连接，冷却水槽8上连接有冷却进水管10、冷却出水管11，在冷却水槽8内部充满冷却循环水，通过装有保温棉6的保温腔和装有循环冷却水的冷却水槽8配合使用能有效防止炉内的热量传到主轴3的轴承和电机5，能够适应炉温大于800℃的工业炉内及密封要求苛刻的场所，具有隔热性能好的优点。

其中，主轴3上设有用于沿轴向阻断气流的密封单元，该密封单元设置在冷却水槽8的凹面与风机壳体法兰7所围成的空间内，通过设置密封单元可阻断炉内的热量传到主轴3的轴承和电机5；本实施例中：所述密封单元由碳环密封组件12和石墨密封组件13构成，下面结合附图详细描述其结构组成：

如图2所示，碳环密封组件12位于风机壳体法兰7朝向叶轮4的一侧，碳环密封组件12包括套设在主轴3上的随动环14和套设在随动环外侧的固定环15，随动环14与主轴3连接随主轴一起转动，固定环15与连接板9连接为静止件，固定环15内侧还开设有两个环槽，两个环槽内分别安装有各自的碳密封环16，碳密封环16的内壁套设在随动环14的外壁上，通过两个碳密封环16对随动环14和固定环15进行密封，阻断炉内高温气体外泄。

石墨密封组件13位于碳环密封组件12朝向叶轮4的一侧，石墨密封组件13包括套设在主轴3上的石墨盘根密封环17、以及套设在石墨盘根密封环17外侧的连接板9和密封垫18，连接板9上开设有环形卡槽，环形卡槽内置密封垫18，环形卡槽朝向碳环密封组件12的固定环15一侧，连接板9和冷却水槽8配合形成卡设石墨盘根密封环17的环槽。

本实施例中，主轴3上位于保温腔中部，在冷却水槽8下方安装有冷却风扇19，其中，风扇叶轮为半开式叶轮，叶片为径向朝向叶轮方向，用于向叶轮区域输送气体，以阻碍炉内高温气体沿着主轴3缝隙流动；

在主轴3上靠近风机壳体法兰7的轴承座20两侧各安装有一个冷却风扇19，两个风扇叶片相对，用于向轴承输送冷却风，能够有效降低轴承环境温度。

本实施例中，在风机壳体法兰7上连接有四块安装板21，安装板21相互垂直并连接，安装板21上有多个吊装孔22和多个散热孔23，风机壳体法兰7上连接有轴承座支撑板24，支撑板24上固定有轴承座垫板25，用于固定轴承座20，安装板21远离风机壳体法兰7上安装有轴承座垫板25，用于固定另一个轴承座20，安装板21上对应轴承座的位置处安装有温度检测及报警装置27，用于检测轴承座工作环境温度，超出设定温度时报警。

本方案还包括一种超高温风机，如图1所示，具有上文描述的水冷密封结构，其中，电机5固定于安装板21上，主轴3上远离叶轮4的一端设置有主动轮26，电机5轴端与主动轮26之间设置有传动皮带。

本实施例未详述部分为现有技术。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本实用新型进行了描述，然而本实用新型还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本实用新型所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种超高温风机使用的水冷密封结构，该水冷密封结构安装在主轴上，并位于轴承座和叶轮之间，其特征在于：包括安装在主轴上的风机壳体，所述风机壳体包括套设在主轴上的外筒和内筒，由外筒和内筒围成一个用于填充保温材料的保温腔，所述保温腔远离叶轮的一侧盖设有风机壳体法兰，在风机壳体法兰朝向叶轮的一侧面与外筒之间设有冷却水槽，所述冷却水槽为环形凹状腔体，在所述冷却水槽上连接有冷却进水管和冷却出水管，所述冷却水槽的凹面与风机壳体法兰围成的空间内还设有用于沿轴向阻断气流的密封单元。

2.根据权利要求1所述的一种超高温风机使用的水冷密封结构，其特征在于：所述冷却水槽朝向叶轮的一侧面与外筒围成的空间内设有冷却风扇，所述冷却风扇套设在主轴上并向叶轮区域输送气体以阻断炉内的气体沿主轴向轴承座方向流动。

3.根据权利要求1所述的一种超高温风机使用的水冷密封结构，其特征在于：所述的密封单元由碳环密封组件和石墨密封组件组成，碳环密封组件位于风机壳体法兰朝向叶轮的一侧，包括套设在主轴上的随动环和设在随动环外侧的固定环，在固定环内侧开设有环槽，在环槽内安装有碳密封环，碳密封环的内壁套设在随动环的外壁上，通过碳密封环对随动环和固定环进行密封；

石墨密封组件位于碳环密封组件朝向叶轮的一侧，包括套设在主轴上的石墨盘根密封环、以及套设在石墨盘根密封环外侧的连接板，所述连接板固定连接在冷却水槽的凹面上，在所述连接板朝向固定环一侧的板面上开设有环形卡槽，在环形卡槽内置有密封垫，连接板和冷却水槽配合形成卡设石墨盘根密封环的环槽。

4.根据权利要求1所述的一种超高温风机使用的水冷密封结构，其特征在于：所述主轴上靠近风机壳体法兰的轴承座两侧各安装有一个冷却风扇，两个冷却风扇的叶片相对，用于向轴承座输送冷却风。

5.根据权利要求1所述的一种超高温风机使用的水冷密封结构，其特征在于：所述风机壳体法兰上连接有若干个安装板，安装板相互垂直并连接，在安装板上设有多个吊装孔和多个散热孔。

6.根据权利要求5所述的一种超高温风机使用的水冷密封结构，其特征在于：所述安装板上对应轴承座的位置处安装有温度检测及报警装置。

7.根据权利要求1所述的一种超高温风机使用的水冷密封结构，其特征在于：所述风机壳体法兰上连接有轴承座支撑板，支撑板上固定有轴承座垫板。

8.一种超高温风机，其特征在于：具有权利要求1-7任一项所述的水冷密封结构。

9.根据权利要求8所述的一种超高温风机，其特征在于：包括电机，所述电机通过主动轮、传动皮带以及从动轮将动力传递给主轴。

Images