一种卧式搅拌设备的轴封装置的制作方法

本实用新型涉及搅拌设备技术领域，特别是涉及一种卧式搅拌设备的轴封装置。

背景技术：

卧式搅拌设备一般用于混合高粘度、高固含量、浆料、面团状、湿粉等物料，有的设备内介质为有毒、易燃易爆、含固体颗粒，有的工艺条件具有高温、高压、高粘度的特点。卧式搅拌设备一般由筒体、筒体两侧的端盖07板、贯穿整个筒体和两侧端盖07板的的搅拌轴、安装在端盖07板上的轴封装置、安装在搅拌轴上的搅拌器、电机、齿轮箱和其他附件组成。由于大型的卧式搅拌设备一般都比较长，筒体分为多段，加工及安装误差累积后，位于筒体两侧的端盖07板安装轴封装置的部位往往不同心且两密封面不平行，而且搅拌轴由于自身重量的原因，加剧了搅拌轴和轴封装置的偏心程度。

市面上卧式搅拌设备配置的轴封装置一般为常规的填料密封或机械密封。请参考图1和图2，图1为现有技术中一种常规的填料密封结构示意图；图2为现有技术中一种带波纹管式的填料密封结构示意图。而传统的轴封装置无论是填料密封还是机械密封均对安装精度有比较高的要求，筒体两端密封面的偏心和不垂直程度直接影响密封的效果和寿命，容易导致密封在较短时间内泄漏和损坏，不但严重影响产品质量，而且污染环境，损害操作人员的身体健康；并且，大多都是生产常规、普通的填料密封或机械密封，不能满足复杂工况下的大型卧式设备的需求，由于常规的填料密封或机械密封已经满足不了部分复杂工况下的大型卧式设备场合的应用，限制了其应用范围。

常规的填料密封结构加工容易、价格低廉、操作简单。但由于搅拌轴的偏心，填料箱01与轴之间的环缝不均匀，填料04就无法均匀压紧，一侧的填料04与轴套06之间留有缝隙，介质容易通过此缝隙泄漏，给生产安全带来严重隐患。具体地说，整个填料密封是依靠填料箱01底部的止口与卧式设备端盖07上的止口相配合来定位。底环00、油环02及压盖05由于是金属材质，为了不与旋转的轴套06相碰，一般设计其内径距轴套06外径的单边间隙为1～2mm，如果卧式设备两端端盖07上的止口同心度由于加工及安装误差累积偏差超过1～2mm，底环00、油环02及压盖05会直接与轴套06相碰，导致搅拌轴无法转动。如果卧式设备两端端盖07上的止口同心度偏差未超过1～2mm，仅为少量偏心时，填料04虽然有浮动弹性，但由于搅拌轴的偏心，填料箱01与轴之间的环缝不均匀，填料04就无法均匀压紧，一侧的填料04与轴套06之间留有缝隙，介质容易通过此缝隙泄漏，填料04与轴套06这对摩擦副之间的间隙是产生泄漏的主要途径。卧式设备通常的安装顺序是搅拌轴通过两端端盖07上的轴承来定位，最后根据轴的位置来安装填料密封。如果两端盖07由于加工及安装误差累积导致两端盖07与轴心线不垂直，会致使整根轴是倾斜的，而填料密封又是根据轴的位置来安装的，安装现场经常会出现填料箱01的止口与端盖07的止口不能配合而安装不上去的情况。为了避免干摩擦，延长填料密封的工作寿命，常规的填料密封内置一油环02，通过油脂入口03往油环02内注入油脂或润滑液，保证填料04与轴套06表面有足够的润滑。这种结构只是改善了填料04的工作状况，当釜内出现有压力的情况时，只能通过不断地拧紧填料压盖05上的螺栓来压紧填料04达到密封的目的。但填料04越紧、密封比压越大，会使填料04快速磨损甚至还会产生抱轴烧轴的现象，从而引发生产事故。当釜内出现高温的情况时，温度会通过轴传给填料04，加速填料04的老化和失效。常规的填料密封没有自动补偿径向压紧填料装置，需要经常对填料04的压紧程度进行调整，使填料04中的润滑剂在运行一段时间流失后，再挤出一些润滑剂，同时补偿填料04因体积变化而造成的压紧力松弛。这样操作不仅麻烦，最主要的是无法控制压紧力的大小，压得太松起不到密封的效果，压得太紧，会造成填料油膜中断及加速填料、轴套06的磨损等一系列后果。

普通的单端面机械密封静环固定在设备的端盖07板上，动环固定在轴上，由于动静环之间一般允许有0.5mm的偏心，所以对轴的偏心有一定的补偿量，但是由于设备内介质含固体，或高粘物料，冷却或脱溶后易凝固，动静环之间的摩擦面在固体颗粒的存在下立刻失效。此外，由于物料与静环内的弹簧部位接触，凝固后密封因失去弹簧的补偿能力而失效。普通的双端面机械密封结构原理与单端面机械密封没有本质的区别，也不能在本场合下使用。

对传统的填料密封进行了改进，将传统的刚性连接改为波纹管08连接，波纹管08安装于填料座09上。波纹管08无论轴向还是径向方向均有一定的补偿量，不仅可以弥补卧式设备由于加工及安装误差累积而引起的密封处不同心或不垂直的缺陷，也可以抵御卧式搅拌器在搅拌过程中由于搅拌器自身重力和物料对搅拌器的冲击而引起的轴的径向跳动。但是这种结构也有一定的弊端，时常出现的一种情况是：波纹管08的焊接处经常会被撕裂。这是由于频繁的伸缩、弯曲会引起波纹管08的疲劳应力，而最薄弱的地方也就是焊接的部位往往最先被破坏。还有一种情况也会遇到：卧式设备内的高粘物料进入波纹管08的内侧，经冷却或脱溶后凝固在波纹管08里，导致波纹管08失效。

综上所述，如何有效地解决对安装精度有比较高的要求，筒体两端密封面的偏心和不垂直程度直接影响密封的效果和寿命等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种卧式搅拌设备的轴封装置，该轴封装置有效地解决了对安装精度有比较高的要求，筒体两端密封面的偏心和不垂直程度直接影响密封的效果和寿命等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种卧式搅拌设备的轴封装置，安装于筒体两侧的端盖端面处且套装于搅拌轴上，包括与所述端盖固定连接的填料底板、与所述填料底板连接的填料箱座、安装于所述填料底板和所述填料箱座之间的自动补偿装置，所述自动补偿装置包括两端具有开槽的固定环、靠近所述填料底板一侧的开槽内卡有调同心块、靠近所述填料箱座一侧的开槽内卡有调垂直块，所述调同心块与所述填料底板相接触且能够与所述填料箱座作为整体在所述填料底板端面上平移，所述调垂直块与所述填料箱座相接触，且能够与所述填料箱座根据所述端盖和所述搅拌轴的相对位置自动调整贴合。

优选地，所述填料底板上与所述调同心块相接触处开设有凹槽，所述凹槽内固定有镜面抛光的不锈钢块，所述调同心块与所述不锈钢块的镜面抛光面接触。

优选地，所述调同心块为平面抛光的平面四氟块，所述调垂直块为球面抛光的球型四氟块。

优选地，所述填料箱座与所述填料底板通过带第一弹簧的第一螺栓连接。

优选地，所述第一螺栓与所述填料底板中间塞有尼龙柱销。

优选地，所述搅拌轴外套装有轴套，填料设置于所述轴套和所述填料箱座之间的油环两侧，所述填料的外侧设置有四氟垫块，所述四氟垫块的内径与所述轴套的外径相同。

优选地，在两段填料之间所述油环的填料腔内注满密封液，所述填料腔的封液入口能够与封液罐连通，所述封液罐外接保护气体气源，所述保护气体气源的压力比所述卧式搅拌设备的釜内操作压力高0.05～0.2MPa。

优选地，所述填料腔的封液出口能够与所述封液罐的进液口连通；所述封液罐还包括冷却液进口和冷却液出口；所述保护气体气源具体为氮气源。

优选地，所述轴封装置的填料压盖与所述填料箱座通过带第二弹簧的第二螺栓连接。

本实用新型所提供的卧式搅拌设备的轴封装置，安装于筒体两侧的端盖端面处，且套装于搅拌轴上。轴封装置包括填料底板、填料箱座、自动补偿装置，填料底板与端盖固定连接，比如填料底板与卧式搅拌设备的端盖用螺栓固定在一起。填料箱座与填料底板连接，比如通过螺栓将填料箱座与填料底板连接起来。自动补偿装置安装于填料底板和填料箱座之间，用于自动补偿同心度和径向压紧。自动补偿装置包括固定环、调同心块、调垂直块，固定环两端具有开槽，调同心块卡入靠近填料底板一侧的开槽内，调垂直块卡入靠近填料箱座一侧的开槽内，调同心块与填料底板相接触，且能够与填料箱座作为整体在填料底板端面上平移；调垂直块与填料箱座相接触，且能够与填料箱座根据端盖和搅拌轴的相对位置自动调整贴合。

本实用新型所提供的卧式搅拌设备的轴封装置，当卧式搅拌设备两边端盖不同心时，填料底板随着端盖偏移，而卡在固定环里的调同心块则与填料箱座作为一个整体在填料底板的端面上平移，而不受偏心的影响。当卧式搅拌设备两端盖不垂直或搅拌轴受力偏摆时，调垂直块与填料箱座这对摩擦副会根据端盖和搅拌轴的相对位置而自动调整贴合。该轴封装置很好地解决了卧式搅拌设备由于加工和安装的误差、搅拌轴的偏摆而导致轴封安装困难、轴封易泄露等问题，轴封装易于安装，对安装精度要求降低，筒体两端密封面的同心度和垂直度能够自动调节，密封效果较好，不易泄露，使用寿命延长。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种常规的填料密封结构示意图；

图2为现有技术中一种带波纹管式的填料密封结构示意图；

图3为本实用新型中一种具体实施方式所提供的轴封装置的结构示意图；

图4为图3中A处的局部示意图。

附图中标记如下：

00-底环、01-填料箱、02-油环、03-油脂入口、04-填料、05-压盖、06-轴套、07-端盖、08-波纹管、09-填料座；

1-端盖、2-尼龙注销、3-四氟垫块、4-第一弹簧、5-油环、6-填料、7-填料压盖、8-封液入口、9-封液灌、10-保护气体气源、11-填料底板、12-不锈钢块、13-轴套、14-平面四氟块、15-固定环、16-球型四氟块、17-填料箱座。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种卧式搅拌设备的轴封装置，该轴封装置有效地解决了对安装精度有比较高的要求，筒体两端密封面的偏心和不垂直程度直接影响密封的效果和寿命等问题。

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。

请参考图3和图4，图3为本实用新型中一种具体实施方式所提供的轴封装置的结构示意图；图4为图3中A处的局部示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的卧式搅拌设备的轴封装置，安装于筒体两侧的端盖1端面处，且套装于搅拌轴上。轴封装置包括填料底板11、填料箱座17、自动补偿装置，填料底板11与端盖1固定连接，比如填料底板11与卧式搅拌设备的端盖1用螺栓固定在一起。填料箱座17与填料底板11连接，比如通过螺栓将填料箱座17与填料底板11连接起来。自动补偿装置安装于填料底板11和填料箱座17之间，用于自动补偿同心度和径向压紧。自动补偿装置包括固定环15、调同心块、调垂直块，固定环15两端具有开槽，调同心块卡入靠近填料底板11一侧的开槽内，调垂直块卡入靠近填料箱座17一侧的开槽内，调同心块与填料底板11相接触，且能够与填料箱座17作为整体在填料底板11端面上平移；调垂直块与填料箱座17相接触，且能够与填料箱座17根据端盖1和搅拌轴的相对位置自动调整贴合。

本实用新型所提供的轴封装置，当卧式搅拌设备两边端盖1不同心时，填料底板11随着端盖1偏移，而卡在固定环15里的调同心块则与填料箱座17作为一个整体在填料底板11的端面上平移，而不受偏心的影响。当卧式搅拌设备两端盖1不垂直或搅拌轴受力偏摆时，调垂直块与填料箱座17这对摩擦副会根据端盖1和搅拌轴的相对位置而自动调整贴合。该轴封装置很好地解决了卧式搅拌设备由于加工和安装的误差、搅拌轴的偏摆而导致轴封安装困难、轴封易泄露等问题，轴封装易于安装，对安装精度要求降低，筒体两端密封面的同心度和垂直度能够自动调节，轴封装置的安装中心可调，同时适应旋转轴的偏摆，密封效果较好，不易泄露，使用寿命延长。

上述轴封装置仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，填料底板11上与调同心块相接触处开设有凹槽，凹槽内固定有镜面抛光的不锈钢块12，调同心块与不锈钢块12的镜面抛光面接触，也就是在填料底板11里面嵌入一块类似静环的镜面抛光的不锈钢块12，填料底板11和不锈钢块12与卧式搅拌设备的端盖1用螺栓固定在一起，螺栓连接较为方便，易于拆卸。不锈钢块12体积较小，易于加工，表面较为光滑，精度较高，与调同心块接触时的摩擦力较小，磨损较小，调节同心度更精确。

在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对轴封装置进行若干改变，调同心块为平面抛光的平面四氟块14，调垂直块为球面抛光的球型四氟块16，四氟块和球型四氟块16除熔融的碱金属外，四氟几乎不受任何化学试剂腐蚀，例如在浓硫酸、聚四氟包覆垫片硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于所有的溶剂，不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，具有优异的耐候性。

显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，填料箱座17与填料底板11通过带第一弹簧4的第一螺栓连接，第一螺栓对四氟块的压力不能太紧，填料箱座17上的第一弹簧4的弹性力可以使填料箱座17和四氟块既能移动，又不会被压溃，同时，四氟块磨损时，填料箱座17上的第一弹簧4对密封力的均匀进行自动补偿，保证良好的密封性。

需要特别指出的是，本实用新型所提供的轴封装置不应被限制于此种情形，第一螺栓与填料底板11中间塞有尼龙柱销2，第一螺栓与填料箱座17不存在间隙，螺栓孔塞满，填料箱座17不能移动，尼龙柱销2则起到传递扭矩时缓冲的作用。

本实用新型所提供的轴封装置，在其它部件不改变的情况下，搅拌轴外套装有轴套13，填料6设置于轴套13和填料箱座17之间的油环5两侧，填料6的外侧设置有四氟垫块3，将传统填料密封里的底环由金属垫块改为四氟垫块3，在填料6的另一侧也增加一个四氟垫块3，两个四氟垫块3的内径与轴套13的外径相同，相互配合。由于金属垫块与金属轴套13不能接触，两者之间具有间隙，定位不准确，填料箱座17里面的两个四氟垫块3与轴套13是配合尺寸，两者相接触，之间没有间隙，可以根据搅拌轴的位置来帮助填料密封来定位。

对于上述各个实施例中的轴封装置，在两段填料6之间油环5的填料腔内注满密封液，密封液由封液罐9提供，填料腔的封液入口8能够与封液罐9连通，可以始终连通，也可以需要时连通。封液罐9外接保护气体气源10，保护气体气源10的压力比卧式搅拌设备的釜内操作压力高0.05～0.2MPa，封液应选用与釜内介质相溶、且不污染环境的润滑介质。这种结构可用于釜内为不允许泄漏的有毒、易燃易爆的介质。由于密封液压力高于釜内压力和外界的常压，密封液会向设备内和环境中少量泄漏，可保证有毒粘稠介质不往环境中泄漏。优选地，对釜内有压力波动的情况适应性强，当釜内压力有变化时，可以通过调节封液罐9保护气体气源10的压力来适应这种变化，始终让气源压力比釜内操作压力高0.05～0.2MPa，达到保证有毒粘稠介质不往环境中泄漏的目的。

为了进一步优化上述技术方案，填料腔的封液出口能够与封液罐9的进液口连通，实现循环。封液罐9还包括冷却液进口和冷却液出口，如果卧式设备内温度较高，还可将封液罐9内的封液外循环冷却后再注入填料腔，降低釜内高温，防止热量通过轴套13传给填料6，延长填料6的寿命。保护气体气源10具体为氮气源，密封液压力由氮气提供，来源较广，无污染，压力高于设备内压力0.05-0.2MPa，允许密封液向设备内和环境中少量泄漏，可保证有毒粘稠介质不往环境中泄漏。

在上述各个具体实施例的基础上，轴封装置的填料压盖7与填料箱座17通过带第二弹簧的第二螺栓连接，填料压盖7采用第二弹簧来保持持续的压紧状态，具有自动补偿作用，防止运行一段时间后由于填料6的磨损、压紧力的下降导致介质泄漏。当填料6和搅拌轴磨损后，第二弹簧会拉动压盖移动，填料6和搅拌轴表面间各接触点上的径向力会得到及时有效补偿，从而提高了密封的可靠性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语内、外、端部等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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。