高压大扭矩轴向密封及润滑系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高压大扭矩轴向密封及润滑系统，在传动轴的上部外周设有二级填料箱体、二级填料和二级压盖，在传动轴的下部外周设有一级填料箱体、一级填料、分油环和一级压盖，二级填料箱体下端插接于一级填料箱体内由中螺母螺柱相连；二级填料箱体和一级填料箱体上均设有润滑油进口，润滑系统包括相连的主油站、补油站、卫星站和分配器，主油站内包括主油箱、补油泵、主注油泵和主过滤器，主过滤器出口接至卫星站，卫星站通过分配器将润滑油输送至各润滑油进口。本发明通过上述设计，其系统连接紧凑，不仅供油性能可靠，而且可以自动补油，逐级分压与润滑有利于径向密封力的均布与润滑，减少磨损，具有密封效果好、运行的稳定性高的优点。
【专利说明】高压大扭矩轴向密封及润滑系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高压大扭矩轴向密封及润滑系统。
【背景技术】
[0002]填料密封一般是在箱体上做出填料函，将富有压缩性和回弹性的填料放入其内，依靠压盖的轴向压紧力转化为径向密封力，利用密封填料的弹性变形补偿密封面的磨损，使被密封空间与外界隔绝，堵塞泄漏间隙，阻止介质外漏从而起到密封作用，它广泛应用于旋转、往复和各种静止状态的密封。具有结构简单、操作和更换方便、材料来源广泛、加工容易、成本低廉、适用范围广、密封可靠等特点。但作为动密封时，其缺点也正是由于靠填料的弹性变形补偿密封面的磨损，因此磨损是填料密封中的一个突出问题。摩擦引起的磨损直接影响到填料密封的密封性能和使用寿命，包括填料与转轴的磨损，因此，当泄漏量增大时，通常需要定期压紧压盖来达到密封的要求。磨损与填料函的结构设计、填料及轴本身的耐磨性、填料的润滑与冷却、轴的转速等有关。此外，匹配上述密封装置的润滑系统的结构设计也很复杂，供油的可靠性较差。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中普通填料密封在使用于动密封时，摩擦引起的磨损直接影响到填料密封的密封性能和使用寿命，以及匹配上述密封装置的润滑系统的结构设计复杂，供油的可靠性较差的问题，本发明提供一种高压大扭矩轴向密封及润滑系统，该高压大扭矩轴向密封及润滑系统的结构紧凑，不仅供油性能可靠，而且可以自动补油，逐级分压与润滑有利于径向密封力的均布与润滑，减少磨损，密封效果好、使用寿命长、运行的稳定性高。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括传动轴，在传动轴的上部外周设有二级填料箱体、二级填料和二级压盖，二级填料设置在二级填料箱体内，上端由二级压盖压紧，二级填料箱体与二级压盖间由上螺母螺柱相连；在传动轴的下部外周设有一级填料箱体、一级填料、分油环和一级压盖，一级填料和分油环上下依次设置在一级填料箱体内，下端由一级压盖压紧，一级填料箱体与一级压盖间由下螺母螺柱相连；二级填料箱体下端插接于一级填料箱体内，两者之间由中螺母螺柱相连；二级填料箱体和一级填料箱体上均设有润滑油进口，润滑系统包括相连的主油站、补油站、卫星站和分配器，主油站内包括主油箱、补油泵、主注油泵和主过滤器，补油泵连接补油站和主油箱，主注油泵和主过滤器串联，一端接至主油箱，另一端出口接至卫星站，卫星站连接分配器，主油箱内设置电加热器、温度控制装置、液位计和液位控制器，分配器将润滑油输送至各润滑油进口。
[0005]在主油站内还设置备用注油泵、备用过滤器和补油过滤器，备用注油泵和备用过滤器串联，补油泵和补油过滤器串联，备用过滤器的出口端与主过滤器的出口端并联接至卫星站，主注油泵和备用注油泵交替工作，各过滤器内有内置的目视污染检测器和压差开关，各过滤器的进出口两端连接至压力指示器。
[0006]备用过滤器的出口端与主过滤器的出口端并联后通过过滤器接至卫星站，卫星站包括卫星油箱和卫星注油泵，卫星注油泵将卫星油箱内的润滑油送至分配器。
[0007]分配器的出口管路上安装有单向阀、压力表、溢流阀和三通球阀，当管路压力超高时，溢流阀工作将润滑油回至卫星站，单向阀在管路油压低时防止釜内压力倒灌。
[0008]二级压盖和分油环与二级填料、一级填料的接触面均带有锥度的设计。
本发明通过上述具体设计，其系统连接紧凑，不仅供油性能可靠，而且可以自动补油，逐级分压与润滑有利于径向密封力的均布与润滑，减少磨损，具有密封效果好、使用寿命长、运行的稳定性高的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]以下结合附图和实施例说明本发明的详细内容。
[0010]图1是本发明中密封装置的结构示意图。
[0011]图2是本发明中润滑系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图所示,本发明包括传动轴I,在传动轴I的上部外周设有二级填料箱体2、二级填料3和二级压盖4，二级填料3设置在二级填料箱体2内，上端由二级压盖4压紧，二级填料箱体2与二级压盖4间由上螺母螺柱5相连；在传动轴I的下部外周设有一级填料箱体6、一级填料7、分油环8和一级压盖9，一级填料7和分油环8上下依次设置在一级填料箱体6内，下端由一级压盖9压紧，一级填料箱体6与一级压盖9间由下螺母螺柱10相连；二级填料箱体2下端插接于一级填料箱体6内，两者之间由中螺母螺柱11相连；二级填料箱体2和一级填料箱体6上均设有润滑油进口 12，润滑系统包括相连的主油站13、补油站
14、卫星站15和分配器16，主油站13内包括主油箱17、补油泵18、主注油泵19和主过滤器20，补油泵18连接补油站14和主油箱17，主注油泵19和主过滤器20串联，一端接至主油箱17，另一端出口接至卫星站15，卫星站15连接分配器16，主油箱17内设置电加热器21、温度控制装置36、液位计22和液位控制器23，分配器16将润滑油输送至各润滑油进口
12。在主油站13内还设置备用注油泵24、备用过滤器25和补油过滤器26，备用注油泵24和备用过滤器25串联，补油泵18和补油过滤器26串联，备用过滤器25的出口端与主过滤器20的出口端并联接至卫星站15，主注油泵19和备用注油泵24交替工作，各过滤器内有内置的目视污染检测器和压差开关，各过滤器的进出口两端连接至压力指示器27。备用过滤器25的出口端与主过滤器20的出口端并联后通过过滤器28接至卫星站15，卫星站15包括卫星油箱29和卫星注油泵30，卫星注油泵30将卫星油箱29内的润滑油送至分配器
16。分配器16的出口管路上安装有单向31、压力表32、溢流阀33和三通球阀34，当管路压力超高时，溢流阀33工作将润滑油回至卫星站15，单向阀31在管路油压低时防止釜内压力倒灌。二级压盖4和分油环8与二级填料3、一级填料7的接触面均带有锥度35的设计。本发明高压大扭矩轴向密封及润滑系统是一种可应用于高压、高温搅拌设备的搅拌轴与釜顶搅拌口之间的一种密封及润滑设计，当然也并不局限于仅匹配上述装置使用。其使用工况条件为:釜内工作压力为5.2MPa、工作温度260度、介质为铝酸钠溶液及热碱性蒸汽等，搅拌装置配置的功率为45Kw、转速30rpm、搅拌额定扭矩为14325Nm,轴径160mm。由于该搅拌装置的额定扭矩大，并且温度高，轴径大，采用磁力密封非常困难，并且体积大、价格昂贵，此温度下磁性易发生失效、轴承润滑脂容易流失，轴承易损坏，检修更换不方便等。而机械密封也存在结构复杂、密封圈寿命短，价格昂贵，检修更换不方便的情况。本发明中密封装置的箱体采用上、下两级结构设计，逐级分压与润滑，有效保证填料预压紧和润滑的需要，提高了密封的可靠性，在使用状态下，润滑油由润滑油进口 12注入，填料采用耐磨损盘根，该盘根为热固性高性能合成纤维线浸溃特殊的润滑剂，在编织过程中再次浸溃高质量的PTFE乳液，具有①.高强度，耐磨损，但不伤轴，易切割；②.热稳定，低热膨胀，在温度和压力交变的情况下尺寸稳定；③.杰出的耐化学介质，无点蚀、无硬化、耐高温的特点；传动轴I与填料配合的表面采取热喷涂氧化铬，表面硬度达1000HV，并磨削加工至光洁度Ra0.4um，减少传动轴I配合表面与填料的磨损，提高填料的使用寿命与密封性。实现满足在使用压力5.2MPa、温度260°C、转速30 r p m、轴径160 m m、的密封要求。本发明中的润滑系统，通过一个主油站13、补油站14和若干个卫星站15组成一套能精确定量给密封填料提供高质量的润滑，减少磨损、提高填料密封性能和使用寿命，并防止介质通过填料渗漏。1.主油站13内采用用两台同样的主注油泵19和备用注油泵24，采用一用一备的工作模式，给多台卫星站15内卫星油箱29供油。主油站13内的主油箱17中设置电加热器21、温度控制装置36能确保主油箱17内油品温度在设定的温度范围，油箱内还配备了液位计22和液位控制器23，液位控制器23与补油站14配合使用，就可以实现自动补油功能。在主油站13的主注油泵19和备用注油泵24的出口部分均加装了一个过滤器。当其中一台泵出口的过滤器发生堵塞时，控制系统将自动切换到备用注油泵24的回路，并使用备用过滤器25 ;每个过滤器内有内置的目视污染检测器和压差开关，用户可以非常方便的通过观察目视污染检测器和监测污染度开关来判断油品的污染程度。在发生过滤器内的滤芯过脏(即油品过脏)时，系统会自动切换到另外一个过滤器，系统不至于发生停机检修的问题。用户可以在观察到过滤器脏的故障后，在线更换过滤器虑芯，而无需停机。2.补油站14用一台补油泵18，在主油箱17的液位低时，可以通过切换补油泵18的入口球阀，使补油泵18可以从加油桶内直接泵送润滑油到主油箱17内。当主油箱17的液位到达高位时，补油泵18停止工作。补油部分的出口管路上配置了一个单筒过滤器37，这个单筒过滤器37也有污染检测功能，可以实现目视检测和电气监测两个功能。3.每个卫星站15可以为多套搅拌设备的密封填料箱以间歇的工作模式、精确定量提供润滑，其工作压力可调，流量可调。各个卫星站15均可以独立控制，在卫星站15内的卫星注油泵30有足够油量的情况下，卫星站15可以不依赖主油站13独立运行，上位机可以实时、独立的检测各个卫星站15的运行情况。卫星站15可以配有两台同样的供油泵，采用一用一备的工作模式；4.分配器16上每个出口均装有堵塞指示器，分配器16上配置感应开关，检测分配器是否动作正常。当某一润滑点管路阻塞，阻塞指示器会指示，每个分配器16的出口管路安装有单向阀31、压力表32、溢流阀33和三通球阀34，当管路压力超高时，溢流阀33工作，将油回至卫星油箱29。单向阀31在管路油压低时，防止釜内压力倒灌，分配器16将润滑油输送至各润滑油进口 12。以上所述的实施例仅仅是对本发明高压大扭矩轴向密封及润滑系统的优选实施方式进行描述，并非对发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明方案的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种外型变型和改进，均应落入本发明高压大扭矩轴向密封及润滑系统的保护范围。
【权利要求】
1.一种高压大扭矩轴向密封及润滑系统，包括传动轴，其特征是在传动轴(I)的上部外周设有二级填料箱体(2 )、二级填料(3 )和二级压盖(4)，二级填料(3 )设置在二级填料箱体(2)内，上端由二级压盖(4)压紧，二级填料箱体(2)与二级压盖(4)间由上螺母螺柱(5)相连；在传动轴(I)的下部外周设有一级填料箱体(6)、一级填料(7)、分油环(8)和一级压盖(9)，一级填料(7)和分油环(8)上下依次设置在一级填料箱体(6)内，下端由一级压盖(9)压紧，一级填料箱体(6)与一级压盖(9)间由下螺母螺柱(10)相连；二级填料箱体(2)下端插接于一级填料箱体(6)内，两者之间由中螺母螺柱(11)相连；二级填料箱体(2)和一级填料箱体(6)上均设有润滑油进口(12)，润滑系统包括相连的主油站(13)、补油站(14)、卫星站(15)和分配器(16)，主油站(13)内包括主油箱(17)、补油泵(18)、主注油泵(19)和主过滤器(20)，补油泵(18)连接补油站(14)和主油箱(17)，主注油泵(19)和主过滤器(20)串联，一端接至主油箱(17)，另一端出口接至卫星站(15)，卫星站(15)连接分配器(16)，主油箱(17)内设置电加热器(21)、温度控制装置(36)、液位计(22)和液位控制器(23)，分配器(16)将润滑油输送至各润滑油进口(12)。
2.根据权利要求1所述的高压大扭矩轴向密封及润滑系统，其特征是在主油站(13)内还设置备用注油泵(24)、备用过滤器(25)和补油过滤器(26)，备用注油泵(24)和备用过滤器(25)串联，补油泵(18)和补油过滤器(26)串联，备用过滤器(25)的出口端与主过滤器(20)的出口端并联接至卫星站(15)，主注油泵(19)和备用注油泵(24)交替工作，各过滤器内有内置的目视污染检测器和压差开关，各过滤器的进出口两端连接至压力指示器(27)。
3.根据权利要求2所述的高压大扭矩轴向密封及润滑系统，其特征是备用过滤器(25)的出口端与主过滤器(20)的出口端并联后通过过滤器(28)接至卫星站(15)，卫星站(15)包括卫星油箱(29)和卫星注油泵(30)，卫星注油泵(30)将卫星油箱(29)内的润滑油送至分配器(16)。
4.根据权利要求1或2或3所述的高压大扭矩轴向密封及润滑系统，其特征是分配器(16)的出口管路上安装有单向阀(31)、压力表(32)、溢流阀(33)和三通球阀(34)，当管路压力超高时，溢流阀(33)工作将润滑油回至卫星站(15)，单向阀(31)在管路油压低时防止釜内压力倒灌。
5.根据权利要求1或2或3所述的高压大扭矩轴向密封及润滑系统，其特征是二级压盖(4)和分油环(8)与二级填料(3)、一级填料(7)的接触面均带有锥度(35)的设计。
6.根据权利要求4所述的高压大扭矩轴向密封及润滑系统，其特征是二级压盖(4)和分油环(8)与二级填料(3)、一级填料(7)的接触面均带有锥度(35)的设计。
【文档编号】F16N39/06GK103807443SQ201410074148
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】叶胜康, 陈云才, 郭林, 李连星 申请人:浙江恒丰泰减速机制造有限公司