一种反应釜用自冲洗磁力耦合传动器的制作方法

本实用新型涉及搅拌反应釜制造技术领域，特别涉及一种反应釜用自冲洗磁力耦合传动器。

背景技术：

反应釜用磁力耦合传动器是依靠永久磁体的磁性穿透非磁性材料的密封罩，而相互吸引达到传递搅拌动力且做到绝对密封的一种装置，一般由搅拌轴、内支撑体、密封罩体、外支撑体、内磁回转体、外磁回转体、轴承及轴承座等组成。外磁回转体通过连接法兰、轴承组装在外支撑体上，外磁回转体由永久磁铁等材料制成；外磁回转体以内是密封罩体，由非磁性材料组成，密封罩体可通过螺栓及密封垫片与反应釜釜体紧固在一起，做到反应釜的绝对密封；密封罩体以内是内磁回转体，内磁回转体也由永久磁铁等材料制成，其与搅拌轴紧固在一起，通过轴承装置在内支撑体上。外磁回转体、密封罩体和内磁回转体保持同轴，工作时减速机带动外磁回转体转动，然后透过密封罩体吸引内回转体转动，带动搅拌轴转动，从而实现搅拌动力的磁力传动和反应釜的绝对密封。设备依靠密封罩体实现静密封，由于采用静密封，从而实现了耐高压、零泄漏。同时，磁力驱动属于无接触力矩传动，能有效的避免过载、振动等现象，有效的保护了设备。

反应釜的操作有间歇性，辅助时间所占比例大，尤其是磁力耦合传动器内部清洗、检修操作时间长、降低了设备的生产能力，对于大部分的产品，都需要多台设备同时操作，增加了产品成本。因此，近年来化工行业的反应釜逐步向节能化、保养、检修简易化发展。磁力耦合传动器是反应釜的关键部位，目前耦合器的品种繁多，具有工艺先进、质量稳定、传动平稳、操作方便等特点。但是，针对反应釜用磁力耦合器目前许多国内厂家采用的结构形式不能达到很好的使用效果，出现了清洗困难、高温脱磁、轴承使用寿命短等弊端，甚至出现污染物料的情况，严重影响了经济效益。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种反应釜用自冲洗磁力耦合传动器，具有自冲洗、高效、低能耗、运行平稳、耐高温、轴承使用寿命长、不污染物料等优点，能够适应各种设备的高强度搅拌反应需求及密封性需求。

为此，本实用新型提供一种反应釜用自冲洗磁力耦合传动器，其设有下轴承座、外支撑体、动力驱动装置、外磁回转体、内磁回转体、密封罩体、搅拌轴、下轴承组；下轴承座的上侧设有外支撑体，外支撑体上设有动力驱动装置，动力驱动装置与外磁回转体联动，外磁回转体与内磁回转体通过磁力耦合联动，外磁回转体与内磁回转体之间设置密封罩体，密封罩体的底部与下轴承座的上侧相连接，使密封罩体的内腔与下轴承座的内腔相连通，下轴承座内设有贯穿其中的搅拌轴，搅拌轴通过下轴承组固定在下轴承座内，搅拌轴的上端与内磁回转体联动，下轴承座开设有冲洗液进口通道和冲洗液出口通道，冲洗液进口通道与下轴承座的内腔相连通，冲洗液出口通道与密封罩体内腔相连通；下轴承座的下侧连接设有下轴承端盖，搅拌轴贯穿下轴承端盖，搅拌轴与下轴承端盖之间的缝隙从上到下依次采用单端面机械密封和迷宫密封，迷宫密封设有环形空腔，多个环形空腔从上到下并排设置在下轴承端盖的内表面，且环形空腔与搅拌轴与下轴承端盖之间的缝隙相连通；下轴承座的上侧与密封罩体的底部密封连接，下轴承座的下侧与下轴承端盖密封连接。

优选的，密封罩体内还设有内支撑体，内支撑体为上下两端开口的筒状结构，且内支撑体的下端与下轴承座的上侧密封连接；内支撑体内套设有搅拌轴，且搅拌轴的外壁与内支撑体内壁之间设有第一间隙；密封罩体的内壁与内支撑体的外壁之间设有第二间隙；第一间隙与第二间隙相连通；第一间隙与下轴承座的内腔相连通，第二间隙与冲洗液出口通道相连通。

优选的，密封罩体内还设有上轴承座、上轴承组和法兰座，上轴承座内设有贯穿其中的搅拌轴，搅拌轴通过上轴承组固定在上轴承座内；搅拌轴的上端向上贯穿上轴承组后与法兰座固定连接；上轴承组中的最上层为推力轴承，法兰座的底部与推力轴承的上套相连接；上轴承座与内支撑体的上端固定连接；法兰座与内磁回转体相连接，内磁回转体设置在密封罩体与内支撑体之间。

优选的，还设有第一循环冷却装置，第一循环冷却装置设有第一循环水套，第一循环水套设有外支撑体、第一连接法兰、第二连接法兰、第一循环水入口通道和第一循环水出口通道，外支撑体的顶部与第一连接法兰相连接，外支撑体的底部与第二连接法兰密封连接，密封罩体的底部外壁与第二连接法兰密封连接，外支撑体、密封罩体与第二连接法兰构成底部密封的第一环形水腔；第一循环水入口通道和第一循环水出口通道均与外支撑体相连通，且第一循环水入口通道位置低于第一循环水出口通道。

优选的，第一循环冷却装置还设有溢流口管路，溢流口管路与外支撑体相连通，且溢流口管路位置高于第一循环水出口通道。

优选的，还设有顶部轴承组，外磁回转体的上部中心连接轴通过顶部轴承组固定在第一连接法兰的中心孔内。

优选的，第一循环水入口通道上连通设有过滤装置。

优选的，还设有第二循环冷却装置，第二循环冷却装置设有第二循环水套，第二循环水套设有第二环形水腔、以及分别与第二环形水腔相连通的第二循环水入口通道和第二循环水出口通道；第二循环水套内套设有贯穿其中的搅拌轴，且第二循环水套的上端通过第三连接法兰与下轴承座的下侧相连接，第二循环水套的下端通过第四连接法兰与反应釜的釜盖相连接。

优选的，下轴承组由多个第一角接触球轴承组成。

优选的，上轴承组还设有多个第二角接触球轴承，第二角接触球轴承设置在推力轴承的下方。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种反应釜用自冲洗磁力耦合传动器，具有自冲洗、高效、低能耗、运行平稳、耐高温、轴承使用寿命长等优点，无需拆开磁力耦合传动器,无需停机，在设备运转过程中即可完成整个设备的冲洗工作。利用单端面机械密封和迷宫密封双重协同作用，有效提高密封性，保护釜内的介质不受污染，保证反应物料的高纯度，能够适应各种设备的高强度搅拌反应需求及密封性需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1所示的密封罩体、下轴承座、下轴承端盖及其内部部件的结构示意图；

图3是图2所示的A部放大图；

图4是图2所示的A-A剖视图中的密封罩体内的结构示意图；

图5是图2所示的去除上轴承组、上轴承座和下轴承组的冲洗液冲洗流程的结构示意图。

图中标记：1.下轴承座，2.外支撑体，3.外磁回转体，4.内磁回转体，5.密封罩体，6.搅拌轴，7.下轴承组，8.外磁钢，9.内磁钢，10.冲洗液进口通道，11.冲洗液出口通道，12.下轴承端盖，13.缝隙，14.单端面机械密封，15.迷宫密封，16.动环，17.静环，18.压紧弹簧，19.端面，20.环形空腔，21.内支撑体，22.第一环形间隙，23.第二环形间隙，24.上轴承座，25.上轴承组，26.法兰座，27.推力轴承，28.第一循环水套，29.第一连接法兰，30.第二连接法兰,31.第一循环水入口通道，32.第一循环水出口通道，33.第一环形水腔，34.溢流口管路，35.过滤装置，36.第二循环水套，37.第二环形水腔，38.第二循环水入口通道，39.第二循环水出口通道，40.第三连接法兰，41.第四连接法兰，42.釜盖，43.凸缘，44.第一螺栓，45.顶部轴承组，46.中心连接轴，47.盲孔，48.第一角接触球轴承，49.第二角接触球轴承，50.第三角接触球轴承，51.下轴承座内腔，52.第二螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

由图1所示，本实用新型提供一种反应釜用自冲洗磁力耦合传动器，其设有下轴承座1、外支撑体2、动力驱动装置、外磁回转体3、内磁回转体4、密封罩体5、搅拌轴6、下轴承组7，下轴承座1的上侧设有外支撑体2，外支撑体2上设有动力驱动装置(图1省略)，动力驱动装置的动力输出轴与外磁回转体3联动，动力输出装置可以是电动机；外磁回转体3与内磁回转体4通过磁力耦合联动，外磁回转体3与内磁回转体4之间设置密封罩体5，外磁回转体3大致呈倒扣杯状结构，其设有固定在其侧壁的外磁钢8，外磁钢8设置在外支撑体2和密封罩体5之间，内磁回转体4设有固定在其侧壁的内磁钢9，外磁钢8和内磁钢9均为永磁体，外磁回转体3将内磁回转体4罩在其中，在外磁回转体3与内磁回转体4之间设置有同样大体呈倒扣杯状的、非导磁体制成的密封罩体5，密封罩体5的底部与下轴承座1的上侧相连接，使密封罩体5的内腔与下轴承座1的内腔相连通，下轴承座1内设有贯穿其中的搅拌轴6，搅拌轴6通过下轴承组7固定在下轴承座1内，搅拌轴6的上端与内磁回转体4联动。当动力输出装置带动外磁回转体3旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与搅拌轴6相连的内磁回转体4作同步旋转，实现动力的无接触传递。同时，磁力驱动属于无接触力矩传动，能有效的避免过载、振动等现象，有效的保护了设备。

由图2、图4所示，本实用新型下轴承座1开设有冲洗液进口通道10和冲洗液出口通道11，冲洗液进口通道10与下轴承座1的内腔相连通，冲洗液出口通道11与密封罩体5内腔相连通；下轴承座1的下侧连接设有下轴承端盖12，搅拌轴6贯穿下轴承端盖12，搅拌轴6与下轴承端盖12之间的缝隙13从上到下依次采用单端面机械密封14和迷宫密封15；下轴承座1的上侧与密封罩体5的底部密封连接；下轴承座1的下侧与下轴承端盖12密封连接。密封罩体5、下轴承座1的内腔为一密封腔，仅留有冲洗液进口通道10和冲洗液出口通道11与该密封腔相连通，依靠密封罩体5实现静密封，由于采用静密封，从而实现了耐高压、零泄漏。反应釜正常运转过程中，冲洗液从冲洗液进口通道10进入，穿过下轴承座1内的下轴承组7的间隙，进入整个密封罩内腔，再从冲洗液出口通道11流出，无需拆开磁力耦合传动器，无需停机，既完成整个密封罩内各部件的冲洗、润滑工作，使清洗更加简单方便，延长轴承的使用寿命，又带走了热量，降低了设备温度，有效的避免了外磁回转体3与内磁回转体4高速运转时的高温脱磁。为了使整个密封罩内装置的冲洗工作更加充分和高效，密封罩体5内还设有内支撑体21，内支撑体21为上下两端开口的筒状结构，且内支撑体21的下端与下轴承座1的上侧密封连接；内支撑体21内套设有搅拌轴6，且搅拌轴6的外壁与内支撑体21内壁之间设有第一环形间隙22；密封罩体5的内壁与内支撑体21的外壁之间设有第二环形间隙23；第一环形间隙22的上端与第二环形间隙23相连通；第一环形间隙22的下端与下轴承座1的内腔相连通，第二环形间隙23与冲洗液出口通道11相连通。由图5所示，为了使冲洗液冲洗流程更加清晰和直观，在图2中去除上轴承组、上轴承座和下轴承组，并加以简化，形成结构示意图；反应釜正常运转过程中，冲洗液从冲洗液进口通道10进入，经下轴承组7所在的下轴承座1内腔51，进入搅拌轴6的外壁与内支撑体21内壁之间的第一环形间隙22，继续向上流动，直至内支撑体21的上端开口处，转而向下进入密封罩体5的内壁与内支撑体21的外壁之间的第二环形间隙23，继续向下流动，最后从冲洗液出口通道11流出。内支撑体21的设置，延长了冲洗液在密封罩体5的流动路线和流动时间，有效提升了冲洗液对整个密封罩体5内各装置的冲洗、润滑效果，进一步延长轴承的使用寿命，单位时间内带走更多的热量，有效降低了设备温度，更加有效的避免了外磁回转体3与内磁回转体4的高温脱磁。

由图1-图3所示，冲洗过程中，为了防止冲洗液从下轴承座1的底部渗漏到反应釜内，在下轴承座1的底部密封连接下轴承端盖12，且下轴承端盖12与搅拌轴6之间的缝隙13从上到下依次采用单端面机械密封14和迷宫密封15，其中单端面机械密封14为市售产品，直接购买安装即可，其主要部件是动环16、静环17、压紧弹簧18、以及连接设置在动环16和静环17之间的端面19，工作原理是依靠至少一对垂直于轴作相对滑动的端面19在流体压力和压紧弹簧18的弹力作用下，保持贴合并配合辅助密封而达到阻漏的装置，具有密封效果优异和寿命长等优点。在单端面机械密封14的下方，且在搅拌轴6与下轴承端盖12之间的缝隙13处采用迷宫密封15，即在下轴承端盖12的内表面从上到下设有并排开设的多个环形空腔20，该环形空腔20与搅拌轴6与下轴承端盖12之间的缝隙13相连通，形成上述迷宫密封15结构，基于迷宫密封15的原理，迷宫密封15产生迷宫效应，迷宫效应是流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能，一方面对于液体，有流体力学效应，其中包括磨阻效应、流束收缩效应，当有冲洗液开始从单端面机械密封14向下有少量渗漏流入迷宫密封15时，迷宫密封15对冲洗液产生磨阻效应、流束收缩效应，该效应分别使冲洗液粘性产生的摩擦，使冲洗液惯性的影响而产生收缩，从而有效阻止冲洗液的继续向下渗漏，实现密封效果；另一方面对于气体，有热力学效应，来自反应釜内的气体向上进入迷宫密封15时，迷宫密封15对该气体产生热力学效应，从而有效阻止气体继续向上渗透，同时迷宫密封15内向上渗透的气体也有效阻止了单端面机械密封14内的冲洗液继续向下渗漏。单端面机械密封14和迷宫密封15双重协同作用，有效提高密封性，保护釜内的介质不受污染，保证反应物料的高纯度。

由图1、图2所示，在反应釜正常运转过程中，为了使搅拌轴6转动更加稳定、可靠，密封罩体5内还设有上轴承座24、上轴承组25和法兰座26，上轴承座24内设有贯穿其中的搅拌轴6，搅拌轴6通过上轴承组25固定在上轴承座24内；搅拌轴6的上端向上贯穿上轴承组25后与法兰座26固定连接；上轴承组25中的最上层为推力轴承27，法兰座26的底部与推力轴承27的上套相连接，推力轴承27使法兰座26的转动更加灵活，有效的减少在机械能传递过程中因摩擦力导致的能量损失；上轴承座24与内支撑体21的上端固定连接，由于内支撑体21的支撑固定作用，使上轴承座24、上轴承组25及法兰座26稳固、可靠；上轴承组25内存在间隙，使第一环形间隙22与第二环形间隙23互相连通，冲洗液从第一环形间隙22向上流动，经过上轴承组25，进入第二环形间隙23内；法兰座26与内磁回转体4相连接，内磁回转体4设置在密封罩体5与内支撑体21之间。内磁回转体4通过法兰座26与搅拌轴6的上端联动，当内磁回转体4受力转动时，由内磁回转体4通过法兰座26带动搅拌轴6转动，实现反应釜内物料的搅拌。上轴承座24、上轴承组25和法兰座26使搅拌轴6的转动更加稳定和可靠，有效的保证了反应釜持续正常的运转。

由图1所示，在反应釜正常运转过程中，为了进一步降低外磁回转体3与内磁回转体4高速旋转过程中产生的热量，本实用新型还设有第一循环冷却装置，第一循环冷却装置设有第一循环水套28，第一循环水套28设有外支撑体2、第一连接法兰29、第二连接法兰30、第一循环水入口通道31和第一循环水出口通道32，外支撑体2的顶部与第一连接法兰29相连接，外支撑体2的底部与第二连接法兰30密封连接，密封罩体5的底部外壁与第二连接法兰30密封连接，外支撑体2、密封罩体5与第二连接法兰30构成底部密封的第一环形水腔33；第一循环水入口通道31和第一循环水出口通道32均与外支撑体2相连通，且第一循环水入口通道31位置低于第一循环水出口通道32。反应釜正常运转过程中，冷却水从第一循环水入口通道31进入第一环形水腔33，沿着第一环形水腔33向上流动，从第一循环水出口通道32流出，带走了外磁回转体3与内磁回转体4高速旋转过程中产生的热量，有效的降低外磁回转体3与内磁回转体4的温度，进一步保证外磁回转体3与内磁回转体4在高速运转时不脱磁。第一循环冷却装置的第一循环水套28还可以设有溢流口管路34，溢流口管路34与外支撑体2相连通，且溢流口管路34的位置高于第一循环水出口通道32，当第一环形水腔33内冷却水上升至第一循环水出口通道32后仍然继续上升时，至溢流口管路34溢流出来，防止第一环形水腔33内水压过大而损坏设备。第一循环水入口通道31上还可以连通设有过滤装置35，用于过滤冷却水中的杂质，避免设备被腐蚀，过滤装置35为市售产品，其内设有过滤网。

由图1所示，在反应釜正常运转过程中，为了进一步避免来自反应釜内高温气体产生的热量影响，本实用新型还设有第二循环冷却装置，第二循环冷却装置设有呈筒型结构的第二循环水套36，第二循环水套36的侧壁设有第二环形水腔37、以及分别与第二环形水腔37相连通的第二循环水入口通道38和第二循环水出口通道39，第二循环水入口通道38位置最好低于第二循环水出口通道39，相比之下，第二循环水入口通道38距反应釜内腔更近，能够有效提高冷却水冷却效果。第二循环水套36内腔套设有贯穿其中的搅拌轴6，且第二循环水套36的上端通过第三连接法兰40与下轴承座1的下侧相连接，第二循环水套36的下端通过第四连接法兰41与反应釜的釜盖42通过第一螺栓44相连接，为了使连接更加牢固，通常在釜盖42上连接设有凸缘43，第二循环水套36的下端通过第四连接法兰41与凸缘43相连接；第二连接法兰30与第三连接法兰40通过第二螺栓52进行连接，从而使第二循环水套36更加稳定、可靠。反应釜正常运转过程中，冷却水从第二循环水入口通道38进入第二环形水腔37，沿着第二环形水腔37向上流动，最后从第二循环水出口通道39流出，带走了来自反应釜内高温气体产生的热量，隔绝反应釜内的高温向上继续传播扩散，进一步保证外磁回转体3与内磁回转体4不受反应釜内的高温的影响，保证其在高速运转时不脱磁。进一步的，迷宫密封15设置在第二循环水套36内腔，有效降低来自反应釜内的气体温度，进一步提高迷宫密封15气体密封性能。

由图1所示，为了便于动力驱动装置(例如电动机)与外磁回转体3的有效连接，本实用新型还设有顶部轴承组45，外磁回转体3的上部中心连接轴46通过顶部轴承组45固定在第一连接法兰29的中心孔内，中心连接轴46内设有盲孔47，盲孔47与外磁回转体3的中心轴线相重合，动力驱动装置的动力输出轴插入到盲孔47内，使电动机与外磁回转体3固定连接，通常采用键连接方式。顶部轴承组45可由多个第三角接触球轴承50组成，接触球轴承具有可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作等优点，满足外磁回转体3高速运转的要求。

由图1、图2所示，本实用新型下轴承组7可由多个第一角接触球轴承48组成。上轴承组25还可设有多个第二角接触球轴承49，第二角接触球轴承49设置在推力轴承27的下方。第一角接触球轴承48和第二角接触球轴承49均为接触球轴承，其具有可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作等优点，且上轴承组25和下轴承组7均设置在密封罩体5内，在反应釜正常运转过程中，密封罩体5内充满流动的冲洗液，提升上轴承组25和下轴承组7的润滑效果，且带走其转动过程中产生的热量，满足搅拌轴6高速旋转的要求，进一步延长轴承的使用寿命。

本实用新型与现有设备操作工况相比，具备结构简单、易于清理、自冲洗、高效、低能耗、运行平稳、耐高温等优点，配备在反应釜上，能够实现反应釜内物液反应稳定、反应环境易操控、生产周期短、高效高产能等效果，在冲洗过程中不需要停机操作，提高工作效率。本实用新型不仅适用于反应釜，能够适应各种设备的高强度搅拌反应需求及密封性需求，满足产业化、连续化生产的要求。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”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备特定的方位、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。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。