一种包括轴承密封元件的搅拌机构以及包括搅拌机构的料仓的制作方法

1.本发明涉及一种包括轴承密封元件的搅拌机构以及包括该搅拌机构的料仓，广泛适用于各种化工生产，特别是对物料洁净度要求较高的化工生产领域。


背景技术：

2.料仓是化工生产中的常见容器，通常用于暂时存放固体物料，出于防止粘结的目的，料仓中往往需要设置搅拌机构。搅拌机构必然涉及轴承的使用，为了避免固体物料中含有的灰尘或其他细小颗粒通过搅拌机构特别是轴承的主轴部分导致主轴磨损或损坏，唇形密封件经常作为轴承密封元件而被使用。然而，由于密封件材料老化等原因，单独的唇形密封件容易失效，对正常的化工生产秩序造成影响；在一些极端情况下还可能出现严重的安全事故。


技术实现要素：

3.本发明人发现，对于一些物料洁净度要求较高的生产领域，例如高性能热塑性聚氨酯的生产，一方面要求由于颗粒物料间的摩擦而产生的或者其他细小颗粒不会进入轴承部件中或者其他机械结构中，另一方面也要保证来自机械机构的工业润滑剂，被广泛应用在几乎所有存在机械摩擦场合的纯矿物油、聚α烯烃、合成油、聚醚合成油、烷基苯油以及可生物降解脂类油等，不会穿过密封机构污染物料；在一些要求更高的场合里，即使发生密封失效的情况，也要尽力避免上述现象发生，因为对于连续生产而言，物料污染往往意味着全部生产环节都要同时停车，这会对化工生产造成巨大的影响，导致不可估量的经济损失。
4.据此，本发明通过改进包括搅拌机构在内的料仓设置，特别是改进其中轴承密封元件的设置，以满足对于物料洁净度要求较高的化工细分领域的现实需求，是亟待解决的问题。
5.本发明的一个方面提供一种包括轴承密封元件的搅拌机构，在该搅拌机构中，通过对于设置双重唇形密封元件并配合气封结构，实现了搅拌机构的轴承端与叶片端的密封状态下的空间隔离，使得充盈在轴承端的工业润滑剂难以进入物料一侧造成污染，同时也使得物料中夹杂的灰尘和其他细小颗粒难以进入轴承端或者其他搅拌机构从而损坏机械构件。
6.本发明的另一个方面提供的该包括轴承密封元件的搅拌机构还包括一个检验气路，通过该气路是否有气体流出，可以判断密封机构是否失效，是否需要检修，以在密封单元老化早期阶段及时排除障碍，避免发生严重后果。
7.本发明的另一个方面提供的该包括轴承密封元件的搅拌机构还包括一个气体分配环，该气体分配环位于两个单唇油封机构之间，环内侧与轴紧固连接，环外侧刻有凹槽，基本上能够填充轴套之间的空隙部分；该气体分配环一方面能够使得从进气口流入的气流能够先流通气体分配环，以保证进气口处的气流能够在环内均匀分布，达到气封目的的同时保持轴承总体的压力稳定，不会产生局部压力过大导致的轴承整体晃动不稳定；另一方
面，上述涉及对于两个单唇油封机构也能起到限位作用，防止二者发生位移。
8.本发明的另一个方面还提供一种包括上述搅拌机构的料仓，该料仓适用于储存固体物料，特别是对物料洁净度要求较高的固体物料。
9.本发明提供一种包括轴承密封元件的搅拌机构，该机构通过双重唇封结构的设置配合在二者之间设置气封单元，有效地提升了密封程度，有效地实现了物料侧与工业润滑剂一侧的空间隔离，实现了密封失效情况下的安全缓冲。另外，其中对于气路和观测孔的设置，使得操作人员能够简便有效地判断密封结构的老化情况，实现了早期排查风险的目的。此外，本发明中气体分配环的涉及在能够固定两个独立的单唇油封机构的同时还能有效地均匀分配气路内气压，以免进气口处气压过大对轴承乃至整个搅拌机构的稳定产生不利影响。
10.本发明还提供一种包括前述搅拌机构的料仓，使得料仓具有上述特点，更满足对于物料洁净度要求更高的生产要求。例如对于聚氨酯生产，特别是热塑性聚氨酯的生产，物料成分对于控制产品的最终性能非常关键，如舒适性、耐久性、柔韧性、耐摩擦性能以及其他机械性能，乃至终端产品的颜色和外观等。因此，本发明提供的包括轴承密封元件的搅拌机构以及包括搅拌机构的料仓可以更好地控制和保障聚氨酯产品的参数和性能。
11.技术方案
12.本发明提供一种包括轴承密封元件的搅拌机构，包括轴套、轴座、轴承、轴承上盖以及搅拌轴组成；该轴承固定地设置于轴套之内；该轴座固定于轴承内圈；该轴承上盖设置于轴套之上，与轴套采用可拆卸的连接方式相互连接，其中心位置开孔；该搅拌轴固定于轴座之上，且一端穿过轴承上盖的开孔并伸出轴套；该搅拌轴与轴套之间存在间隙；该搅拌轴上相隔一段距离的位置上设置有两个单唇油封机构，两个单唇油封机构足够填充搅拌轴与轴套之间的间隙；该轴套设置有气路，该气路至少设置有两个开口，一端开口位于轴套外侧作为进气口，另一端开口位于两个单唇油封机构之间。
13.在本发明的一种实施方式中，该述气路还包括一个开设于轴套外侧开口作为观测孔，该观测孔与上述气路互不连通。
14.在本发明的一种实施方式中，还包括一个设置于两个单唇油封机构之间的气体分配环，该气体分配环内侧与搅拌轴紧固连接，外侧足够覆盖该间隙但仍然允许气流通过，且刻有凹槽。
15.在本发明的一种实施方式中，该轴承上盖与轴套之间可拆卸的连接方式为螺纹连接。
16.在本发明的一种实施方式中，该轴承为深沟球轴承。
17.在本发明的一种实施方式中，上述单唇油封机构由选自丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、金属橡胶和天然橡胶中的一种很或多种制成。
18.在本发明的一种实施方式中，前述进气口上设有螺纹，适于与外接气源相连接。
19.本发明提供一种包括搅拌机构的料仓，该料仓包括本发明涉及的包括轴承密封元件的搅拌机构。
20.在本发明的一种实施方式中，该搅拌机构设置于料仓的底部。
21.在本发明的一种实施方式中，该搅拌轴上有一个或多个叶片。
22.本发明还提供一种通过前述观测孔判断密封机构密封是否有效的方法。
23.本发明的涉及的包括轴承密封元件的搅拌机构以及包括搅拌机构的料仓，特别适用于包含固体物料的化工生产领域，尤其适合与对于物料洁净度较高的化工生产领域。
24.有益效果
25.本发明至少在以下方面相比于现有技术中存在的问题取得了较为理想的技术效果：
26.(1)本发明技术方案简便易行，适于对现有设备进行改进，从而取得较好的效果；
27.(2)本发明通过双重唇封结构以及气封结构的配合，将原有的物料侧/润滑油侧的二分隔离模式进一步调整为物料侧/气体侧/润滑油侧的三分隔离模式，使得即使在其中一个唇封结构密封失效的情况下，物料和侧和润滑油侧之间仍然能够由足够的缓冲空间；
28.(3)本发明通过气封结构的设置，尽管通入气体的压力并非高压，但一定程度上，能够将物料侧可能存在的灰尘或其他细小颗粒控制在物料一侧，将润滑油一侧的润滑油报保持在润滑有一侧，提升了密封的效果；
29.(4)本发明通过气路的独特设置以及观测孔的设置，配合其中通入的气体，使得操作人员能够直观地监测密封机构的老化情况，便于在早期排除可能存在的隐患，将停车风险和安全隐患程度降到了最低；
30.(5)本发明的另一处改进在于，通过气体分配环的设置，一方面能够使得从进气口流入的气流能够先流通气体分配环，以保证进气口处的气流能够在气体分配环内均匀分布，达到气封目的的同时保持轴承总体的压力稳定，不会产生局部压力过大导致的轴承整体晃动不稳定；另一方面，上述涉及对于两个单唇油封机构也能起到限位作用，防止二者发生位移。
附图说明
31.图1是本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构的一种实施方式中除搅拌轴以外部分的正面示意图；
32.图2是沿图1中a-a’直线截得的剖面示意图，出于简洁的目的，仅展现出截面的左半部分，将基本与其对称的右半部分省略；
33.图3是本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构的一种实施方式中气体分配环的结构的立体图；
34.图4是本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构的一种实施方式中气体分配环的结构的主视图；
35.图5是本发明的包括搅拌机构的料仓的一种实施方式的示意。
36.附图标记列表：
37.1：搅拌机构
38.2：轴套
39.3：轴座
40.4：轴承
41.5：搅拌轴
42.6：间隙
43.71：单唇油封机构
44.72：单唇油封机构
45.8：气路
46.81：进气口
47.82：观测孔
48.83：开口
49.9：轴承上盖
50.10：料仓
51.11：气体分配环
具体实施方式
52.为阐明本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构以及包括搅拌机构的料仓，结合说明书附图对本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构以及包括搅拌机构的料仓的内容描述如下，下述内容并不构成对发明保护范围的限制。
53.图1是本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构的一种实施方式中除搅拌轴以外部分的正面示意图；图1展示的本发明的一种实施方式中，轴套2上开设有两个与大气相通的孔分别为进气口81和观测孔82；虽未示出，但进气孔81和观测孔82在密封正常的情况下，彼此相互不连通；轴座3略微在下端伸出轴套2，虽未示出，但轴承4就固定于轴座3之上并限制于轴套2之内。轴承上盖9设置于轴套2之上，并与其采用可拆卸地链接方式相互连接。
54.图2是沿图1中a-a’直线截得的剖面示意图，出于简洁的目的，仅展现出截面的左半部分，将基本与其对称的右半部分省略。图2展示了本发明一种实施方式中轴套内部的结构。从机械结构上，搅拌轴5固定于轴座3之上，二者之间可以采用任意现有技术所教示的方式相互可拆卸地或不可拆卸地相互连接；轴座3与轴承4的内部紧紧咬合；出于便于搅拌轴5活动的目的，轴座3的外壁与轴套2的内侧之间存在一个明显的间隙6，为了起到密封的作用，轴座3上设有独立的单唇油封机构71和单唇油封机构72，二者之间相隔一段距离，但单唇油封机构71和72上的橡胶密封唇足够填充间隙6；尽管未示出，本领域公知的技术事实是，轴承4虽然可能为封闭结构，但由于存在滑动和摩擦，轴承4一定是可供气体穿过的，因此可以视为气路8的一部分；从气路8的结构看来，进气口81允许气体以一定的气体压强流入轴套2的内部，例如0.2巴至0.6巴，然而上述气路另一端是几乎封闭的，其开口位置为单唇油封机构71和72之间，在通称情况下，从进气口81以并不太高的压强流入的气体，实际上将位于上方的单唇油封机构71向上推，故而即使在上方有灰尘或细小颗粒落下甚至突破了单唇油封机构71的情况下，由于气流的作用，其仍然可能会被吹扫向上，不致下落；基于相似的原理，进气口81中的气流也可以使得轴承4处渗漏的工业润滑剂在重力和气流吹扫的双重作用下回流，而不致污染物料；另外，尽管图2中未示出，当单唇油封机构72出现老化导致密封失效时，气体会透过单唇油封机构72而进入轴承4中，从观测孔82流出，此时气流会从观测孔82流出，使得操作人员能够轻易发现发生密封失效，即使检修或者更换设备。此外，进气口81处进入的气体首先通过气体分配环11外侧凹槽流入气体分配环，并在其中均匀分配；虽然气体分配环11基本能够填充孔隙6，但存在可通过气体的缝隙，因而流入分配换11外侧凹槽的气体在分配换内均匀分布后，分从气体分配环11上部和下部在圆周各处以
气压的气压流出；这样的设计可以保证进入气体不会引起两个唇油封机构71和72之间的空间气压过大，从而在达到气封目的的同时保持轴承机构总体的压力稳定，避免局部压力过大导致搅拌机构1整体晃动不稳定，另一方面也能够对两个单唇油封机构71和72起到限位作用，防止二者发生位移。
55.图3和图4分别本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构的一种实施方式中气体分配环的结构的主视图，二者清楚了展示了所述气体分配环的结构。
56.图5是本发明的包括搅拌机构的料仓的一种实施方式的示意图，其中展示了一种包括本发明的包括轴承密封元件的搅拌机构的料仓，其中轴套2及其全部内部结构均位于料仓10底部。搅拌轴5与位于轴套2内部的轴承紧密连接。
57.以上内容是在本发明所保护的范围内结合说明书附图及附图标记对一些具体实施方式的描述性说明，无意对本发明保护的技术方案做出限缩性解释，本发明的保护范围依然延及本发明权利要求书中要求保护的技术方案以及在本发明所体现的任何与其相符合的调整与修改。