用于箱旋轉(zhuǎn)軸的密封系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一個(gè)允許在線維護(hù)和替換驅(qū)動(dòng)在流體保持箱(12)內(nèi)部延伸的工具(10)的旋轉(zhuǎn)軸(14)的封填料、密封件和襯套的密封裝置。該旋轉(zhuǎn)軸(14)以及相關(guān)聯(lián)的密封件(40，50)被安裝在可抽出的套筒(32)內(nèi)，該可抽出的套筒可以密封接合方式可移除地插入在從該箱(12)向外突出的殼體(35)內(nèi)。二級(jí)密封件(34)包括一個(gè)隔離閥，該隔離閥安裝到該箱(12)的外部的殼體(35)用于在維修可抽出的套筒(32)內(nèi)的密封件期間暫時(shí)提供密封。當(dāng)在結(jié)垢環(huán)境中使用時(shí)，提供三級(jí)密封件以用于保護(hù)二級(jí)密封件(34)免受箱內(nèi)容物影響。所述密封裝置的可移除的零件。
【專利說明】
用于箱旋轉(zhuǎn)軸的密封系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)總體上涉及箱軸密封系統(tǒng)，且更具體地，涉及一種允許維護(hù)或替換軸密封件、襯套(bushing)、封填料(packing)和/或軸承而無須首先清空該箱的密封系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]多年來，已經(jīng)設(shè)計(jì)了多種密封裝置用于通過流體表面下方的側(cè)開口延伸到流體保持箱內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)的軸。用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)單元通常位于箱外部，使得必須作出用于在軸進(jìn)入點(diǎn)處密封箱的裝置。出于這樣的目的的封填料和機(jī)械密封件(例如，旋轉(zhuǎn)密封件)是眾所周知的，但是它們遭受磨損且必須被不時(shí)地替換。
[0003]通常，當(dāng)機(jī)械密封件的磨損的封填料或部件需要替換時(shí)，必須泄放或以其他方式移除箱的內(nèi)容物(contents)以防止流體在維修操作期間從軸開口泄漏。箱的清空是耗時(shí)的且昂貴的過程。此外，它可潛在地導(dǎo)致箱的一些內(nèi)容物或全部內(nèi)容物的不期望的浪費(fèi)以及箱內(nèi)容物的污染。在一些應(yīng)用中，它甚至可能使操作者暴露于潛在地有害的物質(zhì)。
[0004]1959年11月3日授權(quán)的美國專利N0.2,911,240通過在箱的內(nèi)部在兩部分的(two-part)旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)端上安裝輔助密封構(gòu)件解決了上述問題。在維修期間通過軸向地移動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離箱以使該輔助密封構(gòu)件與設(shè)置在箱內(nèi)部的配合密封座密封接觸來暫時(shí)密封箱內(nèi)的軸開口。該輔助密封構(gòu)件和配合座總是暴露于箱內(nèi)容物。在一些應(yīng)用中，箱內(nèi)容物可能損害輔助密封件的操作。這在結(jié)垢環(huán)境中特別是有問題的，在結(jié)垢環(huán)境中，材料沉積物在密封表面上的積聚可以防止其恰當(dāng)?shù)拿芊饨雍稀?br>[0005]因此，需要提供一種解決上文提及的問題的改進(jìn)的密封裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，一個(gè)目的是提供一種允許維修軸密封件而無須去除箱的內(nèi)容物清空箱的新的箱軸密封裝置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一般方面，提供了一種用于密封旋轉(zhuǎn)軸和限定在包含可流動(dòng)的材料的箱的壁內(nèi)的軸開口的密封裝置，通過與所述旋轉(zhuǎn)軸一起安裝在可抽出的套筒(cartridge)內(nèi)的初級(jí)密封件(40，50)提供該旋轉(zhuǎn)軸周圍的密封，該密封裝置包括當(dāng)為了維護(hù)或替換而移除該初級(jí)密封件時(shí)操作以用于關(guān)閉該軸開口的二級(jí)密封件，其特征在于，該可抽出的套筒可以密封接合方式可移除地插入在該軸開口周圍從箱向外突出的殼體內(nèi)，且該二級(jí)密封件包括安裝到所述箱的外部的所述殼體的隔離閥。
[0008]優(yōu)選地，該密封裝置還包括該初級(jí)密封件和/或該可抽出的套筒。更優(yōu)選地，該密封裝置還包括該旋轉(zhuǎn)軸。
[0009]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明還涉及一種用于密封旋轉(zhuǎn)軸和限定在包含可流動(dòng)的材料的箱的壁內(nèi)的軸開口的密封裝置，該密封裝置包括:初級(jí)密封件，其提供該旋轉(zhuǎn)軸周圍的密封；以及二級(jí)密封件，當(dāng)為了維護(hù)或替換而移除該初級(jí)密封件時(shí)該二級(jí)密封件操作以用于關(guān)閉該軸開口，其特征在于:該旋轉(zhuǎn)軸和該初級(jí)密封件被安裝在可抽出的套筒內(nèi)，該可抽出的套筒可以密封接合方式可移除地插入在該軸開口周圍從箱向外突出的殼體內(nèi)，且該二級(jí)密封件包括安裝到所述箱的外部的所述殼體的隔離閥。
[0010]優(yōu)選地，該密封裝置還包括三級(jí)密封件，該三級(jí)密封件設(shè)置在該箱和該二級(jí)密封件之間用于在加工操作期間使該二級(jí)密封件與該箱內(nèi)的可流動(dòng)的材料隔離。該三級(jí)密封件允許在正常操作期間使箱內(nèi)容物與該二級(jí)密封件的閥內(nèi)部構(gòu)件(internals)隔離。通過防止垢和泥在閥構(gòu)件和閥體內(nèi)的相關(guān)聯(lián)的閥座周圍積聚，該三級(jí)密封件在結(jié)垢環(huán)境中特別有用。
[0011 ] 優(yōu)選地，該三級(jí)密封件是壓縮/夾緊類型密封件。更具體地，至少部分地通過可抽出的套筒的遠(yuǎn)側(cè)端提供該壓縮/夾緊類型密封件，當(dāng)該可抽出的套筒在該殼體中在完全插入位置中被牢固地緊固到該殼體時(shí)，該可抽出的套筒的該遠(yuǎn)側(cè)端在該殼體內(nèi)部被軸向地保持為密封接觸抵靠對(duì)應(yīng)的密封面。更精確地，在其完全插入位置中，該可抽出的套筒延伸通過限定在二級(jí)密封件的隔離閥中的通路，并且延伸到該密封面。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，一個(gè)可操作地連接到加壓流體源的噴射閥被設(shè)置用于選擇地加壓于該殼體和該可抽出的套筒之間的間隙。一個(gè)泄放閥也可以被設(shè)置在該殼體上用于選擇地使所述間隙排干。該殼體和該套筒之間的流體壓力提供附加密封以防止在加工操作期間箱內(nèi)容物流入該殼體內(nèi)。
[0013]優(yōu)選地，該二級(jí)密封件的隔離閥是一個(gè)包括一個(gè)閥體的閘閥，該閥體形成所述殼體的部分并且限定一個(gè)與該箱的軸開口一致軸向地延伸的通路，一個(gè)閥構(gòu)件在橫向于該通路的軸向方向的方向上在正常打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在該正常打開位置中，該閥構(gòu)件被縮回以允許該可抽出的套筒通過該閥體，在該關(guān)閉位置中，一旦已經(jīng)充分抽出該可抽出的套筒以便不再妨礙該閥構(gòu)件的移動(dòng)，該閥構(gòu)件就關(guān)閉限定在該閥體中的通路。
[0014]優(yōu)選地，該可抽出的套筒在其近側(cè)端處具有一個(gè)安裝凸緣，該安裝凸緣適于被螺栓連接到該殼體的一個(gè)對(duì)應(yīng)的安裝凸緣，且其中該可抽出的套筒到該殼體的螺栓連接推進(jìn)該套筒的遠(yuǎn)側(cè)端密封接觸抵靠該密封面。
[0015]優(yōu)選地，該可抽出的套筒的遠(yuǎn)側(cè)端包括至少一個(gè)可替換的密封構(gòu)件。
[0016]優(yōu)選地，該旋轉(zhuǎn)軸具有一個(gè)突出到該可抽出的套筒外的遠(yuǎn)側(cè)端部，第一耦合構(gòu)件被固定地安裝到所述遠(yuǎn)側(cè)端部用于與固定到延伸到該箱內(nèi)的工具的第二耦合構(gòu)件配合接合，所述第一耦合構(gòu)件和所述第二耦合構(gòu)件可軸向脫離。該第一耦合構(gòu)件和該第二耦合構(gòu)件可以具有軸向花鍵(spline)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，該初級(jí)密封件包括一對(duì)旋轉(zhuǎn)密封件，且該可抽出的套筒具有一個(gè)殼，該殼限定用于容納旋轉(zhuǎn)密封件和襯套的內(nèi)部座。該初級(jí)密封件還可包括一個(gè)包含封填料材料的填料函，該封填料材料通過一個(gè)壓蓋隨動(dòng)件被壓在該旋轉(zhuǎn)軸周圍，該填料函被安裝在該套筒的外側(cè)端處。
[0018]本發(fā)明還涉及上述密封裝置的可移動(dòng)的零件，其特征在于，它包括提供該旋轉(zhuǎn)軸周圍的密封的初級(jí)密封件和一個(gè)可抽出的套筒，該旋轉(zhuǎn)軸和該初級(jí)密封件意在被安裝在該可抽出的套筒內(nèi)。
[0019]本發(fā)明的這些或其他方面的另一些細(xì)節(jié)將從下文包括的詳細(xì)描述和圖變得明顯?！靖綀D說明】
[0020]現(xiàn)在將參照附圖，其中:
[0021]圖1是例示了其中可以應(yīng)用使本發(fā)明的元件具體化的旋轉(zhuǎn)軸密封系統(tǒng)的應(yīng)用的材料加工設(shè)備的透視圖；
[0022]圖2是旋轉(zhuǎn)軸密封系統(tǒng)的橫截面形式的透視圖，其中旋轉(zhuǎn)軸以及相關(guān)聯(lián)的初級(jí)密封件被安裝在可抽出的套筒內(nèi)，可以將該可抽出的套筒從箱容易地移除以進(jìn)行維護(hù)同時(shí)二級(jí)密封件暫時(shí)關(guān)閉箱壁中的軸開口，從而允許軸組件的維修而不需要清空該箱；
[0023]圖3是軸密封系統(tǒng)的橫截面視圖，其中套筒完全插入其殼體內(nèi)，且其中旋轉(zhuǎn)軸可操作地耦合到一個(gè)延伸到箱內(nèi)用于對(duì)箱內(nèi)容物起作用的螺桿；
[0024]圖4是與圖3類似的橫截面視圖，但是例示了在部分抽出位置中的套筒，且其中當(dāng)維護(hù)或替換軸的密封件時(shí)二級(jí)密封件在操作位置中以防止流體從軸開口泄漏；
[0025]圖5是圖3中示出的區(qū)域5-5的放大的橫截面視圖；以及
[0026]圖6是例示了旋轉(zhuǎn)軸和螺桿之間的耦合部件以及用于在加工操作期間保護(hù)二級(jí)密封件免受箱內(nèi)容物影響的壓縮/夾緊類型密封件的密封部件的透視圖；
[0027]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的旋轉(zhuǎn)軸密封系統(tǒng)的橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1是可以應(yīng)用本發(fā)明的原理的應(yīng)用的表示。更具體地，圖1例示了在采礦和冶金加工工業(yè)中使用的用于加工可流動(dòng)的材料(諸如，漿料、糊料或其他泥狀材料)的類型的材料加工設(shè)備。此類型的設(shè)備除了別的之外包括:攪拌器、混合器、螺旋傾析器、充氣器和糊料增稠器。在圖1的示例性實(shí)施方案中，該加工設(shè)備包括在箱12內(nèi)部延伸用于準(zhǔn)許可流動(dòng)的材料進(jìn)入箱12內(nèi)并且攪拌箱內(nèi)容物的工具，諸如，螺桿10。該箱可被加壓也可不被加壓。術(shù)語“箱”在本文中意在廣泛地包含容器、器皿或其他適于保持可流動(dòng)的材料的打開結(jié)構(gòu)或關(guān)閉結(jié)構(gòu)。通過經(jīng)由可移除的撓性耦合件18耦合到驅(qū)動(dòng)單元16的旋轉(zhuǎn)軸14(圖2)驅(qū)動(dòng)螺桿10旋轉(zhuǎn)。箱12的側(cè)壁具有向外突出的管狀端口 20，該管狀端口限定螺桿10穿透箱12所穿過的開口或通路。螺桿1可以被布置在槽(trough) 24中，該槽在箱12內(nèi)通過軸向間隔開的支撐腳26而被支撐。出于本描述的目的，槽24被認(rèn)為形成箱結(jié)構(gòu)的部分。如圖3和圖4中最佳示出的，槽24突出到端口 20外并且在其外側(cè)端處設(shè)置有可拆卸的入口部段24a，該入口部段具有用于與將要在下文中描述的旋轉(zhuǎn)軸支撐結(jié)構(gòu)連接的安裝凸緣28。槽24的入口部段24a還可以設(shè)置有用于允許可流動(dòng)的材料自箱12離開的入口端口 30。
[0029]圖2到圖4例示了旋轉(zhuǎn)軸14的軸支撐和密封系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。如將從下文的描述理解的，此系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為使得能夠維修和替換軸封填料、密封件或支撐軸承而無須首先去除箱的內(nèi)容物清空箱12。同時(shí)參照?qǐng)D2到圖4，可以理解的是，這可以通過如下所述實(shí)現(xiàn):將旋轉(zhuǎn)軸14和相關(guān)聯(lián)的密封件以及襯套安裝在可抽出的套筒32內(nèi)，和在箱12的外部設(shè)置二級(jí)密封件34以在套筒32撤回時(shí)提供與該箱的隔離。
[0030]從圖3和圖4可以更清楚地理解，套筒32適于被軸向地裝載于在槽24的外側(cè)端處螺栓連接到凸緣28的殼體35中和從殼體35抽出。套筒32可以包括適于包含初級(jí)密封件的圓柱形的殼36，所述初級(jí)密封件提供軸14周圍的密封。例如，殼36可以具有用于接收圍繞旋轉(zhuǎn)軸14安裝的旋轉(zhuǎn)杯式或唇式密封件40的內(nèi)部座57。殼36也可以容納一個(gè)間隔襯套和在一對(duì)襯套38之間牢固地安裝到旋轉(zhuǎn)軸14的軸止擋器42。殼36可以與設(shè)置在殼體35的內(nèi)表面上的密封件(未示出)密封接合的方式滑動(dòng)。例如，O形環(huán)等可以被安裝在沿圓周延伸的凹槽中，所述凹槽被限定在殼體35的鄰近其進(jìn)入端的內(nèi)表面中。套筒32的殼36可以包括一個(gè)可移除的蓋部(未示出)，以在已經(jīng)抽出套筒32之后便于訪問襯套38和旋轉(zhuǎn)杯式密封件40。套筒殼36在其外側(cè)端或近側(cè)端處設(shè)置有環(huán)形安裝凸緣44，該環(huán)形安裝凸緣適于螺栓連接到殼體35上的對(duì)應(yīng)的安裝凸緣46。填料函48也可以被設(shè)置在套筒32的外側(cè)端處。潤滑和密封封填料材料50被設(shè)置在圍繞旋轉(zhuǎn)軸14的填料函48內(nèi)。壓蓋隨動(dòng)件52突出到填料函48內(nèi)，并且被可調(diào)節(jié)地?cái)Q緊到該填料函用于抵靠軸14壓潤滑和密封封填料材料50。
[0031]如圖4中最佳示出的，旋轉(zhuǎn)軸14的遠(yuǎn)側(cè)端軸向地突出超出可抽出的套筒32的殼36。耦合構(gòu)件54被用鍵固定和螺栓連接到軸14的遠(yuǎn)側(cè)端，用于與螺栓連接到螺桿10的轂58的對(duì)應(yīng)的耦合構(gòu)件56配合接合。耦合構(gòu)件56延伸到殼體35內(nèi)。如圖6中示出的，可以具有沿圓周分布的齒60或外花鍵的陽耦合件的形式設(shè)置耦合構(gòu)件54?？梢匀缦玛庱詈霞男问皆O(shè)置螺桿10上的對(duì)應(yīng)的耦合構(gòu)件56，該陰耦合件具有沿圓周分布的軸向延伸的狹槽62或內(nèi)花鍵用于與陽耦合件54的齒60配合接合。出于將在下文中描述的目的，三級(jí)密封座57可以被可拆卸地安裝到殼體35的第二殼體部段35b的內(nèi)部，諸如，通過螺栓連接。三級(jí)密封座57限定一個(gè)中心開口，該中心開口被配置為允許陽耦合件54在旋轉(zhuǎn)軸14上通過。陽耦合件54的齒60適于被軸向地接合成與陰耦合件56的內(nèi)部狹槽62配合接合以允許旋轉(zhuǎn)軸14驅(qū)動(dòng)螺桿10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過簡單地拉動(dòng)套筒32遠(yuǎn)離箱12來允許陽耦合件54從陰耦合件56的軸向撤回。應(yīng)理解，可以使用其他類型的耦合件或花鍵來允許旋轉(zhuǎn)軸14向螺桿10傳輸扭矩同時(shí)使能其軸向分離。
[0032]如圖1到圖5中示出的，可以隔離閥的形式設(shè)置用于當(dāng)套筒32被抽出時(shí)暫時(shí)密封箱10的二級(jí)密封件34。根據(jù)所例示的實(shí)施方案，該隔離閥是具有閥體64的閘閥，該閥體形成其中適于裝載套筒32的殼體35的部分。閥體64被安裝在殼體35的第一殼體部段35a和第二殼體部段35b之間，并且限定用于接收套筒32的殼體通路的中間部段。例如，閥體64可以被螺栓連接到設(shè)置在殼體部段35a、35b的端處的安裝凸緣。該閘閥還包括閥構(gòu)件66，該閥構(gòu)件可以采取刀閘(knife gate)的形式，在橫向于套筒通路的軸向方向或裝載方向的方向上在正常打開位置(圖3)和關(guān)閉位置(圖4)之間可移動(dòng)，在該正常打開位置中，閥構(gòu)件66被縮回以允許可抽出的套筒32通過閥體64，在該關(guān)閉位置中，一旦已經(jīng)從殼體35充分抽出可抽出的套筒32以便不再妨礙閥構(gòu)件66的移動(dòng)，閥構(gòu)件66就關(guān)閉限定在閥體64中的通路。致動(dòng)器68可以被設(shè)置用于使閥構(gòu)件66在其打開位置和關(guān)閉位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0033]現(xiàn)同時(shí)參照?qǐng)D3和圖5，可以理解的是，套筒殼36的遠(yuǎn)側(cè)端或內(nèi)側(cè)端可以被軸向地推進(jìn)與三級(jí)密封座57上的對(duì)應(yīng)的密封面72密封接觸，從而將三級(jí)密封件74設(shè)置在箱12和二級(jí)密封件34(所例示的實(shí)施方案中的閘閥)之間以在正常操作期間使箱內(nèi)容物與二級(jí)密封件34的閥內(nèi)部構(gòu)件隔離。用來將套筒32的安裝凸緣44緊固到殼體35的安裝凸緣46的螺栓(未示出)軸向地夾緊套筒32的遠(yuǎn)側(cè)端與三級(jí)密封座57的密封面72密封接觸，從而提供一個(gè)壓縮/夾緊類型密封件。套筒32的遠(yuǎn)側(cè)端被用作一個(gè)夾緊閥塞且三級(jí)密封座57的前面提供一個(gè)配合閥座。因此，通過將套筒32簡單地螺栓連接在殼體35內(nèi)的適當(dāng)位置獲得三級(jí)密封件74，而不需要任何其他專用操作。安裝到套筒32的端帽78的可替換的密封板76(圖5和圖6)可以被設(shè)置，以確保隨著時(shí)間的推移三級(jí)密封件74的適當(dāng)操作。因此，當(dāng)密封板76磨損時(shí)，密封板76可以被替換以維持密封件的完整性。
[0034]現(xiàn)返回參照?qǐng)D2，可以看到，噴射閥80和泄放閥82可以被設(shè)置在殼體35的第一部段35a上。噴射閥80適于被連接到加壓流體(未示出)(諸如，水)源，以加壓于殼體35和套筒32之間的間隙。殼體35和套筒32之間的流體壓力提供附加密封，以防止在加工操作期間箱內(nèi)容物流入殼體35內(nèi)。根據(jù)所例示的實(shí)施方案，它特別有助于確保在操作期間二級(jí)密封件34保持無垢和泥。在套筒32的抽出期間，套筒32和殼體35之間的密封接合允許加壓流體(諸如，沖洗水)保持被加壓。在套筒32的重新安裝期間加壓流體的沖洗確保夾緊閥塞和座無泥和垢，從而在其間提供均勻的密封接觸。
[0035]當(dāng)需要維護(hù)或替換旋轉(zhuǎn)軸14的密封件時(shí)，可移除的撓性耦合件18(圖1)首先被移除以為從殼體35軸向撤回套筒32提供足夠的空間。然后，移除將套筒32固定到殼體35的螺栓且將套筒32從殼體35逐漸地拉出，如圖4中示出的。套筒32的軸向撤回自動(dòng)使旋轉(zhuǎn)軸14從螺桿10脫離。通過旋轉(zhuǎn)軸14和螺桿10之間的軸向花鍵連接使這成為可能。在撤回期間，套筒32維持壓力密封以密封殼體35和箱12，同時(shí)被抽出足夠遠(yuǎn)以允許二級(jí)密封件34從其打開位置(圖3)移動(dòng)到其關(guān)閉位置(圖4)。一旦二級(jí)密封件34被關(guān)閉，如圖4中示出的，套筒32就被從殼體35完全抽出以用于維修軸密封件和襯套。如圖4中最佳示出的，套筒32允許旋轉(zhuǎn)軸
14、襯套38、旋轉(zhuǎn)密封件40、填料函48、封填料50和壓蓋隨動(dòng)件52作為單個(gè)單元同時(shí)全部被移除。在已經(jīng)被移除之后，套筒32可以被打開以提供對(duì)襯套38和旋轉(zhuǎn)密封件40的訪問。此夕卜，通過擰松壓蓋隨動(dòng)件52可以容易地替換填料函48中的封填料50。在所有維護(hù)操作期間，通過二級(jí)密封件34(8卩，所例示的實(shí)施方案中的閘閥)使箱12與殼體35隔離，從而消除為了維修軸密封件而清空箱12的需要。
[0036]在維修套筒32或整個(gè)替換套筒32之后，套筒32被接合到殼體35內(nèi)，二級(jí)密封件34被移動(dòng)回到其打開位置以清出通路，且套筒32被軸向地推到其完全插入位置，如圖3中示出的。在此位置中，旋轉(zhuǎn)軸14上的陽耦合件54與附接到螺桿10的陰耦合件56配合接合。應(yīng)注意，在重新安裝期間，噴射閥80和泄放閥82可以被打開以沖洗可能從箱12傳遞到殼體35的任何垢或泥，特別是在殼體部段35b和閥體64中的。其后，套筒32被重新螺栓連接到殼體35，從而將可替換的密封件76a、76b軸向地夾緊在套筒32的遠(yuǎn)側(cè)端處與三級(jí)密封座57上的密封面72密封接觸。最后，泄放閥82被關(guān)閉以允許套筒32和殼體35之間的間隙的加壓。
[0037]現(xiàn)在參照?qǐng)D7，圖7表示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的旋轉(zhuǎn)軸密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括圖1到圖6中表示的系統(tǒng)的大多數(shù)技術(shù)元件，以及將在下文中更詳細(xì)描述的附加機(jī)械零件和功能。
[0038]如在圖1到圖6中示出的實(shí)施方案中，圖7的加工設(shè)備包括螺桿110，該螺桿在箱112內(nèi)部延伸并且通過經(jīng)由可移除的撓性耦合件118耦合到驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸114被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。螺桿110通過由向外突出的管狀端口 12 O限定的開口穿透箱112。
[0039]如在圖1到圖6中示出的實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)軸密封系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)軸114和相關(guān)聯(lián)的密封件以及襯套被安裝在可抽出的套筒132內(nèi)，該套筒適于被軸向地裝載于螺栓連接到凸緣128的殼體135內(nèi)和從該殼體抽出。套筒132包括適于包含初級(jí)密封件的圓柱形的殼136，所述初級(jí)密封件提供軸114周圍的密封。例如，殼136可以具有用于接收圍繞旋轉(zhuǎn)軸114安裝的旋轉(zhuǎn)杯式或唇式密封件140的內(nèi)部座57。殼136也可以容納一個(gè)間隔襯套和在一對(duì)襯套138之間牢固地安裝到旋轉(zhuǎn)軸114的軸止擋器142。殼136可以與設(shè)置在殼體135的內(nèi)表面上的套筒密封件密封接合的方式滑動(dòng)。
[0040]如在圖1到圖6中示出的實(shí)施方案中，套筒殼136在其外側(cè)端或近側(cè)端處設(shè)置有環(huán)形安裝凸緣144，該環(huán)形安裝凸緣適于被螺栓連接到殼體135上的對(duì)應(yīng)的安裝凸緣146。填料函148也可以被設(shè)置在套筒132的外側(cè)端處。潤滑和密封封填料材料150被設(shè)置在圍繞旋轉(zhuǎn)軸114的填料函148內(nèi)。壓蓋隨動(dòng)件152突出到填料函148內(nèi)并且被可調(diào)節(jié)地?cái)Q緊到該填料函用于抵靠軸114壓潤滑和密封封填料材料150。
[0041]如在圖1到圖6中示出的實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)軸114的遠(yuǎn)側(cè)端軸向地突出超出可抽出的套筒132的殼136。耦合構(gòu)件154被用鍵固定和螺栓連接到軸114的遠(yuǎn)側(cè)端用于與螺栓連接到螺桿110的轂158的對(duì)應(yīng)的耦合構(gòu)件156配合接合。耦合構(gòu)件156延伸到殼體135內(nèi)。
[0042]如在圖1到圖6中示出的實(shí)施方案中，二級(jí)密封件134可以隔離閥的形式被設(shè)置在箱112的外部，用于在抽出套筒132時(shí)暫時(shí)密封所述箱。該隔離閥是具有閥體164的閘閥，該閥體形成殼體135的部分，且被安裝在殼體135的第一殼體部段135a和第二殼體部段135b之間。該閘閥還包括閥構(gòu)件166和致動(dòng)器168。
[0043]如在圖1到圖6中示出的實(shí)施方案中，三級(jí)密封座157可以被可拆卸地安裝到殼體135的第二殼體部段135b的內(nèi)部。三級(jí)密封座157限定一個(gè)被配置為允許陽耦合件154在旋轉(zhuǎn)軸114上通過的中心開口。套筒殼136的遠(yuǎn)側(cè)端或內(nèi)側(cè)端可以被軸向地推進(jìn)與三級(jí)密封座157上的對(duì)應(yīng)的密封面密封接觸，從而將三級(jí)密封件174設(shè)置在箱112和二級(jí)密封件134之間以在正常操作期間使箱內(nèi)容物與二級(jí)密封件134的閥內(nèi)部構(gòu)件隔離。套筒132的遠(yuǎn)側(cè)端被用作一個(gè)夾緊閥塞，且三級(jí)密封座157的前面提供一個(gè)配合閥座。因此，通過將套筒132簡單地螺栓連接在殼體135內(nèi)的適當(dāng)位置獲得三級(jí)密封件174，而不需要任何其他專用操作。
[0044]在圖7的實(shí)施方案中，密封封填料材料201可以被設(shè)置在圍繞殼136的填料函200中。壓蓋隨動(dòng)件202突出到填料函200內(nèi)，并且被可調(diào)節(jié)地?cái)Q緊到該填料函用于抵靠殼136壓潤滑和密封封填料材料201。當(dāng)正從外殼135抽出或插入可抽出的套筒132時(shí)，可以擰緊套筒密封封填料材料201以確保完全的密封能力。當(dāng)從殼體135移除可抽出的套筒132時(shí)，可以替換套筒密封封填料材料201。當(dāng)可抽出的套筒132完全就位時(shí)，也就是說，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸114遠(yuǎn)側(cè)端部突出到可抽出的套筒外時(shí)，且當(dāng)?shù)谝获詈蠘?gòu)件154與固定到延伸到箱內(nèi)的工具的第二耦合構(gòu)件156配合接合時(shí)，也可以替換套筒密封封填料材料201。因?yàn)槿?jí)密封件174的密封能力，當(dāng)可抽出的套筒132完全就位時(shí)套筒密封封填料材料201的替換是可能的，該三級(jí)密封件允許箱內(nèi)容物與二級(jí)密封件的閥內(nèi)部構(gòu)件隔離且因此與在二級(jí)密封件的外側(cè)的套筒密封件隔離。
[0045]用于維護(hù)或替換圖7中示出的密封裝置的旋轉(zhuǎn)軸114的密封件的操作與圖1到圖6的密封裝置相同。可移除的撓性耦合件118首先被移除，然后，移除將套筒132固定到殼體135的螺栓，且將套筒132從殼體135逐漸地拉出。在撤回期間，擰緊的套筒密封封填料材料201維持壓力密封以密封殼體135和箱112，同時(shí)被抽出足夠遠(yuǎn)以允許二級(jí)密封件134從其打開位置移動(dòng)到其關(guān)閉位置。一旦二級(jí)密封件134被關(guān)閉，套筒132就被從殼體135完全抽出以用于維修軸密封件和襯套。在已經(jīng)被移除之后，填料函148中的封填料150和/或套筒密封封填料材料201可以分別通過擰松壓蓋隨動(dòng)件152和/或202容易地替換。如對(duì)于圖1到圖6中示出的實(shí)施方案一樣，在所有維護(hù)操作期間，通過二級(jí)密封件134使箱112與殼體135隔離，從而消除為了維修軸密封件而清空箱112的需要。在維修之后，套筒132被接合到殼體135內(nèi)，二級(jí)密封件134被移動(dòng)回到其打開位置以清出通路，且套筒132被軸向地推動(dòng)到其完全插入位置，以使得旋轉(zhuǎn)軸114上的陽耦合件154與附接到螺桿110的陰耦合件156配合接合。應(yīng)注意，在重新安裝期間，類似于圖1到圖6的實(shí)施方案中示出的泄放閥的泄放閥和噴射閥可以被打開以沖洗可能從箱112傳遞到殼體135的任何垢或泥，特別是在殼體部段135b和閥體164中的。其后，套筒132被重新螺栓連接到殼體135。最后，上述泄放閥被關(guān)閉以允許套筒132和殼體135之間的間隙的加壓。
[0046]箱12、112外部的二級(jí)密封件34、134在殼體35、135內(nèi)的布置以及在加工操作期間三級(jí)密封件74、174在箱12、112和二級(jí)密封件34、134之間的設(shè)置允許在嚴(yán)重結(jié)垢環(huán)境中使用該系統(tǒng)。二級(jí)密封件34、134不暴露于箱內(nèi)容物且因此不遭受垢積聚。因此可以防止由箱內(nèi)容物污染二級(jí)密封件34、134。
[0047]通過防止垢和泥在閥構(gòu)件66、166以及閥體64、164內(nèi)的相關(guān)聯(lián)的閥座周圍積聚，三級(jí)密封件74、174在結(jié)垢環(huán)境中特別有用。實(shí)際上，來自箱內(nèi)容物的垢或泥或其他污物的積累可以阻止閘閥的適當(dāng)操作。因此，三級(jí)密封件74、174通過在操作期間至少限制在殼體35、135內(nèi)且更具體地在閘閥體64、164內(nèi)的閥構(gòu)件66、166的座中引入固體(例如，過程液體和/或漿料)解決了閘閥結(jié)垢和/或污染的問題。然而，應(yīng)理解，對(duì)于非結(jié)垢應(yīng)用，在不需要保護(hù)二級(jí)密封件34、134免受箱內(nèi)容物影響的情況下，可以省略三級(jí)閥74、174。還應(yīng)理解，三級(jí)密封件74、174不局限于壓縮/夾緊類型密封件。實(shí)際上，可以設(shè)置其他類型的密封件以用于保護(hù)二級(jí)密封件13、134免受箱內(nèi)容物影響。此外，三級(jí)密封件可以獨(dú)立于套筒32、132。
[0048]上文的描述意在僅是示例性的，且本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不偏離所公開的發(fā)明的范圍的前提下，可以對(duì)所描述的實(shí)施方案作出改變。例如，雖然本發(fā)明對(duì)用于大混合箱的側(cè)進(jìn)入攪拌器/傾析器具有特定應(yīng)用，但是應(yīng)理解，本發(fā)明對(duì)具有穿過流體保持結(jié)構(gòu)的壁延伸的旋轉(zhuǎn)軸的多種設(shè)備具有普遍適用性。根據(jù)對(duì)此公開內(nèi)容的審閱，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明了落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的其他改型，且這樣的改型意在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于密封旋轉(zhuǎn)軸(14)和限定在包含可流動(dòng)的材料的箱(12)的壁內(nèi)的軸開口的密封裝置，通過與所述旋轉(zhuǎn)軸一起安裝在可抽出的套筒(32)內(nèi)的初級(jí)密封件(40，50)提供該旋轉(zhuǎn)軸(14)周圍的密封，該密封裝置包括當(dāng)為了維護(hù)或替換而移除該初級(jí)密封件(40，50)時(shí)操作以用于關(guān)閉該軸開口的二級(jí)密封件(34)，其特征在于，該可抽出的套筒(32)可以密封接合方式可移除地插入在該軸開口周圍從箱(12)向外突出的殼體(35)內(nèi)，且該二級(jí)密封件(34)包括安裝到所述箱(12)的外部的所述殼體(35)的隔離閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于，該密封裝置還包括三級(jí)密封件(74)，該三級(jí)密封件設(shè)置在該箱(12)和該二級(jí)密封件(34)之間用于在加工操作期間使該二級(jí)密封件(34)與該箱(12)內(nèi)的可流動(dòng)的材料隔離。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封裝置，其特征在于，該三級(jí)密封件(74)是壓縮/夾緊類型密封件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封裝置，其特征在于，至少部分地通過可抽出的套筒(32)的遠(yuǎn)側(cè)端提供該壓縮/夾緊類型密封件，當(dāng)該可抽出的套筒(32)在該殼體中在完全插入位置中被牢固地緊固到該殼體(35)時(shí)，該可抽出的套筒的該遠(yuǎn)側(cè)端在該殼體(35)內(nèi)部被軸向地保持密封接觸抵靠對(duì)應(yīng)的密封面(72)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封裝置，其特征在于，在該可抽出的套筒(32)的完全插入位置中，該可抽出的套筒(32)延伸通過限定在該二級(jí)密封件(34)的隔離閥中的通路，并且延伸到該密封面(72)。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的密封裝置，其特征在于，一個(gè)可操作地連接到加壓流體源的噴射閥(80)被設(shè)置用于選擇地加壓于該殼體(35)和該可抽出的套筒(32)之間的間隙。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封裝置，其特征在于，一個(gè)泄放閥(82)被設(shè)置在該殼體(35)上用于選擇地使所述間隙排干。8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)所述的密封裝置，其特征在于，該二級(jí)密封件(34)的所述隔離閥是一個(gè)包括一個(gè)閥體(64)的閘閥，該閥體形成所述殼體(35)的部分并且限定一個(gè)與該箱(I 2)的該軸開口 一致軸向地延伸的通路，一個(gè)閥構(gòu)件(66)在橫向于該通路的軸向方向的方向上在正常打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在該正常打開位置中，該閥構(gòu)件(66)被縮回以允許該可抽出的套筒(32)通過該閥體(64)，在該關(guān)閉位置中，一旦已經(jīng)充分抽出該可抽出的套筒(32)以便不再妨礙該閥構(gòu)件(66)的移動(dòng)，該閥構(gòu)件(66)就關(guān)閉限定在該閥體(64)中的通路。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封裝置，其特征在于，該可抽出的套筒(32)在其近側(cè)端處具有一個(gè)安裝凸緣(44)，該安裝凸緣(44)適于被螺栓連接到該殼體(35)的一個(gè)對(duì)應(yīng)的安裝凸緣(46)，且其中該可抽出的套筒(32)到該殼體的螺栓連接推進(jìn)該套筒(32)的遠(yuǎn)側(cè)端密封接觸抵靠該密封面(72)。10.根據(jù)權(quán)利要求4、5或9所述的密封裝置，其特征在于，該可抽出的套筒(32)的遠(yuǎn)側(cè)端包括至少一個(gè)可替換的密封構(gòu)件(76a，76b)。11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任一項(xiàng)所述的密封裝置，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)軸(14)具有一個(gè)突出到可抽出的套筒(32)外的遠(yuǎn)側(cè)端部，第一耦合構(gòu)件(54)被固定地安裝到所述遠(yuǎn)側(cè)端部用于與固定到延伸到該箱(12)內(nèi)的工具(10)的第二耦合構(gòu)件(56)配合接合，所述第一耦合構(gòu)件和所述第二耦合構(gòu)件可軸向脫離。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的密封裝置，其特征在于，該第一耦合構(gòu)件和該第二耦合構(gòu)件具有軸向花鍵(60，62)。13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任一項(xiàng)所述的密封裝置，其特征在于，該初級(jí)密封件包括一對(duì)旋轉(zhuǎn)密封件(40)，且該可抽出的套筒(32)具有一個(gè)殼(36)，該殼限定用于容納該旋轉(zhuǎn)密封件(40)和襯套(38)的內(nèi)部座。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的密封裝置，其特征在于，該初級(jí)密封件還包括一個(gè)包含封填料材料(50)的填料函(48)，該封填料材料通過一個(gè)壓蓋隨動(dòng)件(52)被壓在該旋轉(zhuǎn)軸(14)周圍，該填料函(48)被安裝在該套筒(32)的外側(cè)端處。15.根據(jù)權(quán)利要求1到14中的任一項(xiàng)所述的密封裝置的可移除的零件，其特征在于，它包括提供該旋轉(zhuǎn)軸(I4)周圍的密封的初級(jí)密封件(40，50)和一個(gè)可抽出的套筒(32)，該旋轉(zhuǎn)軸和該初級(jí)密封件意在被安裝在該可抽出的套筒內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F16J15/54GK105829783SQ201480069288
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月4日
【發(fā)明人】D·拉布蘭, D·貝爾特拉姆, G·裴洛坤, A·博伊文
【申請(qǐng)人】力拓艾爾坎國際有限公司