混合攪拌設(shè)備如何選擇軸端密封

軸封面臨的挑戰(zhàn)

水平軸混合攪拌器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定它的軸封將面臨一些會(huì)影響其密封性能的不利因素，以下是幾種常見(jiàn)因素：

1. 軸跳動(dòng)

       軸跳動(dòng)是混合攪拌器常遇到的問(wèn)題之一。軸跳動(dòng)一般由攪拌過(guò)程中產(chǎn)生的阻力或由于軸長(zhǎng)度較大且在腔體內(nèi)缺少足夠支撐導(dǎo)致。軸跳動(dòng)破壞密封表面結(jié)構(gòu)，在密封面產(chǎn)生間隙，導(dǎo)致密封物料泄漏。軸跳動(dòng)還可能造成密封變形，使密封和軸產(chǎn)生磨損，引發(fā)更多的后續(xù)問(wèn)題。

2. 密封物料特性

       密封物料自身特性也會(huì)對(duì)密封的性能造成影響。具有研磨性的硬質(zhì)顆粒一旦進(jìn)入密封端面，會(huì)對(duì)密封和軸產(chǎn)生磨損。一些對(duì)溫度敏感的介質(zhì)，如糖，淀粉等會(huì)被密封面和軸之間摩擦產(chǎn)生的高溫碳化。有些產(chǎn)品在設(shè)備停機(jī)時(shí)會(huì)粘結(jié)，重啟設(shè)備時(shí)，這些硬化的團(tuán)塊就會(huì)進(jìn)入對(duì)密封造成損害。如果是食品類(lèi)，尤其是奶粉，糖，鹽等，如果被困在密封腔體內(nèi)，攪拌混合器在清洗時(shí)，被困在密封里的產(chǎn)品會(huì)重新濕化。當(dāng)他們重新接觸到新裝載的產(chǎn)品時(shí)，會(huì)有結(jié)塊生成。同時(shí)濕化的產(chǎn)品會(huì)滋生細(xì)菌，帶來(lái)食品污染的隱患。

3. 設(shè)備運(yùn)行

       密封的使用性能也取決于設(shè)備的運(yùn)行情況。過(guò)載運(yùn)行會(huì)對(duì)密封帶來(lái)嚴(yán)重影響。例如，大多數(shù)的螺旋混合機(jī)密封的使用性能也取決于設(shè)備的運(yùn)行情況。過(guò)載運(yùn)在裝載容量的70%時(shí)達(dá)到的工作效率。但有的操作人員試圖在每個(gè)批次都裝載盡可能多的物料，這種過(guò)載會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的硬啟動(dòng)。這種情況下，設(shè)備啟動(dòng)力增加，結(jié)果物料沒(méi)有被混合，而是被壓結(jié)成塊兒。這種塊兒狀物料很容易被擠進(jìn)密封內(nèi)部。硬啟動(dòng)和過(guò)載還會(huì)導(dǎo)致結(jié)塊兒的物料擠壓端蓋，引起端蓋形變，產(chǎn)生軸向位移，并加重軸跳動(dòng)情況。這些外力也容易把物料擠進(jìn)密封內(nèi)部，對(duì)密封和軸造成磨損。如果混合的物料為大密度粉狀顆粒，即使沒(méi)有過(guò)載裝填，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部作用力也容易對(duì)密封產(chǎn)生影響。當(dāng)混合攪拌設(shè)備停機(jī)取樣結(jié)束后重啟時(shí)，靜態(tài)的設(shè)備無(wú)法使混合的物料立即流體化，造成硬啟動(dòng)。在物料流動(dòng)以前，后端蓋的部位，物料都有可能被擠入密封，導(dǎo)密封、軸、甚是物料自身的磨損。在混合攪拌設(shè)備將結(jié)塊兒的物料打碎并使其流動(dòng)以前，在反作用力下，軸會(huì)產(chǎn)生和物料流動(dòng)方向相反的軸向運(yùn)動(dòng)。這種軸向運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致在設(shè)計(jì)初始沒(méi)有考慮軸向位移的密封面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)。混合攪拌設(shè)備的硬啟動(dòng)對(duì)密封的影響巨大，尤其是當(dāng)軸的定位支撐不足時(shí)，嚴(yán)重的可引起設(shè)備腔體變形，尤其是在設(shè)備啟動(dòng)階段，且物料結(jié)塊兒，堅(jiān)硬不易破碎的情況下，對(duì)密封帶來(lái)很大的影響。

4. 溫度和壓力

       溫度和壓力也可導(dǎo)致軸向位移。在有些類(lèi)型的混合設(shè)備中，高溫會(huì)導(dǎo)致腔體膨脹程度超過(guò)軸，從而改變它們的相對(duì)位置。有一種蒸汽加熱的中空軸混合器，軸的熱膨脹要比未加熱的腔體快，同樣密封相對(duì)位置產(chǎn)生變化。有一種真空混合干燥設(shè)備，在每個(gè)批次物料混合的不同階段，溫度和壓力都在變化中。壓力的變化同樣可以引起軸的前后移動(dòng)。不管是什么原因引起，軸向位移對(duì)很多類(lèi)型的密封，都具有破壞力。

5. 震動(dòng)

      不管是裝配不對(duì)中，或是軸定位不，或者是由于軸承損壞導(dǎo)致的震動(dòng)，都可以導(dǎo)致物料的泄漏。

6. 沖洗

        當(dāng)沖洗噴嘴沿軸對(duì)準(zhǔn)密封位置時(shí)，物料殘留很容易在水壓的作用下進(jìn)入密封內(nèi)部。況且這種濕的殘留物不但可以污染新批次的物料，還可以作為一種研磨劑，在設(shè)備重新啟動(dòng)時(shí)，磨損密封面。

密封選型

       如何選擇適合的密封形式，科學(xué)的方法是認(rèn)真考慮設(shè)備的工況，包括要處理的物料特性，設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝流程。然后同設(shè)備制造商一同找到適合設(shè)備的密封裝置。每個(gè)制造商都會(huì)要求用戶提供詳細(xì)的物料信息運(yùn)行工況等參數(shù)。以下我們將介紹常見(jiàn)的幾種混合攪拌器軸封形式。每種密封的性能在特定的工況下都區(qū)別于其他形式的密封。請(qǐng)注意，這些差異不僅源于每個(gè)密封的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的不同，更和物料、設(shè)備和以及工藝的差別密切相關(guān)。

盤(pán)根密封

       常見(jiàn)，也是普通的軸密封是盤(pán)根密封，也叫填料密封。這種密封形式在很多種混合攪拌器上成為標(biāo)準(zhǔn)

配置。盤(pán)根密封價(jià)格便宜，能夠密封多種干粉物料，糊劑和泥漿等。盤(pán)根要想有效密封，就需要盤(pán)根被緊緊壓縮在填料函里，因此，在靜止的盤(pán)根和轉(zhuǎn)動(dòng)的軸之間會(huì)有摩擦熱產(chǎn)生。這種熱量可以破壞對(duì)溫度敏感物料，有磨損性的物料顆粒會(huì)嵌入盤(pán)根，磨損軸和盤(pán)根自身。盤(pán)根密封只有在充分潤(rùn)滑的情況下，才能避免對(duì)軸和自身產(chǎn)生磨損。但多數(shù)情況下，潤(rùn)滑劑，比如水，油潤(rùn)滑脂等，往往和被處理的物料不兼容。盤(pán)根密封如需正常工作，軸的跳動(dòng)量必須控制，由于種種原因，混合攪拌器的軸往往都存在偏心和跳動(dòng)，要想控制軸的跳動(dòng)會(huì)變得十分困難。任何軸跳動(dòng)導(dǎo)致的密封部位軸不對(duì)中，都會(huì)加重盤(pán)根材料的磨損，在軸和密封之間產(chǎn)生間隙。物料會(huì)被不平穩(wěn)的軸運(yùn)動(dòng)帶進(jìn)密封內(nèi)部，加速軸和密封的磨損。從而導(dǎo)致更多的物料泄漏。同時(shí)，盤(pán)根密封磨損的殘?jiān)w粒，也會(huì)給物料帶來(lái)一定程度的污染。這將導(dǎo)致大量的物料被清理，遺棄，給生產(chǎn)帶來(lái)不必要的損失。

       盤(pán)根密封不能夠被清潔。密封本身也很難清潔，將密封從填料函里取出清洗、干燥后再放回，幾乎不可能

完成。定期的沖洗也會(huì)使陷在密封內(nèi)部的物料浸濕，尤其當(dāng)物料為奶粉，糖或鹽類(lèi)時(shí)，容易污染或硬化新裝載

的物料。潮濕的被困在密封內(nèi)部的物料還會(huì)滋生細(xì)菌，給生產(chǎn)帶來(lái)安全威脅。許多用戶在設(shè)備初始采購(gòu)時(shí)，會(huì)選擇安裝盤(pán)根密封的攪拌設(shè)備，因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉且被操作人員所熟悉。如果盤(pán)根密封效果很差，他們就會(huì)被更復(fù)雜、效果更好的密封替換。

機(jī)械密封

       機(jī)械密封的摩擦副一般選用硬質(zhì)合金或陶瓷材料，機(jī)械密封的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于盤(pán)根、唇形密封和矩形密封，有些機(jī)封比其他密封更適合攪拌器密封。窄端面的機(jī)械密封不適合大的軸跳動(dòng)量，需要用油或水作為密封端面的潤(rùn)滑劑，因此很多處理干粉物料的混合攪拌器不適合選用機(jī)械密封。多數(shù)的窄端面機(jī)械密封不能夠做剖分設(shè)計(jì)，因此在裝卸密封時(shí)需要拆除軸承和驅(qū)動(dòng)組件。

       寬端面的機(jī)械密封可以適應(yīng)較大的軸跳動(dòng)量和干運(yùn)行，因此可以用于干粉物料的密封。寬端面的機(jī)械密封

也可以做成剖分設(shè)計(jì)，價(jià)格也更昂貴。無(wú)論是窄端面還是寬端面機(jī)封，其硬質(zhì)的摩擦副材料都很容易損壞。因此要嚴(yán)格按照制造商的產(chǎn)品手冊(cè)操作。有些機(jī)械密封的彈簧位置可能殘留物料，容易帶來(lái)衛(wèi)生安全風(fēng)險(xiǎn)。因此要特別注意機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于設(shè)備頻繁沖洗的需要。

        傳統(tǒng)的機(jī)械密封設(shè)計(jì)，其密封性能取決于動(dòng)環(huán)抱軸并隨軸一起旋轉(zhuǎn)。但混合攪拌器運(yùn)行中常見(jiàn)的軸向運(yùn)動(dòng)

會(huì)引發(fā)軸相對(duì)于動(dòng)環(huán)和軸之間的彈性體發(fā)生相對(duì)位移。對(duì)軸和彈性體產(chǎn)生磨損，可能導(dǎo)致動(dòng)環(huán)不能隨軸一起旋

轉(zhuǎn)，終密封性能迅速降低。

軟端面機(jī)械密封

        一種寬端面機(jī)封的改進(jìn)型是軟端面機(jī)封。這種密封工作原理和傳統(tǒng)機(jī)封相似，但密封端面由材質(zhì)較軟的工程塑料制成，以適應(yīng)混合攪拌器設(shè)備中常見(jiàn)的軸跳動(dòng)和偏心。這種密封根據(jù)客戶需要定制生產(chǎn)，所以很適合處理干粉物料的混合攪拌設(shè)備。一般不需要額外的潤(rùn)滑，而且，密封材料根據(jù)處理物料的化學(xué)相容性選定。軟端面機(jī)封也可采用特殊動(dòng)環(huán)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，允許一定量的軸向位移。

        軟端面機(jī)封很容易被在設(shè)備沖洗時(shí)進(jìn)入密封端面的物料磨損。有些設(shè)計(jì)的軟端面機(jī)封預(yù)留在線沖洗孔，允許密封在設(shè)備重新開(kāi)機(jī)前沖洗干凈。這種沖洗輔助設(shè)計(jì)，不僅有助于清潔衛(wèi)生，還可除去被困在密封內(nèi)部的物料殘余。

軟端面機(jī)械密封設(shè)計(jì)成易拆裝和易清潔的結(jié)構(gòu)，使得此密封很適合食品和醫(yī)藥加工行業(yè)的混合攪拌器，許多類(lèi)型還可提供剖分設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速拆裝，清洗和改進(jìn)，而不需要拆卸軸承等附件。

迷宮式充氣密封

        迷宮式充氣密封，也叫充氣密封，是一種非接觸式密封。它不同于其他密封依靠和軸或動(dòng)、靜環(huán)之間的接觸對(duì)腔體進(jìn)行密封。它利用少量空氣，惰性氣體或水的壓力，沿軸桿形成的正向密封壓力，將污染物阻擋在腔體之外，同時(shí)避免腔體內(nèi)物料泄漏。因?yàn)槌錃馐矫詫m密封的動(dòng)環(huán)和軸沒(méi)有接觸，所以沒(méi)有磨損軸的情況。動(dòng)環(huán)和軸之間因?yàn)闅怏w的壓力，物料不能積留，解決了清洗和物料污染的問(wèn)題。

        特殊的迷宮式充氣密封，動(dòng)、靜環(huán)采用弧面配合，即使軸有大的偏心，動(dòng)、靜環(huán)之間也沒(méi)有磨損。同時(shí)靜

環(huán)和密封腔體之間通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)大范圍的軸向跳動(dòng)。因?yàn)閯?dòng)環(huán)和軸之間有間隙，或動(dòng)環(huán)通過(guò)

彈性體與軸固定，因此即使有大范圍的軸向竄動(dòng)，也不會(huì)影響密封的性能。迷宮式充氣密封耗氣量要比盤(pán)根、機(jī)封大，迷宮式密封允許一定量的氣流進(jìn)入腔體，這可能影響某些和空氣有化學(xué)反應(yīng)的物料加工,必要時(shí)可改用惰性氣體。迷宮式充氣密封也可以提供剖分設(shè)計(jì)，方便拆裝和維護(hù)。一般來(lái)講，迷宮式充氣密封是免維護(hù)的。

如何保護(hù)軸密封

 

1.不要過(guò)載運(yùn)行

        過(guò)載運(yùn)行可能導(dǎo)致物料受擠壓并進(jìn)入密封內(nèi)部，導(dǎo)密封和軸的磨損。過(guò)載運(yùn)行還可能導(dǎo)致設(shè)備硬啟動(dòng)，使

設(shè)備腔體承受超限的壓力并產(chǎn)生形變，軸跳動(dòng)量增加，增加泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

2.留意設(shè)備啟動(dòng)

        留意設(shè)備啟動(dòng)時(shí)由于腔體形變導(dǎo)致的軸運(yùn)動(dòng)。這種形變有時(shí)肉眼就可觀察到，有時(shí)候需要安裝數(shù)字監(jiān)測(cè)儀

表來(lái)測(cè)量軸的運(yùn)動(dòng)情況。

3.選擇合適的攪拌器，消除重啟階段軸向運(yùn)動(dòng)

        當(dāng)混合攪拌設(shè)備滿載了大密度物料，開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，軸在巨大反作用力下，會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。尤其是在設(shè)計(jì)

階段沒(méi)有考慮軸向位移的設(shè)備。因此在設(shè)備選型階段，提前考慮軸向位移量并改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效控制軸

的軸向運(yùn)動(dòng)。

4.控制過(guò)度震動(dòng)

        過(guò)度震動(dòng)可以導(dǎo)致物料泄漏并加重軸的磨損。調(diào)整同驅(qū)動(dòng)設(shè)備的軸對(duì)中，及時(shí)找出原因并改進(jìn)，可以有效

控制設(shè)備的震動(dòng)。

5. 留意上下游工藝流程

        有時(shí)設(shè)備密封失效跟設(shè)備上下游的工藝特點(diǎn)有密切關(guān)系。在查找密封泄漏原因時(shí)，不要僅僅盯著攪拌設(shè)備，

同時(shí)要留意設(shè)備的上、下游設(shè)備狀況。

6. 正確清洗設(shè)備

        對(duì)準(zhǔn)密封部位沖洗蝕，水壓可能把殘留的物料帶進(jìn)密封內(nèi)部并導(dǎo)致密封的磨損。如果設(shè)備需要經(jīng)常沖洗，

選擇那些易清洗的型號(hào)。設(shè)備重啟前要檢查確認(rèn)設(shè)備已清洗干凈且干燥。