带料更换机械密封在酒精发酵罐侧进式搅拌的应用

摘要：发酵罐侧进式搅拌实现带料更换机械密封，解决了原来需要清空发酵罐方可更换机械密封的困难，解决了更换机械密封作业时，二氧化碳气体的溢出，改善了维修作业的环境，减轻了维修作业人员的劳动强度。

关键词：酒精发酵；机械密封

背景技术

在用玉米、水稻等为原料生产酒精的生产线上，发酵罐做为主要设备，其运行状况的好坏直接影响着产量及能耗，由于整个发酵过程采用的连续工序，原设计的发酵罐侧进式搅拌机械密封是直接装于驱动轴上、且與发酵罐所联接的基座底板间相对固定，当密封构件工作一段时间磨损后需要更换机械密封时，要先停止生产，将该发酵罐清空或降低物料液位至侧进式搅拌位置以下，拆开搅拌装置配备的电机、减速机，然后再拆下驱动轴并拆除其上的密封构件，这样既大大增加了维修时间，又浪费人力、物力，同时，由于暂时停产，影响了该工序的连续运行，而且在作业时的环境也对维修作业人员造成不利影响，只有通过对装置的技术进步来解决实际问题。

中粮安徽生化蚌埠分厂年产燃料乙醇32万吨，生产装置中有18台1650立方的发酵罐，每台发酵罐配套侧进式搅拌3台，以确保发酵罐物料温度均匀一致，物料在发酵罐内充分混合；在生产运行过程中，常常会出现侧进式搅拌机械密封因磨损而泄漏的现象，一旦出现机械密封泄漏，解决办法只能等发酵罐物料清空或物料液位低于侧进式搅拌位置后进行更换机械密封，更换时拆开搅拌装置配备的电机、减速机，然后再拆下驱动轴并拆除其上的密封构件，由于发酵罐内的物料发酵时产生大量二氧化碳气体，更换机械密封作业时会有二氧化碳气体从搅拌装置的静密封环处溢出，整个作业过程维修人员会有二氧化碳气体的溢出，影响工作效率，增加维修时间，浪费了人力、物力，由于需要停产更换，也给生产带来诸多损失。

酒精公司技术人员与相关生产厂家联合研发了发酵罐侧进式搅拌带料更换机械密封的先进技术装置，更换该密封机构中的机械密封构件时，可不用拆卸驱动轴，且仍能保证驱动轴与发酵罐配合部位的密封，进而实现发酵罐带料状态下更换密封构件。如下图：

该装置说明：

侧进式搅拌装置驱动轴密封机构具有一驱动轴1 及法兰盘11，法兰盘11上固定有一轴座10，轴座10 后端敞口、前端的壁上开有阶梯孔10a，轴座10 的后端口装入有密封套7，密封套7 与轴座10 间由螺栓18 联接，轴座10 上开有螺纹孔10b，螺栓18 穿过密封套7 与轴座10 上的螺纹孔10b 联接，密封套7 与轴座10 的后端面之间填装有垫片8。

驱动轴1 穿过密封套7 由阶梯孔10a 伸出，驱动轴1 与密封套7 之间装有衬套12，衬套12上开有通孔12a。密封套7 的后端口与驱动轴1 之间设有静密封环5，驱动轴1 上装有与静密封环5 外侧相贴的动密封环4，驱动轴1 与阶梯孔10a 之间设有轴套15，轴套15 与驱动轴1 固定，轴套15 与阶梯孔10a 的小孔之间具有空隙，轴套15 与阶梯孔10a 的大孔之间设有骨架油封13，轴套15 位于轴座10 内的一端具有突出的挡肩15a，挡肩15a 朝向阶梯孔一侧的根部装有密封垫圈16。

在驱动轴1 上装有与动密封环4 外侧相贴的套筒2，套筒2 上穿装有第一螺钉3，第一螺钉3 与驱动轴1 定。通过套筒2 实现对动密封环4 的限位。

轴套15 与驱动轴1 固定的方式为：在轴套15 上穿装有第二螺钉14，第二螺钉14 与驱动轴1 紧定。

在驱动轴1 与轴套15 间设有第一密封圈17，在轴座10 与密封套7 间设有第二密封圈9。

本装置提供的驱动轴密封机构的驱动轴1 与减速电机20 的转轴间由联轴器19 联接，将驱动轴1 的前端安装搅拌叶轮21，既构成了侧进式搅拌装置。使驱动轴1 的前端及搅拌叶轮21 伸入至发酵罐12 中，将法兰盘11 与发酵罐12 联接，即可实现侧进式搅拌装置与发酵罐间的结合。

结合以上2图，具有本驱动轴密封机构的侧进式搅拌装置在工作中，由静密封环5、动密封环4 实现驱动轴1 与发酵罐12 间的密封；当静密封环、动密封环使用一段时间需要更换时，先使驱动轴1 的后端与联轴器19 松开，再松开螺栓18，撤去垫片8，然后再逐步旋紧螺栓18，由密封套7 向右抵推轴套15 与轴座10 上的阶梯孔10a 的小孔端相靠，通过轴套15 挡肩15a 上的密封垫圈16 实现对阶梯孔10a 的封闭，即可在发酵罐在密封、带料状态下，对静密封环5、动密封环4 进行更换。当密封件更换完成后，在螺纹孔7d 上穿装上调节螺栓，在调节螺栓与轴座10 抵靠的状态下，不断旋转调节螺栓使密封套7 向左逐渐退出，当密封套7 与轴座10 间的距离大于垫片8 的厚度时，撤去调节螺栓，再将驱动轴1 的后端与联轴器19 之间联接紧，使驱动轴1 连同轴套15 后退，最后将垫片8 放回至密封套7 与轴座10 间，再旋紧螺栓18，整个更换过程完成。

中粮安徽生化蚌埠分厂发酵罐侧进式搅拌密封装置通过上述的改进，克服了机械密封更换需要清空发酵罐或将物料液位降低到侧进式搅拌以下的问题，实现了带料更换机械密封；配套高效节能型桨叶，确保了发酵罐上下温度一致，物料充分混合，优化了发酵指标；该装置由于保持着罐内空间与外界的有效隔离，更换机械密封时无二氧化碳溢出，改善了维修环境，而且更换机械密封也不需要拆卸传动轴及电动机，减少了维修人员的工作强度，减少了维修时间，降低了维修成本，由于不需要清空发酵罐内物料，保持了发酵罐的不间断连续运行，提高了生产效率，使得发酵过程连续稳定的运行。

参考文献

[1]实用新型专利，侧进式搅拌装置驱动轴密封机构，专利号ZL 2015 2 0656832.9

作者简介：杨华1963-，男，中粮生物化学（安徽）股份有限公司 高级工程师，研究方向：粮食及化工工艺设备。

（作者单位：中粮生物化学（安徽）股份有限公司）