棒磨机筒体的螺栓密封结构和棒磨机

权利要求书： 1.一种棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，包括从外向内依次设置的棒磨机筒体（1）、缓冲垫（2）和衬板（3），所述筒体（1）、所述缓冲垫（2）和所述衬板（3）上设有螺杆安装通孔（4），所述螺杆安装通孔（4）内设有螺杆（5），所述螺杆（5）的靠近所述棒磨机筒体（1）的一端连接有多个紧固螺母（6），所述螺杆（5）上设有轴向密封副（7），所述轴向密封副（7）包括多个密封圈（701）以及设于所述密封圈（701）的两侧的支撑环（702）和密封压环（703），各所述密封圈（701）设于所述安装通孔（4）内，以能够使所述紧固螺母（6）与所述棒磨机筒体（1）间形成为密封连接，所述螺杆（5）依次包括螺杆端部（501）、台阶部（502）、密封圈安装部（503）和螺纹连接部（504），所述台阶部（502）和所述密封圈安装部（503）间形成有锥形过渡面（505），所述支撑环（702）的一端内侧面形成有倒角（7021），所述倒角（7021）能够抵靠所述锥形过渡面（505），所述支撑环（702）的远离所述倒角（7021）的一端端面适于抵靠所述密封圈（701）的一端端面，所述螺杆端部（501）、所述台阶部（502）和所述密封圈安装部（503）形成有若干贯通孔（506），各所述贯通孔（506）的一端设置在所述螺杆端部（501）的端面，另一端设置在所述密封圈安装部（503）的周面上。

2.根据权利要求1所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，所述螺杆端部（501）形成为由外周边沿向中心轴线逐渐倾斜的圆台，所述螺杆端部（501）的端面形成为平面，且所述螺杆端部（501）的端面低于所述衬板（3）的内周面。

3.根据权利要求1所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，所述锥形过渡面（505）形成为从靠近所述锥形过渡面（505）的一端向中心轴线逐渐倾斜。

4.根据权利要求1所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，所述密封圈（701）的数量为3-5个。

5.根据权利要求1所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，所述密封压环（703）包括压环本体（7031）以及与所述压环本体（7031）连接的压环凸台（7032），所述压环凸台（7032）的端面适于抵靠所述密封圈（701）的一端端面，所述压环本体（7031）的靠近所述压环凸台（7032）的一端端面适于抵靠所述棒磨机筒体（1）的外周面。

6.根据权利要求5所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，所述压环凸台（7032）的中心区域形成有适于所述螺杆（5）的密封圈安装部（503）和螺纹连接部（504）穿过的压环通孔（7033）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，所述密封圈（701）为软质橡胶密封圈或聚四氟乙烯密封圈。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构，其特征在于，所述支撑环（702）采用硬质橡胶或四氟乙烯成型。

9.一种棒磨机，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构。

说明书： 一种棒磨机筒体的螺栓密封结构和棒磨机技术领域

本发明涉及棒磨机，具体涉及一种棒磨机筒体的螺栓密封结构。此外，本发明还涉及一种棒磨机。

背景技术

在煤化工或其他煤炭深加工领域，往往首先需要将原料煤通过棒磨机加工成水煤浆，因此使得棒磨机在煤化工行业中使用较为广泛。

现有技术的棒磨机主要由溜槽进料装置、回转部、出料装置、驱动装置、润滑系统、电控系统等部分组成。其中，回转部是棒磨机的主体核心部分，由棒磨机筒体、进出料端盖、衬板等零件组成，衬板由螺栓联接在棒磨机筒体上，而棒磨机筒体与螺栓之间一般采用鼓形橡胶密封垫进行密封，其密封结构示意图如图1所示：该密封结构是将密封垫及密封压盖套入密封外套内，通过紧固螺母紧固，利用密封压盖将密封垫压紧，在棒磨机筒体上，密封垫与棒磨机筒体形成端面密封，防止棒磨机筒体内的水煤浆通过螺栓孔外泄，以达到密封效果。但是，现有技术的棒磨机在工作时，原料煤、水和添加剂一同进入棒磨机筒体内，在主电机带动下将装有钢棒的棒磨机筒体旋转，通过棒与棒之间的撞击研磨以及棒与衬板之间撞击研磨进行制备水煤浆。以Ф4000×6000规格的棒磨机为例，设备运行时，棒磨机筒体内100多吨钢棒由上而下滚落，撞击棒磨机筒体内的衬板，棒磨机筒体剧烈振动，对密封结构产生剧烈冲击，从而在更换密封圈后1至2个月后就极易出现衬板滑动、螺栓偏斜、螺栓孔变形等问题，最终导致紧固螺母松动，密封圈与棒磨机筒体之间的预紧力下降甚至脱离，密封功能失效，筒体内的水煤浆从筒体螺栓孔内向外泄漏。

棒磨机筒体漏浆不仅浪费大量原料煤，还严重影响设备的稳定运行，减少设备使用寿命，同时水煤浆干固后造成厂房煤粉漂浮，存在闪爆风险。泄漏的水煤浆风干后，需要人工清理，增加劳务费用的支出。棒磨机筒体出现泄漏后要短停进行消漏，每台棒磨机筒体上共有720余个螺栓密封点，维护工作量大，更换消耗的备件多，成本较高。按照作业规范，每次消漏需要对棒磨机主电机进行断电，消漏作业结束后再送电，棒磨机主电机电压6kV，检修频繁停送电、频繁启停主电机，存在严重的安全隐患。

有鉴于此，需要提供一种棒磨机筒体的螺栓密封结构，以解决或克服上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种棒磨机筒体的螺栓密封结构，该棒磨机筒体的螺栓密封结构的结构简单，安装便捷，密封效果好。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种棒磨机筒体的螺栓密封结构，包括从外向内依次设置的棒磨机筒体、缓冲垫和衬板，所述筒体、所述缓冲垫和所述衬板上设有螺杆安装通孔，所述螺杆安装通孔内设有螺杆，所述螺杆的靠近所述棒磨机筒体的一端连接有多个紧固螺母，所述螺杆上设有轴向密封副，所述轴向密封副包括多个密封圈以及设于所述密封圈的两侧的支撑环和密封压环，各所述密封圈设于所述安装通孔内，以能够使所述紧固螺母与所述棒磨机筒体间形成为密封连接。

优选地，所述螺杆依次包括螺杆端部、台阶部、密封圈安装部和螺纹连接部，所述台阶部和所述密封圈安装部间形成有锥形过渡面，所述支撑环的一端内侧面形成有倒角，所述倒角能够抵靠所述锥形过渡面，所述支撑环的远离所述倒角的一端端面适于抵靠所述密封圈的一端端面，其中，所述螺杆端部、所述台阶部和所述密封圈安装部形成有若干贯通孔，各所述贯通孔的一端设置在所述螺杆端部的端面，另一端设置在所述密封圈安装部的周面上。

优选地，所述螺杆端部形成为由外周边沿向中心轴线逐渐倾斜的圆台，所述螺杆端部的端面形成为平面，且所述螺杆端部的端面低于所述衬板的内周面。

优选地，所述锥形过渡面形成为从靠近所述锥形过渡面的一端向中心轴线逐渐倾斜。

更优选地，所述密封圈的数量为3-5个。

优选地，所述密封压环包括压环本体以及与所述压环本体连接的压环凸台，所述压环凸台的端面适于抵靠所述密封圈的一端端面，所述压环本体的靠近所述压环凸台的一端端面适于抵靠所述棒磨机筒体的外周面。

优选地，所述压环凸台的中心区域形成有适于所述螺杆的密封圈安装部和螺纹连接部穿过的压环通孔。

优选地，所述密封圈为软质橡胶密封圈或聚四氟乙烯密封圈。

优选地，所述支撑环采用硬质橡胶或四氟乙烯成型。

一种棒磨机，包括根据上述技术方案中任一项所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构。

通过上述技术方案，本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构包括从外向内依次设置的棒磨机筒体、缓冲垫和衬板，所述筒体、所述缓冲垫和所述衬板上设有螺杆安装通孔，所述螺杆安装通孔内设有螺杆，所述螺杆的靠近所述棒磨机筒体的一端连接有多个紧固螺母，所述螺杆上设有轴向密封副，所述轴向密封副包括多个密封圈以及设于所述密封圈的两侧的支撑环和密封压环，各所述密封圈设于所述安装通孔内，以能够使所述紧固螺母与所述棒磨机筒体间形成为密封连接。本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构中，通过在螺杆上设置轴向密封副，该轴向密封副包括多个密封圈，且多个密封圈均设置在螺杆安装通孔中，在紧固螺母紧固过程中，向支撑环喝密封压环施加力，达到向多个密封圈施加轴向压力的目的，进而达到使螺杆与棒磨机筒体之间密封连接的目的，且本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构的结构简单，安装便捷，密封效果好。

附图说明

图1是现有技术的棒磨机筒体的螺栓密封结构的一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构的一个具体实施例的结构示意图；

图3是本发明所述的螺杆的一个具体实施例的结构示意图；

图4是本发明所述的支撑环的一个具体实施例的结构示意图；

图5是本发明所述的密封压环的一个具体实施例的结构示意图。

附图标记说明

1棒磨机筒体 2缓冲垫

3衬板 4螺杆安装通孔

5螺杆 501螺杆端部

502台阶部 503密封圈安装部

504螺纹连接部 505锥形过渡面

506贯通孔 6紧固螺母

7轴向密封副 701密封圈

702支撑环 7021倒角

703密封压环 7031压环本体

7032压环凸台 7033压环通孔

8密封外套 9密封压盖

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图2所示，本发明一方面提供一种棒磨机筒体的螺栓密封结构，包括从外向内依次设置的棒磨机筒体1、缓冲垫2和衬板3，筒体1、缓冲垫2和衬板3上设有螺杆安装通孔4，螺杆安装通孔4内设有螺杆5，螺杆5的靠近棒磨机筒体1的一端连接有多个紧固螺母6，螺杆5上设有轴向密封副7，轴向密封副7包括多个密封圈701以及设于密封圈701的两侧的支撑环702和密封压环703，各密封圈701设于安装通孔4内，以能够使紧固螺母6与棒磨机筒体1间形成为密封连接。

从图2中可以看出，本发明棒磨机筒体的螺栓密封结构中，在紧固螺母6上设置轴向密封副7，并且轴向密封副7的多个密封圈701均设置在螺杆安装通孔4内，螺杆5从衬板3的一端通过螺杆安装通孔4穿入，通过多个紧固螺母6旋紧，在内侧的紧固螺母6抵靠密封压环703，多个密封圈701在受到轴向的压力后，能够在螺杆安装通孔4内形成轴向密封，从而利用轴向密封副7达到密封功能。同时，将轴向密封副7设置在螺杆安装通孔4内不仅可以满足密封功能，还能够对螺杆5起到支撑作用，相较于图1中的现有技术的棒磨机筒体的螺栓密封结构相比，可以有效防止螺杆5在螺杆安装通孔4形成大幅度晃动，进而有效提高密封圈701的使用寿命。

而本发明中，密封圈701的远离密封压环703的一端设置有支撑环702，支撑环702不仅能够对密封圈701起到支撑作用，还能够有效防止密封圈701在变形后从螺杆5与螺杆安装通孔4间的间隙流失而影响密封圈701的寿命。并且，将密封圈701夹设在支撑环702和密封压环703之间，也能够在一定程度上保护密封圈701，从而有效提高了密封圈701的使用寿命。

作为本发明的一个优选实施方式，如图4所示，螺杆5依次包括螺杆端部501、台阶部502、密封圈安装部503和螺纹连接部504，台阶部502和密封圈安装部503间形成有锥形过渡面505，支撑环702的一端内侧面形成有倒角7021，倒角7021能够抵靠锥形过渡面505，支撑环702的远离倒角7021的一端端面适于抵靠密封圈701的一端端面，其中

所述螺杆端部501、所述台阶部502和所述密封圈安装部503形成有若干贯通孔506，各所述贯通孔506的一端设置在所述螺杆端部501的端面，另一端设置在所述密封圈安装部503的周面上。

更优选地，螺杆端部501形成为由外周边沿向中心轴线逐渐倾斜的圆台，螺杆端部501的端面形成为平面，且螺杆端部501的端面低于衬板3的内周面。

进一步优选地，锥形过渡面505形成为从靠近锥形过渡面505的一端向中心轴线逐渐倾斜。

如图3所示，本发明中，与现有技术的螺杆5不同，本发明的螺杆5包括螺杆端部501、台阶部502、密封圈安装部503和螺纹连接部504，螺杆端部501形成为圆台，且直径由远离台阶部502的一端向台阶部502的一端逐渐减小，台阶部502与螺杆安装通孔4间存在间隙，以便于安装，正是由于该间隙的存在，使得螺杆5安装在螺杆安装通孔4内后会产生晃动，从而影响使用寿命和密封效果，因此，本发明的支撑环702、密封圈701和密封压环703的压环凸台7032套接在螺杆5上，外周面与螺杆安装通孔4的内周面贴靠，从而限制了螺杆5的晃动，延长了使用寿命，加强了密封效果。

另外，在使用过程中，因长期使用后会导致螺杆5与密封圈701之间会出现少量间隙，棒磨机筒体内的砂浆有可能会沿着缝隙滞留在螺杆5与密封圈701之间，在长期使用过程中会增大螺杆5与密封圈701之间的摩擦，加速密封圈701的磨损，因此，在螺杆5上增加若干个贯通孔506，贯通孔的一端设置在螺杆端部501上，优选地，可设置在螺杆端部501的端面上，而贯通孔506的另一端则设置在密封圈安装部503的周面上，优选地，设置在靠近螺杆端部501的一端的密封圈701贴靠的位置，便于第一个密封圈701对贯通孔506起到密封作用。可以想到的是，在使用过程中，如果有少量砂浆通过螺杆5与衬板3之间的间隙渗漏时，砂浆可以通过贯通孔506，利用重力作用回渗进筒体内，避免长时间凝固在螺栓5与密封圈701之间，对密封圈701甚至是螺栓5造成一定的磨损，使用效果较好。

当然，贯通孔506的作用还可以理解为，当少量渗漏到螺杆5与密封圈701之间的砂浆凝结后，被螺杆5研磨成粉末，粉末可以通过贯通孔506被排出，避免长期滞留在螺杆5与密封圈701之间，对密封圈701造成损坏。

作为本发明的另一个优选实施方式，密封圈701的数量为3-5个。当然，根据实际安装需要以及密封圈701的厚度，密封圈701的数量也可以是低于3个，或多于5个，根据实际需求而定，均属于本发明的保护范围。

作为本发明的又一个优选实施方式，如图5所示，密封压环703包括压环本体7031以及与压环本体7031连接的压环凸台7032，压环凸台7032的端面适于抵靠密封圈701的一端端面，压环本体7031的靠近压环凸台7032的一端端面适于抵靠棒磨机筒体1的外周面。

更优选地，压环凸台7032的中心区域形成有适于螺杆5的密封圈安装部503和螺纹连接部504穿过的压环通孔7033。

作为本发明的一个具体结构形式，密封圈701为软质橡胶密封圈或聚四氟乙烯密封圈。

更具体地，支撑环702采用硬质橡胶或四氟乙烯成型。

本发明另一方面还提供一种棒磨机，包括根据上述技术方案中任一项所述的棒磨机筒体的螺栓密封结构。

本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构的安装过程为：首先，在棒磨机筒体1内调整好衬板3的位置，将螺杆5从内侧插入到螺杆安装通孔4中，使螺杆5的中心中线基本与螺杆安装通孔4的中心轴线重合；其次，依次将支撑环702、多个密封圈701和密封压环703套接在螺杆5上，依次旋上紧固螺母6，确保螺杆5具有足够的预紧力以固定衬板3。棒磨机筒体的螺栓密封结构全部安装完成后，向棒磨机内加入生产水，按照正常的转速试运行，使棒磨机内的钢棒对衬板3进行冲击，运行1小时左右停运棒磨机，再次对螺杆5进行紧固，完成后即可正常投料运行。

当发现本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构中的轴向密封副7失效时，选下紧固螺母6，更换新的密封圈701即可。在更换过程中，因支撑环702依然留在螺杆安装通孔4内，对螺杆5具有一定的维持作用，有效降低了更换的作业难度，提高工作效率。

需要说明的是，本发明能够有效解决以下几个重要问题：

第一，本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构能够有效保证棒磨机在正常运行过程中，通过将轴向密封副7的多个密封圈701、支撑环702和密封压环703的压环凸台7032设置在螺杆安装通孔4内，螺杆5从轴向密封副7中穿设过去，有效控制棒磨机内衬板3的滑动、螺杆5的偏斜等问题，在紧固螺母6逐渐松动过程中依然能维持较好的密封效果，从而能够消除棒磨机筒体上的螺杆安装通孔4的水煤浆泄漏。

第二，本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构既能够对现有的棒磨机进行改造施工，也适用于制造厂新设备的制造加工。同时，本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结还可以应用在其他领域的具有类似结构的回转型混合设备的密封结构中，具有广泛的推广价值。

作为本发明的一个具体实施例，本发明的具体技术方案说明如下：

1、以棒磨机筒体的螺杆安装通孔4的直径D1、棒磨机筒体1的厚度B1为基准，规格为Ф4000×6000的棒磨机筒体上，螺杆安装通孔4的直径D1为Ф38～Ф41mm，棒磨机筒体1的厚度B1为36～40mm。

2、螺杆5的尺寸设计：其中螺杆5的螺杆端部501的尺寸按衬板3的内孔尺寸确定，以螺杆端部501与台阶部502的连接处至螺纹连接部504的螺纹根部为B2，台阶部502的长度设计为0.3B2的光杆，台阶部502的外周面与螺杆安装通孔4之间有2mm左右的直径间隙，因此台阶部502的直径设计为D2＝D1-2，方便衬板3安装的同时，保证螺杆5在螺杆安装通孔4内晃动的空间有限。锥形过渡面505设计为6×30°的倒角，将台阶部502过渡到密封圈安装部503，密封圈安装部503设计为与螺纹连接部504的螺纹外径大小相等的光杆，密封圈安装部503的直径设计为D3＝D2-6，螺纹连接部504的螺纹规格为M(D3)，长度为满足两个紧固螺母6的厚度即可。

3、密封圈701的尺寸设计：密封圈701主要起到密封作用，可以选用成型软质橡胶环、成型聚四氟乙烯填料环等，规格选取为：ФD4×5×3mm，一组密封设置3～5个。

4、支撑环702的设计：支撑环702选用硬质橡胶或四氟等非金属材料，规格尺寸与密封圈701相同，主要起支撑作用，防止密封圈701变形后从螺杆5和螺杆安装通孔4间的间隙流失而影响密封寿命。

其中，需要说明的是，D1表示螺杆安装通孔4的直径，B1表示棒磨机筒体1的厚度，D2表示台阶部502的直径，B2表示螺杆端部501与台阶部502的连接处至螺纹连接部504的螺纹根部的长度，D3表示密封圈安装部503的直径，D4表示密封圈701的外径尺寸，根据螺杆安装通孔4的直径D1而定。

本发明的棒磨机正常运行后根据运行的实际情况，一般两周内进行首次维护，对螺杆5进行全面紧固。后续根据实际情况，每月或每两个月再对螺杆5进行全面紧固，确保棒磨机筒体的螺栓密封结构的有效性。正常运行过程中如出现了泄漏现象，只需要拆卸紧固螺母6和密封压环703，按上述要求加入适量的密封圈701或更换密封圈701，紧固后即可。如果螺杆5出现了严重的倾斜，密封圈701无法加入，则需要调整衬板3的位置，并根据实际情况更换支撑环702、密封压环703、密封圈701、螺杆5等部件。

本发明相较于现有技术的密封结构，具有如下有点：

第一，密封有效性：本发明的棒磨机筒体的密封结构在棒磨机在正常的运行过程中，密封效果好。由于轴向密封副7处于轴向，且有一定的预紧压缩量，只要螺杆5拉伸变形量或紧固螺母6的松动量不超过5～8mm，该密封结构就处于密封有效的状态。而在棒磨机正常运行的过程中，螺杆5拉伸变形量很小，主要考虑紧固螺母6的松动量。经现场试验，棒磨机运行3个月后，棒磨机上720余个密封结构中只有3～5个紧固螺母出现松动导致泄漏，检查发现均是因紧固螺母6松动过大导致。经过正常的维护，本发明的密封结构的累计使用寿命能到达15个月以上。

第二、螺杆5受支撑环702、密封圈701和密封压环703的共同支撑，能使有效控制衬板3滑动、螺杆5偏斜问题，对密封的稳定性具有积极作用。螺杆5安装通孔处的煤浆泄漏得到有效消除了以后，减少了因煤浆泄漏导致煤粉飘荡带来的安全、环保风险。同时检修量减少，减少了检修人工的消耗，降低了备件费用的消耗。

第三，经济效益好：本发明的棒磨机筒体的型密封结构所使用的零部件与传统的密封结构相比，有大幅降低，由于螺杆5只做局部尺寸调整，价格基本相同。图1中所示的传统结构中单组密封价格主要由密封压盖9、密封圈701、密封外套8三件构成，累计费用约为85+55+125＝265元。图2中所示的本发明的密封结构中单组密封结构的价格主要由支撑环702、密封圈701、密封压环703三件的累计费用约为5+2×5+50＝65元。单组密封能降低原始成本265-65＝200元左右。以Ф4000×6000规格的棒磨机为例，整套棒磨机降低成本约200×720＝14.4万元，可见具有良好的经济效益。

第四、较好的推广性：本发明的棒磨机筒体的螺栓密封结构所用的方法简单实用，既能用于现场改造施工，也适用于制造厂新设备的制造加工，在同类设备中可以推广使用。同时也可以应用在其他领域类似结构的回转型混合设备的密封，具有广泛的推广价值。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。