HNDS—3000L混捏机漏粉漏料问题的优化设计
路文娟 徐玉城。
摘要：HNDS—3000L双层双加热混捏锅是将已计量配制好的原料进行加热搅拌，使物料达到一定要求的均匀糊状体的机器，它适用于石油焦、沥青焦、冶金焦等物料的混捏。混捏机的漏粉漏料漏油主要存在于搅刀轴头两端、锅盖周围密封、漏斗与锅体连接处的密封，旋转接头，整个锅体各个结合面处等几个部位。搅刀处的密封就尤为重要，此种搅刀轴与外界的密封，采用填料加螺旋端面密封，保证密封性能，防止漏料。采用了防磨措施，轴与密封处设计了轴套，表面经特殊处理，有效的防止了糊料外漏及对搅刀轴的磨损。
Abstract： HNDS—3000L double—layer double—heating kneading pot is a machine which can heat and stir the measured raw materials to make them reach certain requirements. It is suitable for kneading petroleum coke， asphalt coke， metallurgical coke and other materials. The leaking oil of kneader mainly exists in the two ends of the stirring tool shaft， the sealing around the pot cover， the sealing of the joint between the funnel and the pot body， the rotating joint， the joint of the whole pot body and so on. The knife is particularly important at the seal， the knife shaft and the outside of the seal， the use of packing plus spiral end seal， to ensure sealing performance， prevent material leakage. Anti—wear measures were adopted， and the shaft and seal were designed. The surface was specially treated to prevent the leakage of the material and the abrasion of the cutter shaft.
Key words： kneader;material leakage;sealing;prevent leakage。
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2020）22—0117—02。
碳素行业属于基础原材料产业，在国民经济发展不可或缺的基础材料。碳素产品分为石墨电极类、碳块类、石墨阳极类、碳电极类、糊类、电碳类、碳素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。碳素行业是对石化和煤化工行业的废渣进行深加工再利用，是一项能源二次利用、符合循环经济理念的新兴产业;同时，由于碳素材料的理化性能和机械性能在一定条件下优于金属材料和高分子材料，具有良好的导电性、热稳定性和化学稳定性，并具有较高的耐腐蚀性、高温状态下的高强度、自润滑性等特征，因此，碳素行业也是一项高科技产业。碳素材料及其制品现已广泛应用于冶金、电子、化工、机械、体育器材、医疗、能源、航空航天、核工业和军事等领域，在国家历次发布的技术发展政策中均被列为重点发展内容。混捏机做为碳素设备之一，作用尤为重要。
HNDS—3000L双层双加热混捏锅是将已计量配制好的原料进行加热搅拌，使物料达到一定要求的均匀糊状体的机器，它适用于石油焦、沥青焦、冶金焦等物料的混捏。广泛用于电碳、化工、塑料、焊条、制药等行业，是为碳素混捏工序设计制造的主要设备之一，主机功率大，在加热状态下捏合，能高效搅拌各种粉状、粒状、糊状等物料。它不仅具有结构上的优点外，自动化程度高、生产产品质量稳定可靠，热效率高、密封性能好，还具备节能降耗、有利于环境保护的优点。
现国内的碳素企业都在需要双层的预热和混捏一体的设备来满足生产设备的更新和产品质量的提升，进一部调整产业结构，增加铝深加工产品的比重，增强抵御产业政策风险的能力。另环保问题也是生产的头等大事。以前的碳素设备设计的原因漏料漏粉漏油是一大问题。为解决这一系列问题我们认真研究，找出根源，解决问题。混捏机的漏粉漏料漏油主要存在于搅刀轴头两端、锅盖周围密封、漏斗与锅体连接处的密封，旋转接头，整个锅体各个结合面处等几个部位。我们经过认真思考，研究试制，各个漏粉漏料漏油问题一一解决，效果良好。
首先我公司生产的HNDS—3000L混捏机搅刀轴的密封以前采用的是搅刀体和轴承座之间迷宫式的机械密封及盘根密封。（如图1所示）由于设备在使用过程中盘根密封容易磨损，当盘根磨损严重时物料就会通过径向间隙飞出，造成轴头漏料的缺陷。给客户的工作环境造成污染，现在环评要求比较严格，也给客户造成了很大的困扰。因此我们改进了轴头密封的设计，除了保留搅刀体和轴承座之间迷宮式的机械密封及盘根密封外。增加了轴端的端面密封和螺旋密封（如图2所示），设计了带有端面密封和螺旋密封的密封轴套，用顶丝把密封轴套与搅刀轴固定为一体随搅刀转动，轴套的左端设计有螺纹密封和端面密封，螺旋密封分为左旋、右旋两种。目的是通过旋转螺纹使得物料随螺纹推进锅体内即图2所示的物料运动方向。因为混捏机是采用双搅刀搅拌，两搅刀的旋转方相反，因此当搅刀相对物料右转时，需要左旋螺纹才能把物料推回锅体内;当搅刀相对物料左转时，需要右旋螺纹才能把物料推回锅体内。除了两个搅刀不同外，一个搅刀的两端安装的密封螺纹也是不同的，因为搅刀两端相对物料的旋转方向是相反的因此组装的螺纹密封也是相反的。需要组装人员认真仔细，千万不要装错螺纹旋向否则会适得其反，不但起不到密封的效果还会把物料随螺纹推出造成轴端漏料。轴套上的端面密封是在密封轴套的螺纹外面设计径向端面将物料阻挡在端面处不能随轴套径向流出。在这两种的密封作用下，即使盘根磨损没有及时更换，物料也不会随轴套间隙流出，补偿了以往密封组合的缺陷。
第二漏斗与锅体连接处的密封。以前混捏機漏斗处的连接是直接齐口连接到锅体底部，用盘根缠绕四周做为密封，由于齐口连接加工时对四个面的平整度要求严格，由于此处为铆焊件对平整度的控制有些困难，导致合口处连接不严密，随着盘根的损毁就会出现漏料漏粉的情况。鉴于此种情况我们把锅体底部与漏斗连接处增添一密封盘，把漏斗与锅体连接处设计为错口，一对面边与锅体密封盘连接，另一对面边深入到锅体内一部分，周围再缠上玻璃纤维密封扭绳，这样不仅加工时平整度好控制，也有效地解决了漏料的问题。
第三锅盖与锅体之间的密封，以前锅盖与锅体密封是用盘根沿螺栓外侧绕锅盖四周。同样时间长了盘根更换不及时也容易漏料。现在我们在锅盖与锅体之间设计一密封盘，然后连接它们的螺栓内侧外侧缠绕双道玻璃纤维密封扭绳，这样大大地降低了漏粉漏料的可能性。
第四干混锅底开门结构简单，密封性能好。采用电动插板阀门卸料，在插板尽头处另设计物料溢流通道，以防插板导轨上积料而造成插板关闭不严产生漏料现象。（如图3所示）可靠的解决了底门漏料造成湿混锅出现废料的状况。与湿混捏锅连接的漏斗轴头处设计有密封轴套，与锅体的合口处设计有复合部分，避免了漏料现象。该混捏机组从干料入口参与混捏到糊料混捏成型出锅的整个过程都在密闭的状态下进行，另外上下锅盖上都设置有收尘孔。有效的防止了粉尘及沥青烟的四散，有效改善了工人的作业环境。
改良之后混捏机各个位置的密封功能都大大提高。其中搅刀轴与外界的密封，采用填料加螺旋端面密封，保证密封性能，防止漏料。采用了防磨措施，轴与密封处设计了轴套，表面经特殊处理，有效的防止了糊料外漏及对搅刀轴的磨损;轴承采用了调心滚子轴承，减小了传动阻力。另外混捏机锅体的各个合口面安装时均涂抹耐高温密封胶，有效地解决了各个有可能漏料漏粉的地方，实施效果良好。这种组合密封已经在新疆的碳素厂家进行使用，密封效果相当好，得到了用户的高度认可，保证产品质量再上一个台阶，我们将在4000L、5000L、6000L混捏机的设计中运用这项技术，保证我们新产品的质量再上一个台阶。
本改进彻底解决了混捏机生产过程中漏粉漏料的问题，切实提高了产品质量，保护环境，实施效果良好。
参考文献：
[1]戚良明.检查井刚柔接头增强密封性施工技术探讨[J].价值工程，2016（07）.
[2]陈作炳，夏劲松，齐福祥.连续型立式紊流混捏机设计与优化[J].计算机与数字工程，2015（08）.
[3]王庆明，党玉.混捏机维护及常见故障探讨[J].山东工业技术，2015（18）.
作者简介：路文娟（1983—），女，河南驻马店人，工程师，研究方向为机械设计与制造。