一种生物反应器搅拌轴密封装置的制作方法

1.本发明涉及生物反应器领域，特别涉及一种生物反应器搅拌轴密封装置。


背景技术：

2.生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。在酒类、医药生产、浓缩果酱、果汁发酵、有机污染物降解方面有重要应用。
3.目前生物反应釜的搅拌轴与反应釜之间一般是采用密封圈和轴承配合转动连接在反应釜的外部，并借助锁定套将密封的部分进行固定，从而避免搅拌轴在长时间转动后导致密封部分脱落。这种密封方式为旋转密封， 也就是指在转动轴（即搅拌轴）转动的情况下，阻止反应釜內外环境的液体、杂质等互通的实际效果。在通常情况下，密封圈唇口的內径比轴颈的直径小，也对轴颈外表面产生轴向工作压力，但是伴随密封圈上的油膜损耗完之后，与搅拌轴之间会产生干磨，导致密封性无效。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种生物反应器搅拌轴密封装置。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：本发明一种生物反应器搅拌轴密封装置，包括搅拌轴，所述搅拌轴的外周套接有第一安装座，所述第一安装座的内部底端嵌装有密封圈，所述第一安装座的内部套接有第二安装座，所述第二安装座的内部底端嵌装有轴承组件，所述第二安装座的底端连接有第三安装座，所述第三安装座的底端安装有防尘组件，所述搅拌轴从上至下依次穿过第一安装座、第二安装座和第三安装座。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述密封圈的内侧上下两端均设置有凸起的密封唇，所述密封圈的内侧中部设置有凸起的间隔环，所述密封圈的外侧中部开有凹槽，所述凹槽的内部安装有油环，所述油环的内侧连接有输油嘴，所述密封圈的内部横向设置有第一输油孔道，所述间隔环的内部纵向设置有第二输油孔道 。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述输油嘴与第一输油孔道相连通，所述第一输油孔道与第二输油孔道相连通，所述油环由柔性abs塑料材质制成，所述密封唇均为三角凸起，所述间隔环为梯形凸起，所述密封唇和间隔环与搅拌轴的外壁相切。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述轴承组件包括第一轴承、第二轴承、石墨油封和密封片，所述第一轴承与第二轴承之间夹持有石墨油封，所述第一轴承的顶端与第二轴承的底端均设置有密封片，所述轴承组件的外周包覆有导热片，所述第二安装座的内部开有多个第一散热孔道，所述第一散热孔道的一端接通有第二散热孔道。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述第三安装座的纵向开有多个第三散热孔道，所述第三散热孔道呈圆环外扩散分布，外圈的所述第三散热孔道与第二散热孔道相对
接，所述导热片的外周与第二散热孔道相抵，所述导热片的底端与第三散热孔道的内圈相抵。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述防尘组件包括叶轮、外防护罩和内防护罩，所述叶轮套接于搅拌轴的外周表面，所述外防护罩安装于第三安装座的底端，所述外防护罩的表面开有多个第一开口，所述内防护罩套接于外防护罩的内部，所述内防护罩的表面开有多个第二开口，所述内防护罩的底端连接有转筒，所述转筒贯穿至外防护罩的底端，所述转筒的外侧设置有限位片，且限位片位于外防护罩的底端。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一安装座通过螺杆与第二安装座和第三安装座固定连接，所述第三安装座的截面为凸形结构，所述第一安装座的外周顶端设置有用于定位安装的梯形卡环结构。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过密封圈上下两侧的密封唇以及中间处的间隔环起到密封效果，可有效避免反应釜内部液体泄漏；同时密封圈在长时间使用过后会通过搅拌轴挤压凹槽内的油环，从而使油环内的润滑油挤出，通过输油孔排出对密封唇以及间隔环处进行润滑，即避免密封圈与搅拌轴之间产生干磨影响密封效果，也延长了密封圈的实用寿命；通过石墨油封和密封片将轴承进行密封，将轴承内部空间进行隔离，避免轴承上的润滑油蒸发，使轴承可承受径向负荷，避免搅拌轴外端部分抖动；同时通过与搅拌轴相连接的叶轮将防护罩内的空气进行带动，使轴承在工作时产生的热量通过导热片传导出之后进行快速散热，避免了轴承长时间工作过热而导致形变，且可通过转筒带动内防护罩转动，使内防护罩与外防护罩上的开口错开，从而将防尘组件的底端漏出部分关闭，避免闲置时灰尘进入至内部；同时安装座之间依次套接，方便安装。
附图说明
13.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的整体结构截面图；图2是本发明的密封圈截断结构示意图；图3是本发明的油环截面示意图；图4是图2中的a部结构放大图；图5是本发明的轴承组件截面示意图；图6是本发明的轴承组件爆炸示意图；图7是本发明的第二安装座截面示意图；图8是本发明的第三安装座截面示意图；图9是本发明的第三安装座俯视图；图10是本发明的防尘组件截面示意图；图11是本发明的外防护罩与内防护罩拆分示意图；图中：1、搅拌轴；2、第一安装座；3、密封圈；4、第二安装座；5、轴承组件；6、第三安装座；7、防尘组件；31、密封唇；32、间隔环；33、凹槽；34、油环；35、输油嘴；36、第一输油孔道；37、第二输油孔道；51、第一轴承；52、第二轴承；53、石墨油封；54、密封片；55、导热片；
56、第一散热孔道；57、第二散热孔道；61、第三散热孔道；71、叶轮；72、外防护罩；73、内防护罩；74、第一开口；75、第二开口；76、转筒；77、限位片。
具体实施方式
14.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
15.实施例
16.如图1-11所示，本发明提供一种生物反应器搅拌轴密封装置，包括搅拌轴1，搅拌轴1的外周套接有第一安装座2，第一安装座2的内部底端嵌装有密封圈3，第一安装座2的内部套接有第二安装座4，第二安装座4的内部底端嵌装有轴承组件5，第二安装座4的底端连接有第三安装座6，第三安装座6的底端安装有防尘组件7，搅拌轴1从上至下依次穿过第一安装座2、第二安装座4和第三安装座6。
17.进一步的，密封圈3的内侧上下两端均设置有凸起的密封唇31，密封圈3的内侧中部设置有凸起的间隔环32，密封圈3的外侧中部开有凹槽33，凹槽33的内部安装有油环34，油环34的内侧连接有输油嘴35，密封圈3的内部横向设置有第一输油孔道36，间隔环32的内部纵向设置有第二输油孔道37 。
18.输油嘴35与第一输油孔道36相连通，第一输油孔道36与第二输油孔道37相连通，油环34由柔性abs塑料材质制成，密封唇31均为三角凸起，间隔环32为梯形凸起，密封唇31和间隔环32与搅拌轴1的外壁相切。
19.轴承组件5包括第一轴承51、第二轴承52、石墨油封53和密封片54，第一轴承51与第二轴承52之间夹持有石墨油封53，第一轴承51的顶端与第二轴承52的底端均设置有密封片54，轴承组件5的外周包覆有导热片55，第二安装座4的内部开有多个第一散热孔道56，第一散热孔道56的一端接通有第二散热孔道57。
20.第三安装座6的纵向开有多个第三散热孔道61，第三散热孔道61呈圆环外扩散分布，外圈的第三散热孔道61与第二散热孔道57相对接，导热片55的外周与第二散热孔道57相抵，导热片55的底端与第三散热孔道61的内圈相抵。
21.防尘组件7包括叶轮71、外防护罩72和内防护罩73，叶轮71套接于搅拌轴1的外周表面，外防护罩72安装于第三安装座6的底端，外防护罩72的表面开有多个第一开口74，内防护罩73套接于外防护罩72的内部，内防护罩73的表面开有多个第二开口75，内防护罩73的底端连接有转筒76，转筒76贯穿至外防护罩72的底端，转筒76的外侧设置有限位片77，且限位片77位于外防护罩72的底端。
22.第一安装座2通过螺杆与第二安装座4和第三安装座6固定连接，第三安装座6的截面为凸形结构，第一安装座2的外周顶端设置有用于定位安装的梯形卡环结构。
23.具体的，首先，将第一安装座2、密封圈3、第二安装座4、轴承组件5和第三安装座6套接在搅拌轴1的外周，并通过螺杆将安装座固定连接，再将防尘组件7内的叶轮71通过机米螺丝固定在搅拌轴上，盖上外防护罩72后将密封装置整体通过锁定套固定在反应釜外部避免脱落；当搅拌轴1转动时，密封圈3的上下两侧密封唇31和间隔环32起到密封作用，由于密封圈3在使用初期自身会带有薄薄的一层油膜，这层油膜使密封圈3能够既能起到密封作用，同时也不会与搅拌轴1之间产生干磨；而在使用一段之间之后，密封唇31和间隔环32上
的油膜逐渐减少，与搅拌轴1之间摩擦增大，随着摩擦增大，搅拌轴1转动时对密封唇31和间隔环32产生的向外挤压力则增大，上下两端处的密封唇31以及中部的间隔环32受到向外的压力，使得密封圈3两侧的凹槽33区受到挤压；从而凹槽33内的油环34受到挤压形变，使内部的润滑油从输油嘴35挤出经过第一输油孔道36到达间隔环32的位置，再通过间隔环32上的第二输油孔道37排出，润滑油流至密封唇31与间隔环32之间的区域，使密封圈3与搅拌轴1之间不会产生干磨，延长密封圈的使用寿命同时保证密封效果，密封圈3经过润滑之后与搅拌轴1之间摩擦力减小，油环34回弹可使挤出的润滑油逆流吸回油环34内，避免润换油过多而泄漏；第一轴承51和第二轴承52之间具有石墨油封53，配合两侧的密封片54起到密封效果，同时轴承内具有空气，当搅拌轴1转动时，空气受到压缩产生推力，第一轴承51和第二轴承52承担径向负荷，此时石墨油封53和密封片54则起密封作用，保证轴承内的压力，避免轴承上的润滑油蒸发；而轴承在高速转动过程中产生的热量首先经过导热片55散发至第一散热孔道56和第三散热孔道61，而第一散热孔道56热空气经过第二散热孔道57进入至防尘组件7处；由于搅拌轴1带动叶轮71转动，叶轮71转动可将内防护罩73内的空气搅动，使内外的空气加速流通，使内部轴承组件5得到降温；使用完后转动转筒76，使转筒76带动内防护罩73转动，内防护罩73转动使第二开口75与外防护罩72上的第一开口74位置相互错开，内防护罩73与外防护罩72形成密封空间，避免长时间闲置灰尘进入内部。
24.本发明通过密封圈上下两侧的密封唇以及中间处的间隔环起到密封效果，可有效避免反应釜内部液体泄漏；同时密封圈在长时间使用过后会通过搅拌轴挤压凹槽内的油环，从而使油环内的润滑油挤出，通过输油孔排出对密封唇以及间隔环处进行润滑，即避免密封圈与搅拌轴之间产生干磨影响密封效果，也延长了密封圈的实用寿命；通过石墨油封和密封片将轴承进行密封，将轴承内部空间进行隔离，避免轴承上的润滑油蒸发，使轴承可承受径向负荷，避免搅拌轴外端部分抖动；同时通过与搅拌轴相连接的叶轮将防护罩内的空气进行带动，使轴承在工作时产生的热量通过导热片传导出之后进行快速散热，避免了轴承长时间工作过热而导致形变，且可通过转筒带动内防护罩转动，使内防护罩与外防护罩上的开口错开，从而将防尘组件的底端漏出部分关闭，避免闲置时灰尘进入至内部；同时安装座之间依次套接，方便安装。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种生物反应器搅拌轴密封装置，包括搅拌轴（1），其特征在于，所述搅拌轴（1）的外周套接有第一安装座（2），所述第一安装座（2）的内部底端嵌装有密封圈（3），所述第一安装座（2）的内部套接有第二安装座（4），所述第二安装座（4）的内部底端嵌装有轴承组件（5），所述第二安装座（4）的底端连接有第三安装座（6），所述第三安装座（6）的底端安装有防尘组件（7），所述搅拌轴（1）从上至下依次穿过第一安装座（2）、第二安装座（4）和第三安装座（6）。2.根据权利要求1所述的一种生物反应器搅拌轴密封装置，其特征在于，所述密封圈（3）的内侧上下两端均设置有凸起的密封唇（31），所述密封圈（3）的内侧中部设置有凸起的间隔环（32），所述密封圈（3）的外侧中部开有凹槽（33），所述凹槽（33）的内部安装有油环（34），所述油环（34）的内侧连接有输油嘴（35），所述密封圈（3）的内部横向设置有第一输油孔道（36），所述间隔环（32）的内部纵向设置有第二输油孔道（37） 。3.根据权利要求2所述的一种生物反应器搅拌轴密封装置，其特征在于，所述输油嘴（35）与第一输油孔道（36）相连通，所述第一输油孔道（36）与第二输油孔道（37）相连通，所述油环（34）由柔性abs塑料材质制成，所述密封唇（31）均为三角凸起，所述间隔环（32）为梯形凸起，所述密封唇（31）和间隔环（32）与搅拌轴（1）的外壁相切。4.根据权利要求1所述的一种生物反应器搅拌轴密封装置，其特征在于，所述轴承组件（5）包括第一轴承（51）、第二轴承（52）、石墨油封（53）和密封片（54），所述第一轴承（51）与第二轴承（52）之间夹持有石墨油封（53），所述第一轴承（51）的顶端与第二轴承（52）的底端均设置有密封片（54），所述轴承组件（5）的外周包覆有导热片（55），所述第二安装座（4）的内部开有多个第一散热孔道（56），所述第一散热孔道（56）的一端接通有第二散热孔道（57）。5.根据权利要求4所述的一种生物反应器搅拌轴密封装置，其特征在于，所述第三安装座（6）的纵向开有多个第三散热孔道（61），所述第三散热孔道（61）呈圆环外扩散分布，外圈的所述第三散热孔道（61）与第二散热孔道（57）相对接，所述导热片（55）的外周与第二散热孔道（57）相抵，所述导热片（55）的底端与第三散热孔道（61）的内圈相抵。6.根据权利要求1所述的一种生物反应器搅拌轴密封装置，其特征在于，所述防尘组件（7）包括叶轮（71）、外防护罩（72）和内防护罩（73），所述叶轮（71）套接于搅拌轴（1）的外周表面，所述外防护罩（72）安装于第三安装座（6）的底端，所述外防护罩（72）的表面开有多个第一开口（74），所述内防护罩（73）套接于外防护罩（72）的内部，所述内防护罩（73）的表面开有多个第二开口（75），所述内防护罩（73）的底端连接有转筒（76），所述转筒（76）贯穿至外防护罩（72）的底端，所述转筒（76）的外侧设置有限位片（77），且限位片（77）位于外防护罩（72）的底端。7.根据权利要求1所述的一种生物反应器搅拌轴密封装置，其特征在于，所述第一安装座（2）通过螺杆与第二安装座（4）和第三安装座（6）固定连接，所述第三安装座（6）的截面为凸形结构，所述第一安装座（2）的外周顶端设置有用于定位安装的梯形卡环结构。

技术总结
本发明公开了一种生物反应器搅拌轴密封装置，包括搅拌轴，搅拌轴的外周套接有第一安装座，第一安装座的内部底端嵌装有密封圈，第一安装座的内部套接有第二安装座，第二安装座的内部底端嵌装有轴承组件，第二安装座的底端连接有第三安装座，第三安装座的底端安装有散热组件，搅拌轴从上至下依次穿过第一安装座、第二安装座和第三安装座。本发明通过密封圈上下两侧的密封唇以及中间处的间隔环起到密封效果，可有效避免反应釜内部液体泄漏；同时密封圈在长时间使用过后会通过搅拌轴挤压凹槽内的油环，从而使油环内的润滑油挤出，通过输油孔排出对密封唇以及间隔环处进行润滑。油孔排出对密封唇以及间隔环处进行润滑。油孔排出对密封唇以及间隔环处进行润滑。


技术研发人员：陈柏林 季鹏飞 汪奇志 刘卫华 罗贤建 彭玉平 曹晓原
受保护的技术使用者：江苏洁维生物设备股份有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/8/14