對真空耙式干燥工藝及設備特點進行分析，以軸徑為320 mm 的某型號真空耙式干燥器為例，設計其密封結(jié)構(gòu)，探討其沖洗方案及摩擦副、輔助密封和結(jié)構(gòu)件的選材。模擬實際工況對設計的樣機進行的運轉(zhuǎn)試驗，結(jié)果表明該密封結(jié)構(gòu)密封效果良好。
在制藥、食品、農(nóng)產(chǎn)品加工等行業(yè)中，常常需要將濕基物料中的濕分除去，以便于運輸、貯藏或達到生產(chǎn)規(guī)定的含濕率要求。向固體物料供熱以汽化其中濕分的操作稱為干燥。干燥作業(yè)通常在大氣壓下進行，但當物料具有熱敏性、易氧化性或濕分是有機溶劑( 其蒸汽與空氣混合具有一定爆炸危險) 時，一般采用真空干燥，真空耙式干燥器便是其中使用較廣泛的設備之一。真空耙式干燥器的軸封裝置長期以來基本依賴進口，存在價格高、交貨周期長等問題，一旦發(fā)生故障，將直接影響正常生產(chǎn)。
本文作者以軸徑為320mm 的某型號真空耙式干燥器為例，探討其密封結(jié)構(gòu)的設計。
干燥工藝一般對產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴格，且設備容量較大、一次性投料較多，若密封不可靠，易對物料造成污染，造成巨大損失。因此，干燥工藝中往往需考慮以下幾點：
(1) 溫度的升高可能會引起物料的降解或氧化；
(2) 工藝過程中應保證異物不得進入產(chǎn)品；
(3) 設備中不得積存物料或其他雜質(zhì)；
(4) 設備內(nèi)壁應光滑，不能存在銳角、絲網(wǎng)或多孔結(jié)構(gòu)，以利于徹底清洗和消毒。
結(jié)合以上對真空干燥工藝特點的分析，密封結(jié)構(gòu)設計主要從以下幾個方面考慮：
(1) 對產(chǎn)品質(zhì)量要求較嚴格，宜采用帶壓雙端面密封，保證工藝介質(zhì)實現(xiàn)“零泄漏”；
(2) 低轉(zhuǎn)速、正反轉(zhuǎn)，有一定的振動和沖擊，且由于主軸與腔體同心度較差引起密封腔安裝表面與軸線的垂直度較差，宜采用靜止補償元件；
(3) 操作真空度較高，宜采用防止密封元件發(fā)生軸向位移的限位結(jié)構(gòu)，并適當增大彈簧比壓；
(4) 應避免在外壓作用下，輔助密封元件發(fā)生不規(guī)則變形；
(5) 為保證徹底清洗、消毒，凡與介質(zhì)接觸的部件應盡量避免尖角、狹縫；
(6) 應充分考慮因為熱膨脹引起主軸自由端產(chǎn)生較大的軸向竄動量；
(1) 摩擦副： 由于石墨類材料磨損后產(chǎn)生的顆粒雜質(zhì)進入設備內(nèi)部易對工藝介質(zhì)造成污染，因此，在食品、藥品等行業(yè)中往往避免或減少使用； 而硬質(zhì)合金類材料不僅價格較高，而且質(zhì)量較大，給加工與裝配均帶來不便。因此，設計選用SiC 作為摩擦副材料，其硬度高、質(zhì)量輕，且具有一定的自潤滑性，能改善機械密封運行時的端面潤滑情況。
(2) 輔助密封： 真空對橡膠的作用與腐蝕作用相似，橡膠組分中的許多易揮發(fā)配合劑在真空中會升華，導致物理和力學性能及抗老化、耐溫、耐介質(zhì)作用能力均有一定程度的下降。因此，設計選用氟橡膠作為輔助密封圈，因其具有較好的真空性能，在高溫、高真空下具有極小的透氣率和升華值，可保證長期穩(wěn)定運行。
(3) 結(jié)構(gòu)件： 結(jié)構(gòu)件需具有一定的耐介質(zhì)腐蝕性能及較小的熱膨脹系數(shù)。因此，設計選用鉻鋼作為結(jié)構(gòu)件，因其具有良好的耐腐蝕性能及較小的的線脹系數(shù)( 20 ～ 100 ℃內(nèi)為1. 12 × 10 - 6℃ - 1 ) 。
通過對真空干燥工藝及設備特點的分析，設計真空耙式干燥器的密封結(jié)構(gòu)，并生產(chǎn)了一套軸徑為320mm 的樣機。試驗結(jié)果表明，該密封結(jié)構(gòu)密封效果良好。該密封結(jié)構(gòu)的研制成功，為同類產(chǎn)品的設計探索出了一種可行的設計思路，同時為打破國外產(chǎn)品對該領域的壟斷奠定了技術(shù)基礎。目前，該密封結(jié)構(gòu)已申報實用新型專利，同時面向市場進行推廣。
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