一种具有减震功能的双层动密封装置的制作方法

本发明涉及制造金属粉体的冶金设备，具体涉及到等离子旋转电极雾化制粉工艺的一种具有减震功能的双层动密封装置。

背景技术：

等离子旋转电极法是制备高品质金属粉体的方法之一，制备的粉体具有低氧含量、高纯净度、高球形度、少/无空心粉、卫星球结构，可用于粉末冶金近净成形技术中，如飞机涡轮盘、燃气涡轮动力装置的制造，也可用于金属增材制造(3d打印)、激光绿色再制造、表面改性等工艺。

等离子旋转电极法制备金属粉体所使用的原料为棒材，其加工工艺流程一般为，原料加工成棒料→棒料车削加工→棒料安装→炉体抽真空→炉体充气保护→棒料高速旋转→等离子起弧制粉→粉末收集、筛分。在制粉过程中，棒料高速旋转，一般10000r/min以上，带来两个严重的问题，第一，棒料高速旋转，对密封圈的磨损极大，在制备数根棒料后，磨损的间隙变大，炉体内保护气体逸出，空气进入炉体，不但制约了粉体的连续生产，还影响了粉体的品质。第二，经过检验满足制粉精度要求的棒料也存在公差，高速旋转过程，棒料不可避免地会撞击动密封里支撑用的轴承，而现有的动密封前后支撑均采用刚性的轴承支撑机构，这将导致棒料撞击轴承时产生巨大的噪音。

综上所述，现有的动密封采用单轴承内圈支撑棒料，或者采用多轴承围圆支撑棒料，但所采用的支撑轴承均为刚性机构，避免不了棒料末端撞击轴承产生的巨大噪音，对环境产生不利影响。另外，现有的动密封大都采用单层密封结构，该密封圈起到了两重作用：第一，棒料雾化前，炉体抽真空时候的静密封(棒料与密封圈锁紧)，第二，棒料旋转雾化时，密封圈与棒料间的动密封(棒料与密封圈摩擦)，当密封圈与棒料间的间隙过大时，就起不了静密封与动密封的作用，常常要更换密封圈，反复抽真空，导致生产效率低下。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有减震功能的双层动密封装置，大幅度降低了现有等离子旋转电极制粉工艺中的噪音，解决了因密封圈磨损导致的不能连续进料、反复抽真空生产效率低下的问题。

本发明采取如下技术方案：一种具有减震功能的双层动密封装置，包括主固定圆轴套，其特征在于所述的主固定圆轴套4的前端设置前减震轴承支撑机构，主固定圆轴套4后端固定有双层密封结构，所述的双层密封结构包括内层密封机构和外层密封机构，所述的内层密封机构和外层密封机构分别能通过调整机构调整其单独的密封性。

所述的内层密封机构包括第一密封圈压紧垫块a，v型密封b，螺纹推杆c，齿轮运动副传递装置d，齿轮固定轴承h，密封固定块i以及内密封调整螺栓10组成，所述的v型密封b连接螺纹推杆c，螺纹推杆连接齿轮运动副传递装置d，齿轮运动副传递装置d连接调整螺栓，所述的内密封调整螺栓10能带动螺纹推杆c的前后移动以控制v型密封b的密封性，所述主固定圆轴套的后端设置密封固定凸台6，所述的密封固定块i、密封固定凸台6和内密封调整螺栓10之间装有密封圈。

所述的外层密封机构包第二括密封圈压紧垫块e，v型密封圈f、旋紧螺母7，密封推块9，锁死螺母g，所述的旋紧螺母7能带动密封推块9前后移动以控制v型密封圈f的密封性。

本发明的双层密封结构分为内层密封和外层密封，内层密封主要起到炉体抽真空时候的静密封作用，外层密封主要起到在棒料旋转时候的动密封作用。所述的内层密封机构通过旋转齿轮调整装置引出的螺栓，带动螺纹推杆前后移动，压紧内层密封圈从而可对炉体进行抽真空处理。所述的外层密封机构主要包括v型密封圈、旋紧螺母和锁死螺母，当炉体抽好真空，炉体内充好保护气体后，首先将旋紧螺母旋紧，然后调整内层密封齿轮引出的螺栓让内层密封圈完全松开，这样内层密封圈就不易磨损，最后慢慢松开外层密封的旋紧螺母至合适的动密封间隙便，然后锁紧锁死螺母便可开始工作。

所述的前减震轴承支撑机构包括弹簧减震器2和后支撑板，弹簧减震器2通过滑块滑轨3固定在主固定圆轴套4上，弹簧减震器2的内侧设置轴承，弹簧减震器的外侧设有弹簧压紧螺栓14，所述的弹簧压紧螺栓14固定在后支撑板13上，所述的弹簧压紧螺栓14能调节弹簧的压缩量来调整弹簧的预紧力。

所述的滑块滑轨3的前部和后部均设有安全限位12，用于限定支撑轴承径向的移动范围。

还包括水冷盘1，所述的水冷圆盘1通过螺栓固定在前减震轴承支撑机构的后支撑板13上，所述的主固定圆轴套4在后端的两侧分别设置进水口和出水口，所述的主固定圆轴套4上设有冷却水通道，所述的冷却水通道自进水口经过水冷盘再返回延伸至出水口。

所述的前减震轴承支撑机构沿圆周均匀地分布3-4个，工作时，调整弹簧压紧螺栓使多个轴承所围成的内切圆圆心与待加工的棒料8同心，该内切圆的直径为d+2α，其中d为棒料8直径，α＝0.1-0.5mm，α为减震轴承支撑机构轴承围成的内切圆与棒料的间隙。

所述的主固定圆轴套4上沿圆周分布4-6个刚性支撑轴承11，每个轴承的轴心固定不动，所形成的内切圆圆心与棒料8同心，该内切圆的直径为d+2α+2βmm，其中d为棒料8直径，α＝0.1-0.5mm，β＝0.1-0.4mm。

本发明的有益效果是，在动密封前端(棒料加工末端)采用了弹簧减震支撑装置，在棒料高速旋转时，大幅度降低了棒料撞击轴承产生的噪声，同时对称的设有一组与棒料间隙略大的刚性轴承支撑，在棒料末端的弹簧减震支撑装置设有前后限位，既保证了设备的安全性，又一定程度上降低了对棒料精度的要求。

另外，本发明设计的双层密封装置，解决了因单密封圈磨损剧烈以致影响连续生产的问题，在生产数根棒料后发现外密封圈即将失效时，只需压紧内层密封圈，保证炉体微正压，然后更换外层密封圈，便可以继续生产。本发明的操作方便，省时省力，安全可靠。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的弹簧减震轴承支撑结构示意图。

图3是本发明的刚性支撑轴承结构示意图。

图4是本发明实现内层密封的结构示意图。

图中，1.水冷圆盘，2.弹簧减震器，3.滑块导轨，4.主固定圆轴套，5.内层密封圈，6.密封固定凸台，7.旋紧螺母，8.棒料，9.密封推块，10.内密封调整螺栓，11.刚性支撑轴承，12.限位装置，13.后支撑板，14.弹簧压紧螺栓，a.第一密封圈压紧垫块，b.v型密封，c.螺纹推杆，d.齿轮运动副传递装置，e.第二密封圈压紧垫块，f.v型密封圈，g.锁死螺母，h.齿轮固定轴承，i.压紧密封固定块。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

一种具有减震动能的双层密封装置，主要包括：冷却系统、减震轴承支撑机构、主固定体和双层密封机构。

具体地，如图1所示，主固定体为主固定圆轴套，其前端为水冷圆盘1。减震轴承支撑机构，主要含有弹簧减震器2、滑轨滑块3、限位装置12及弹簧压紧螺栓14及支撑轴承。所述的固定圆轴套4加工有用于安装前减震轴承支撑机构和双层密封结构的定位尺寸和螺纹孔，且沿固定圆轴套4的圆周分布4-6个刚性支撑轴承11。双层密封机构主要包括内层密封圈5、齿轮调整机构、内密封调整螺栓10、外层密封圈、密封固定凸台6、旋紧螺母7等。

需要说明的是，所述的冷却水通过进口a固定在密封固定凸台6上，然后流经主固定圆轴套4，再通过耐温耐压水管流到动密封前端的水冷圆盘1处，然后返向流出至出水口b，水流通道转接之间设有密封圈，保证密封。

需要说明的是，所述的双层密封结构分为内层密封和外层密封，所述的内层密封机构包括第一密封圈压紧垫块a，v型密封b，螺纹推杆c，齿轮运动副传递装置d，齿轮固定轴承h，压紧密封固定块i以及装置引出的内密封调整螺栓10，旋转螺栓10可以带动螺纹推杆c前后移动，从而可起到压紧或者松开v型密封b的作用，该装置的剖面示意图如图4所示。密封固定块i与密封固定凸台6、内密封调整螺栓10之间装有密封圈，当调整好内层密封圈至合适的工作状态后，压紧密封固定块i，可以对内层密封起到密封作用。

所述的外层密封机构主要包括第二密封圈压紧垫块e，v型密封圈f、旋紧螺母7，密封推块9，锁死螺母g组成。旋转旋紧螺母7可以带动密封推块9前后移动，从而可起到压紧或者松开v型密封圈f的作用。

需要说明的是，所述的减震轴承支撑机构，优选地，在一平面圆周内，设有3个均匀分布的减震轴承支撑机构，所形成的内切圆圆心与棒料8同心，其中轴承安装在弹簧减震器2内侧，弹簧减震器外侧设有弹簧压紧螺栓14，弹簧压紧螺栓14固定在后支撑板上，可以调节弹簧的压缩量来调整弹簧的预紧力，弹簧减震器2安装在滑轨滑块3上，滑轨滑块3通过螺栓固定在主固定圆轴套4上，另外，滑轨前后设有安全限位12，限定弹簧减震装置的轴承径向可移动距离，确保设备安全。装配时，如图2所示，调整弹簧压紧螺栓14给予轴承施加合适的预紧力，此时正好碰到滑块的前定位，3个轴承所形成的内切圆圆心与棒料同心，所形成的圆的直径为d+2α＝75.4mm，其中d为棒料直径，α为设计的支撑轴承与棒料的间隙，本例中d＝75mm，优选地，α为0.2mm。

需要说明的是，所述的主固定圆轴套4上安装有刚性支撑轴承11，优选地，在一平面圆周内，如图3所示，设有4个均匀分布的减震轴承支撑机构刚性支撑轴承11，所形成的内切圆圆心与棒料8同心，所不同的是，每个轴承轴心固定不动，优选地，所形成的圆的直径为d+2α+2β＝76.0mm，其中d为棒料直径，75mm，优选地，α＝0.2mm，β＝0.3mm。

本发明使用时，按照图1所示，安装各部件，然后将动密封装置安装在等离子旋转电极制粉炉体上，调整设备的精度，松开内、外层密封圈将旋转轴一端依次穿过v型密封圈f、v型密封b、主固定圆轴套4，前端水冷圆盘1，然后调整旋转螺栓10压紧v型密封b，对炉体进行抽真空处理。当炉体抽好真空，充好保护气体后，调整旋紧螺母7，外层密封圈压紧，再调整旋转螺栓10让内层密封圈完全松开，最后慢慢松开外层密封的旋紧螺母7至合适的动密封间隙，然后锁紧锁死螺母g便可开始制粉工作，在生产数根棒料后发现v型密封圈f即将失效时，只需调整旋转螺栓10压紧v型密封b，保证炉体微正压，然后更换v型密封圈f，便可以继续生产。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。