[发明专利]一种多级机械密封式采煤机内喷雾油水隔离旋转密封系统

说明书

一种多级机械密封式采煤机内喷雾油水隔离旋转密封系统，属于采煤机密封系统技术领域，包括壳体、水管、二级密封座以及管轴座，壳体一侧端面上设置有螺纹孔和堵盖，壳体内部设置有入水腔室、旋转水封泄水孔、一级密封动环以及一级密封静环；水管的一端设置有轴头键槽Ⅰ，另一端设置有轴头键槽Ⅱ；旋转水封泄水孔的一端设置有中空螺塞，中空螺塞内部设置有垫片和胶垫；二级密封座与壳体通过密封圈密封连接，二级密封座内部设置有滚针轴承、二级密封静环、二级密封动环、二级顶压弹簧、二级水封以及二级驱动销；本发明采用双端带驱动键槽水管，多级密封单元内置管轴座进行配合使用，将水路由静止变为旋转输送，以增加采煤机的寿命。

技术领域

本发明属于采煤机密封系统技术领域，特别是涉及到一种多级机械密封式采煤机内喷雾旋转密封系统。

背景技术

煤矿井下粉尘治理是重点工作之一，粉尘超标对作业环境影响较大，预防煤工尘肺病必须粉尘含量达标，

同时煤尘还可导致爆炸等安全事故。煤尘80％以上来自采煤机滚筒截割煤壁时产生，所以《煤矿安全规程》中第六百三十六条规定：“第六百三十六条采煤机必须安装内、外喷雾装置。割煤时必须喷雾降尘，内喷雾工作压力不得小于2MPa，外喷雾工作压力不得小于4MPa，喷雾流量应与机型相匹配。无水或喷雾装置不能正常使用时必须停机”。内喷雾喷嘴布置在滚筒截齿根部，截齿截割煤壁时同步喷雾降尘，同时冷却截齿、灭火花。

目前内喷雾系不能正常使用，原因就是旋转密封系统工作不可靠，寿命不可预期，并且密封失效时压力水进入齿轮、减速组件润滑油中，导致润滑油乳化变质失去作用，继而设备受损，影响生产。

目前国外、国内均采用格莱圈、夹布橡胶等软性材质密封单元摩擦水管外径相对回转轴向密封形式，实践证明此种结构密封形式缺陷较多，无法满足采煤作业需求。

分析如下：

1，内喷雾供水机制

内喷雾密封系统给摇臂上的滚筒供水，因摇臂结构特点决定，压力水管道只能从行星减速器中心穿过，也就是穿越润滑油工作区，因滚筒旋转工作所以水路需要旋转过渡连接即选装水封，同时要求水管与旋转水封、管轴座结合处确保不渗不漏，否则引油水混合润滑失效造成设备受损。内喷雾系统密封组件主要三部分构成：1，旋转水封；2，水管；3，管轴座。1，旋转水封：通常布置在摇臂后端盖(或反向布置在固定滚筒的方头侧)，内置密封单元，将压力水与润滑油隔离，是关键部件，也是容易漏水处。2，水管，布置在旋转水封与管轴座之间，一端接旋转水封，另一端接管轴座。3，管轴座通常布置在摇臂前端方头上(反向时布置在摇臂后端盖)，与旋转水封相对布置。从此引出三通接入滚筒，再从滚筒上喷嘴雾化喷出。

2，运转工况分析：

以上所述结构，理论上旋转水封、水管、管轴座三部件中心线重合，同轴相对旋转。实际上因摇臂各部件加工误差、装配误差、轴承磨损等累积误差，使旋转水封除对管轴座相对旋转运动外，还有径向跳动(多台机组实测数为0.1-2mm区间)，轴向窜动(多台机组实测数为0-3mm区间)，偏心摆动(多台机组实测数为0-0.3°区间)总共4种动态并存。这就要求密封系统必须同时适应这4种动态，并且留有一定冗余，而目前密封系统形式仅能适应旋转动态。

3，水压分析：

采煤工作面情况复杂多变，如含水量较大煤层等其它不适合开内喷雾状况时，供水切断没有水通过密封系统，这就要求密封单元必须适应干磨擦运转，而目前现有系统密封形式需要压力水连续供给，以保证密封唇口结合面润滑冷却，否则短时间内密封单元唇口温度就会积聚升高，导致材料硬化、碳化，失去密封作用。

4，水质分析