螺旋输送机广泛应用于粮食工业、建筑材料工业、化学工业、机械制造业、交通运输业等国民经济各部门中。螺旋输送机主要用于输送各种粉状、粒状、小块状物料，所输送的散粒物料有谷物、面粉等粮食产品，水泥、砂子等建筑材料，盐类、碱类等化学品，以及煤、焦炭、矿石等大宗散货。现有普通螺旋输送机使用的环境基本没有压力要求，当输送过程中伴有高压密封要求时，现有输送机由于没有密封性能，无法正常使用。

某有限公司承揽五矿营口中板有限公司纯氧啡高炉)炼铁试验工程设备—高压密封螺旋输送机的设计任务。熔融还原纯氧炼铁是目前国际上一种新型炼铁工艺，在我国正处在试验阶段，其发展方向为逐步取代高炉炼铁。在这一炼铁工艺中需要1个散状物料输送设备。公司针对输送过程中伴有高压密封要求时现有输送机无法正常使用的缺陷，设计了一种高压密封螺旋输送机，它针对输送过程中伴有高压密封要求的特殊工况条件，通过自身的结构特点，在保证设备良好的气密封性的同时，解决了物料的导出、输送问题。

1、设计条件及主要参数

输送物料为块煤、焦丁、溶剂;物料粒度为0一60 mm;要求设备承受温度按200℃考虑;物料输送过程伴有带压力高纯度高炉煤气，要求设备密封能力为0. 3 MPa;物料输送量5一25m3/h;物料综合密度为1 .08g/cm3;要求设备驱动装置安全系数3。

针对设备的使用工况，本设备设计时要能满足以下要求。

1) 设备结构尽量简单，需要方便安装、检修维护。

2) 保证设备长时间在200℃环境中稳定工作，螺旋叶片需耐磨损、易更换。

3) 保证在不拆卸设备的情况下方便各润滑点的润滑，使设备正常运转。

4) 因输送过程伴有带压力高纯度高炉煤气，需要保证设备的密封能力。

2、结构介绍及工作情况

高压密封螺旋输送机如图1所示，主要由头部装配、装料口、机壳装配、中间轴承、螺旋轴、卸料口、尾部装配和驱动装置组成。

设备工作时，首先由物料输送量确定变频调速电动机的输出转速，满足输送量的要求。设备由电动减速机驱动，带动螺旋轴旋转，旋转的螺旋轴推动物料由装料口向卸料口移动，完成物料的输送。

3、设计特点

3.1  针对工作时螺旋轴的特殊受力情况设计轴承布置形式

高压密封螺旋输送机的螺旋轴是通过首、末端轴承和中间轴承而安装于料槽内。首端是指物料运移前方的一端。首端轴承应采用止推轴承，以承受由物料运动阻力所引起的轴向力，且使螺旋轴全长仅受拉伸作用。末端轴承只受径向载荷作用，采用径向轴承。中间轴承通过对螺旋轴的支撑，减小螺旋轴中间部位下挠，使螺旋轴可以沿轴线水平旋转。通过首、末端轴承和中间轴承的配合使用，了设备对轴向力和径向力的要求，使设备可以平稳工作。

3.2  针对特殊工作情况设计分段式螺旋轴

此螺旋轴由三段螺旋实体通过中间轴承连接组成。

每段螺旋实体都是螺旋叶片焊接在中心轴上制造而成。螺旋叶片采用耐磨材质制作，叶片边缘堆焊耐磨合金，使叶片的使用寿命大大提高。头节螺旋实体前部叶片设计成带锥度形式，同时进料口处设置挡料板控制料流。这种结构可以使装料口处的物料流动更加合理，不至于形成局部堆料现象，影响设备正常运行。中心轴为空心结构，采用优质钢制造，做螺旋实体的承力轴传递扭矩。

由于螺旋轴为三段螺旋实体连接组成，所以当某段实体叶片损坏，只需要松开前后连接点，就可以将单段实体取出修理，不用将整根螺旋轴取出，也不用移动拆卸驱动装置。当中间轴承损坏，同样松开前后连接点就可以单独取出轴承更换。这种设计极大地方便了设备的安装与维护，提高了安装与维护的效率。

同时，考虑设备中间轴承需经常润滑，但是经常拆装上盖板很不方便，为此单独设计了有良好密封性能的外置注油点。在不拆卸料槽和盖板的状态下可以润滑中间轴承，而且不会影响设备的密封性能。

3 .3  针对特殊密封要求设计动/静两套密封结构

设备的密封主要由机壳装配间的静密封和头/尾部装配处动密封组成。

1) 静密封设计:机壳的形状为半圆形底面与平直的顶、侧面，在机壳外侧的沿轴向加焊角钢及钢板，以增强机壳的刚度;顶面有加厚的凸缘法兰，有利于机壳与盖子、中间轴承座的连接以及各个节距之间的连接。上盖采用厚钢板并加焊筋板，料槽与上盖为法兰式连接，密布螺栓并加耐高温密封垫，以实现机壳良好的密封性能。

2)  动密封设计:在端部机架上设计一种新型气体动密封装置，如图2所示，主要由填料密封箱、挡环、密封圈、填料环、油杯、封液环、唇形密封圈、压盖等组成。

密封装置主体为焊接式填料密封箱，通过挡环对密封圈和填料环进行保护，在挡环之后是石墨填料环与耐高温柔性密封圈按一定顺序组合的第1道密封，此道密封可以有效的密封气体并防止热量由腔内窜出。道密封后为对开式封液环，为了防止气体渗漏，填料密封箱开有油孔和油杯，通过油杯可向封液环注耐高温润滑油，从而在封液环处形成密闭的环型，封住可能渗漏的气体。为防止油品漏出，在封液环后设置由密封圈石墨密封环及唇形密封圈组成的道密封。通过控制压盖的压紧力，将密封相互贴实。

本新型气体动密封装置在设计时进行了如下创新:采用特制斜切口纯石墨密封环、硅橡胶密封圈和唇形密封圈组合使用，耐高温高压且压力范围在0.1一0.7 MPa。利用封液环将密封油液充满轴与密封环的间隙，不仅为轴润滑，而且形成油膜辅助密封，并利用硅橡胶变形量大的特点对磨损量进行补偿，达到长期密封的效果。采用简单的结构，与机械密封等密封方式相比，对被密封设备的同轴度、轴的表面粗糙度及端面等制造和安装精度要求低，方便安装和维护。

通过以上设计使设备具有了可靠而又稳定的密封性能，很好地保证了设备的使用安全。

4、结语

本文所介绍的高压密封螺旋输送机是自主开发研制的新型螺旋输送机。目前，本设备已经申请并被一项实用新型—“一种新型气体动密封装置”。

该设备是由本公司自行设计、加工制造，同时在本厂进行安装调试。调试后设备可以很好地满足用户对设备的要求，气体密封处打压后密封性能良好，现设备已经发往用户现场，完成现场安装调试和空载试车，得到用户的肯定，只等项目全线热试。本非标设备的研制成功，我国在此领域的技术空白，同时也标志着天津赛瑞机器设备有限公司在非标冶金设计制造水平上有了新的提高。