CN101053805A - 一种球形高温高压连续进料气锁系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球形高温高压连续进料气锁系统，包括一个球形机壳，该机壳由两个半球形筒体凹面相对，采用螺栓法兰联接，并由两个压盖经由螺栓法兰联接而成。半球形筒体上分别开设入、出料口，并分别焊接有入、出料口法兰。球形机壳比其他样式的机壳能够承受更大的工作压力。机壳内安装有转轮，该转轮由均匀分布的半圆形转轮片和两边的球缺形挡板圈片焊接在转轴上组成，并且转轮片和挡板圈片也相互焊接在一起，在转轮片顶部安装有弧形宽体摩擦片，以面摩擦密封代替以往产品的线密封。该系统能耐受高温和上百个大气压，特别适用于高温达600℃的环境下将固体物料由低温低压环境连续输送进入高温高压环境的各种工农业应用和科研实验场合。

Description

一种球形高温高压连续进料气锁系统

                       技术领域

本发明属于机械制造领域和条状、杆状或块状、粒状固体物料的生产加工领域，涉及一种球形高温高压连续进料气锁系统，该系统能够将固体物料由低温低压环境连续不断地输送进入高温高压环境进行处理。

                       背景技术

在工农业生产行业，如烟草生产行业中的烟梗蒸梗加工、酿酒行业中对粮食原料的蒸煮加工、粮食和食品行业中对原料的蒸煮加工、造纸行业、制药行业以及科研实验领域(如生物质制氢领域)等，都经常需要将固体物料由低温低压环境输送进入到高温高压环境进行处理。在这个过程中，高温高压环境下的气体容易泄漏到低温低压的环境中。为了防止高温高压气体泄漏，在实际操作过程中是在低温低压环境和高温高压环境之间设置一个带有加压、卸压装置的腔体，该腔体和两种环境都可以导通，也可以用阀门阻断。其加料过程为：第一步，将腔体与高温高压环境阻断，与低温低压环境导通，将固体物料输送进入腔体后再封闭腔体。第二步，在腔体内充入蒸汽对腔体加温、加压，至腔体内的环境达到规定的高温高压环境后，停止加温、加压过程。第三步，将腔体与高温高压环境导通，将固体物料输送进入高温高压环境。第四步，将腔体封闭，通过卸压装置将腔体内压力卸掉后，腔体与低温低压环境导通，进行第二次加料动作。该方法存在的问题是固体物料由低温低压环境输送进入到高温高压环境的过程是非连续性的断续过程。采用该方法的加料速度受到腔体封闭速度和导通速度，以及腔体加压速度和卸压速度的影响，所以这种非连续性的断续加料方式的生产效率低下。采用该方法，固体物料由低温低压环境输送进入高温高压环境的“量”(质量或体积量等等)受到腔体承载能力的限制。同时由于每次加料都有一个对腔体充压和卸压的过程，卸去的蒸汽会产生损失。上述这些问题限制了这种方法在实际工农业生产和科研实验领域中的使用。

                       发明内容

针对上述非连续性的断续进料方式存在的效率低下等缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种球形高温高压连续进料气锁系统，该系统能够将固体物料由低温低压环境连续不断地输送进入到高温高压环境中，使固体物料可以快速进入高温高压环境中处理，实现连续不断的加料过程，同时在加料过程中不发生蒸汽泄漏，或蒸汽泄漏量控制在一个可以接受的小量上，提高了工作效率，满足工农业生产和科研实验的需要。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种球形高温高压连续进料气锁系统，包括一个机壳，其特征在于，所述的机壳为球形，由两个半球形筒体凹面相对，采用螺栓法兰联接，并由两个压盖经由螺栓法兰联接而成，半球形筒体上分别开设有入、出料口，并焊接有入、出料口法兰。机壳内安装有转轮，所述的转轮由均匀分布的半圆形转轮片和两边的球缺形挡板圈片焊接在转轴上，并且转轮片和挡板圈片也相互焊接在一起，以提高转轮的整体强度和承压能力；转轮片顶部连接有弧形宽体摩擦片，转轴的两端分别设有轴承头，轴承头分别通过键与转轴相连。

本发明的其它一些特点是：

所述的球缺形挡板圈片与半球形筒体的内表面具有相同的曲率半径，使二者之间的空间狭小，以减少蒸汽泄漏面积。

所述的弧形宽体摩擦片的工作曲面与球形机壳的内表面具有相同的曲率半径，使弧形宽体摩擦片的工作曲面和球形机壳的内表面紧密接触，实现面摩擦密封，以减少蒸汽泄漏。

所述的弧形宽体摩擦片内安装有波形弹簧。

球形高温高压连续进料气锁系统采用有效的耐高温高压材料密封，在挡板圈片的边缘设置有密封装置，进一步阻止蒸汽通过转轮和机壳之间的空间泄漏，并且在轴承头处采用成熟的填料轴密封技术来密封，形成多重密封结构来阻止蒸汽经由轴承处泄漏。

本发明的球形高温高压连续进料气锁系统，由于采用球形机壳，比其他样式的机壳能够承受更大的工作压力。其径向密封采用弧形宽体摩擦片和半球形筒体内表面相互接触密封。弧形宽体摩擦片的工作曲面具有和半球形筒体内表面相同的曲率半径，从而使弧形宽体摩擦片的工作曲面和半球形筒体内表面紧密接触达到面密封的效果，减少泄漏量，并且通过安装自压紧装置使弧形宽体摩擦片始终与半球形筒体内表面紧密接触，在磨损的情况下也可以使弧形宽体摩擦片和半球形筒体内表面紧密接触实现面密封。采用上述密封措施的球形高温高压连续进料气锁系统具有工作效率高、密封性能好，蒸汽泄漏量少，易于管理控制等优点，是一项适用于工业生产和科研实验工作的具有重要意义的新发明。

本发明的优点：可实现条状、杆状或块状、粒状固体物料由低温低压环境连续输送进入高温高压环境中；工作效率高，密封性能好，泄漏量少，负荷调节范围大；强度高，承压能力强，结构合理简单，投资和运行费用适中；实用范围广，具有光明的推广前景和巨大的经济效益。

                       附图说明

图1是球形高温高压连续进料气锁系统结构图。

图2是图1的轴向剖视图。

图3是弧形宽体摩擦片剖视图。

图中的标号分别表示：1、入料口，2、入料口法兰，3、第一筒体，4、第一密封腔上半腔体，5、第一压盖，6、第一轴承头，7、出料口，8、出料口法兰，9、第二筒体，10、第二密封腔下半腔体，11、第二轴承头，12、第二压盖，13、第一挡板圈片，14、第二挡板圈片，15、转轮片，16、波形弹簧，17、第一键，18、转轴，19、弧形宽体摩擦片，20、第一盘根材料，21、第一密封腔下半腔体，22、第二密封腔上半腔体，23、第二键，24、第二盘根材料。

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

                       具体实施方式

参见附图，本发明的球形高温高压连续进料气锁系统，包括一个球形机壳，该球形机壳由两个半球形筒体3、9凹面相对，采用螺栓法兰联接，并由两个压盖5、12经由螺栓法兰联接而成。筒体3上部开设入料口1，筒体9下部开设出料口7，并分别焊接有入料口法兰2和出料口法兰8。球形机壳比其他样式的机壳能够承受更大的工作压力。机壳内安装有转轮，该转轮由均匀分布的半圆形转轮片15和两边的球缺形挡板圈片13、14焊接在转轴18上，转轮片15顶部连接有弧形宽体摩擦片19，转轴18的两端设有轴承头6、11，轴承头6、11通过第一、第二键17、23与转轴18相连。

以下发明人给出以烟梗或稻壳、碎秸秆为例的球形高温高压连续进料气锁系统的工作过程：

固体物料在重力作用下由入料口1下落至转轮空仓内，转轮的轴承头6或11在电动机带动下转动，当承载有固体物料的转轮空仓转到出料口7上方时，固体物料在重力作用下离开转轮空仓，经由出料口7进入高温高压环境。在整个加料过程中，固体物料的输送量由转轮的转速控制，同时这一加料过程是连续不断的。

转轮转动时，半圆形转轮片15顶部的弧形宽体摩擦片19始终和第一、第二两个半球形筒体3、9的内表面紧密接触，弧形宽体摩擦片19可以选用耐磨材料(如：锡青铜)制作，其工作曲面和球形机壳的内表面具有相同的曲率半径，同时弧形宽体摩擦片19内安装有波形弹簧16，波形弹簧对弧形宽体摩擦片19产生自压紧的作用，即使发生磨损，弧形宽体摩擦片19也可以与球形机壳的内表面紧密接触达到面密封，减少泄漏量。

转轮上的第一、第二两个球缺形挡板圈片13、14与转轮片15相互焊接，强度很高，所以承压能力强，可以耐受高压。第一、第二挡板圈片13、14和球形机壳具有相同的曲率半径，所以二者之间的空间狭小，减少了蒸汽泄漏面积，并且在第一、第二两个挡板圈片13、14的边缘周向设置有密封装置。例如在第一、第二两个挡板圈片13、14的边缘开设密封槽，周向安装耐高温的第二盘根材料24，经过机壳压紧后，可以进一步阻止蒸汽通过挡板圈片13、14和机壳之间的空间泄漏。在轴承头处采用成熟的填料轴密封技术来阻止蒸汽由轴承处泄漏。例如在第一密封腔4、21和第二密封腔10、22之间的圆周槽内，周向安装耐高温的第一盘根材料20，经过第一、第二压盖5、12压紧后，可以耐受上百个大气压和600℃左右的高温。

Claims (7)

1.一种球形高温高压连续进料气锁系统，包括一个机壳，其特征在于，所述的机壳为球形，由两个半球形的上、下筒体(3、9)的凹面相对，采用螺栓法兰联接，并由两个压盖(5、12)经由螺栓法兰联接而成，上筒体(3)上部开设入料口(1)，下筒体(9)下部开设出料口(7)，入料口(1)和出料口(7)上分别焊接有入料口法兰(2)和出料口法兰(8)；机壳内安装有转轮；所述的转轮由均匀分布的半圆形转轮片(15)和两边的球缺形挡板圈片(13、14)焊接在转轴(18)上，并且转轮片(15)和挡板圈片(13、14)也相互焊接在一起，以提高转轮的整体强度和承压能力；转轮片(15)顶部连接有弧形宽体摩擦片(19)，转轴(18)的两端分别设有轴承头(6、11)，轴承头(6、11)分别通过键(17、23)与转轴(18)相连。

2.如权利要求1所述的球形高温高压连续进料气锁系统，其特征在于，所述的球缺形挡板圈片(13、14)和球形机壳的内表面具有相同的曲率半径，使两者之间的空间狭小，以减少蒸汽泄漏面积。

3.如权利要求1所述的球形高温高压连续进料气锁系统，其特征在于，所述的球缺形挡板圈片(13、14)的边缘设置有密封装置，以阻止蒸汽通过转轮和机壳之间的空间泄漏。

4.如权利要求3所述的球形高温高压连续进料气锁系统，其特征在于，所述的球缺形挡板圈片(13、14)的边缘设置的密封为多处，构成多重密封结构，进一步阻止蒸汽通过转轮(18)和机壳之间的空间泄漏。

5.如权利要求1所述的球形高温高压连续进料气锁系统，其特征在于，所述的弧形宽体摩擦片(19)的工作曲面与球形机壳的内表面具有相同的曲率半径，使弧形宽体摩擦片(19)的工作曲面和球形机壳的内表面紧密接触，实现面摩擦密封，以减少蒸汽泄漏。

6.如权利要求1所述的球形高温高压连续进料气锁系统，其特征在于，所述的弧形宽体摩擦片(19)内安装有波形弹簧(16)。

7.如权利要求1所述的球形高温高压连续进料气锁系统，其特征在于，所述的两个轴承头(6、11)与上、下筒体(3、9)连接处分别采用周向填料密封的密封方式，以阻止蒸汽泄漏。

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