CN102889783B - 密封装置及回转窑 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密封装置及回转窑。该密封装置用于回转设备与静止设备结合部位的密封，该密封装置包括多个密封单元，密封单元包括连杆、摩擦片、套筒、下弹簧座、上弹簧座、弹簧和弹性片；套筒上端开口、下端设置有与连杆向匹配的套筒通孔，套筒能固定在静止设备上；上弹簧座固定在套筒上端，上弹簧座设置有与套筒通孔相对应的上弹簧座通孔；下弹簧座活动设置在套筒内侧的下端；弹簧设置在由上弹簧座、下弹簧座和套筒形成的容置空间内，两两相邻密封单元的摩擦片铰接形成环绕回转设备一周的密封环；弹性片靠近回转设备的一侧覆有环绕回转设备一周的柔性密封材料。本发明克服了现有密封装置的诸多缺点，实现了结构简单、密封效果佳的优点。

Description

密封装置及回转窑

技术领域

本发明涉及回转窑技术，尤其涉及一种密封装置及回转窑。

背景技术

回转窑是冶金、化工、水泥等行业对散装物料进行加热处理的主要设备，一般在负压下工作，在回转窑的回转设备（回转窑筒体）和窑头罩（窑尾罩或冷却机头罩）之间不可避免的存在缝隙，为了阻止外界的空气被吸入回转设备内或回转设备内气体携带物料外泄，回转设备和窑头罩间必须设置密封装置。

回转窑密封装置密封效果的好坏，在很大程度上影响着回转窑系统的操作及其稳定运行。现有的回转窑密封装置结构形式很多，但效果都不很理想，例如迷宫式密封由于其无接触面不存在摩擦，且结构相对简单，采用的最为广泛普遍，但由于迷宫式密封和回转设备之间的间隙比较大，容易使物料从密封间隙中泄露，影响密封效果。因此，亟待开发一种新型密封结构，以提高回转窑的密封效果，进而降低热工企业能耗、提高熟料品质。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有回转窑密封装置密封效果不理想的问题，提出一种密封装置，以实现结构简单、密封效果佳的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种密封装置，用于回转设备与静止设备结合部位的密封，该密封装置包括多个密封单元，所述密封单元包括连杆、摩擦片、套筒、下弹簧座、上弹簧座、弹簧和弹性片；

所述套筒上端开口、下端设置有与连杆向匹配的套筒通孔，所述套筒能固定在静止设备上；所述上弹簧座固定在套筒上端，所述上弹簧座设置有与套筒通孔相对应的上弹簧座通孔；所述下弹簧座活动设置在套筒内侧的下端，所述下弹簧座设置有与套筒通孔相对应的下弹簧座通孔；所述弹簧设置在由上弹簧座、下弹簧座和套筒形成的容置空间内，所述弹簧初始状态时，其两端分别与上弹簧座和下弹簧座相抵；

所述连杆一端自下而上的穿过套筒通孔、下弹簧座通孔、弹簧和上弹簧座通孔，并与下弹簧座固定；所述连杆另一端缘与摩擦片铰接，以使摩擦片远离连杆的一端能与回转设备贴合，并能以铰接轴为轴沿回转设备轴向摆动，

所述弹性片一端固定在摩擦片上靠近连杆的一端；所述弹性片另一端能通过柱销固定在静止装置上，以使所述弹性片能以柱销为轴沿回转设备切线方向摆动；

多个密封单元中两两相邻密封单元的摩擦片铰接形成环绕回转设备一周的密封环；

所述弹性片靠近回转设备的一侧覆有环绕回转设备一周的柔性密封材料。

进一步地，所述弹性片为弹性钢片。

进一步地，所述上弹簧座螺纹固定在套筒上端，用于调节容置空间的高矮，进而调节弹簧的预紧力。

进一步地，所述摩擦片为T形摩擦片和凸形摩擦片，所述T形摩擦片与凸形摩擦片交替设置，两两邻T形摩擦片与凸形摩擦片铰接，铰接轴与回转设备轴向平行。所述T形摩擦片和凸形摩擦片的数量取决于回转设备直径的大小。

进一步地，所述T形摩擦片为两侧带有翼沿的T形钢制件；所述凸形摩擦片两侧设置有翼槽的凸形钢制件，所述翼沿和翼槽上配合的设置有用于铰接的铰链连接孔。

进一步地，所述连接孔设置在摩擦片靠近连杆的一端。

进一步地，所述翼沿和翼槽的铰接孔中至少有一个为腰形孔。

进一步地，所述密封环外环摩擦片上设置有柔性密封材料，用于密封两两摩擦片间的空隙。

进一步地，还包括压杆，所述压杆一端固定在连杆上，另一端设置有滚轮，所滚轮滚动设置在两两相邻摩擦片间的柔性密封材料上，所述滚轮的旋转轴与回转设备轴向平行。滚轮的设置是用于压紧柔性密封材料，防止柔性密封材料起皱。

进一步地，所述柔性密封材料为钢丝布。

本发明密封装置的工作原理：将本发明密封装置安装在回转设备和静止设备之间，将套筒固定在静置设备上，以使摩擦片与回转设备贴合（或与静置设备留有少量空隙）；将弹性片远离摩擦片的一端固定在静止设备上。所述连杆在弹簧的作用下限制摩擦片的位移，使摩擦片能沿回转设备径向偏摆，使其恢复有效地密封距离；所述摩擦片与连杆铰接，摩擦片能以铰接轴为轴旋转，实现摩擦片沿回转设备轴向的偏摆；所述弹性片能以柱销为旋转轴转动，实现摩擦片沿回转设备切线方向摆动。此外，两两相邻摩擦片也能沿着两者间的铰接轴转动。本发明回转窑密封装置的摩擦片可多方位的偏摆，以消除回转设备运转时偏摆的影响，实现回转设备与窑头罩的有效密封。简单来说，回转设备向那个方向偏摆，那个方向上的摩擦片就会受力向外（向内、向外是相对于原回转设备的中心的内、外）移动，而其它部位的摩擦片则受力减小向内移动，时刻保证摩擦片与回转窑回转设备的接触，确保了密封内径随时与回转设备外径大小一致，实现有效密封。

本发明的另一个目的是还提供了一种回转窑，该回转窑密封果佳，使用寿命长。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种回转窑，包括回转设备、窑头罩和上述密封装置，所述套筒固定在窑头罩上，以使摩擦片与回转设备贴合；所述弹性片远离摩擦片的一端通过柱销固定在窑头罩上。

进一步地，所述套筒通过密封法兰固定在窑头罩上。

本发明密封装置结构简单，该密封设备的摩擦片随回转设备的偏移而偏移，进而实现密封设备密封环的内径随时与回转设备外径大小和形状一致，从而适应回转设备在高温使用状态下产生的回转设备变形、回转设备偏摆及偏心，起到有效密封。本发明密封装置有效地解决了回转设备与静止设备间密封的问题。

本发明密封装置适用于冶金化工过程中大型回转热工设备与静止设备结合部位的密封，尤其适用于氧化铝、水泥行业等化工过程中回转窑的窑头及窑尾密封及冷却机机头密封。

附图说明

图1为本发明密封装置的结构示意图；

图2为图1中的A区放大图；

图3为图2的左视图；

图4为图3中的B区放大图；

图5为T形摩擦片示意图；

图6为凸形摩擦片示意图；

图7为本发明密封装置与迷宫密封装置连用的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

图1为本发明密封装置的结构示意图；图2为图1中的A区放大图；图3为图2的左视图；图4为图3中的B区放大图；图5为T形摩擦片示意图；图6为凸形摩擦片示意图。

本实施例公开了一种密封装置，如图1所示，用于回转设备1与窑头罩2结合部位的密封，该窑头罩2为窑尾罩或冷却机头罩，也可以是其他静止设备。

如图2和图4所示，该回转窑密封装置包括多个密封单元，每个密封单元包括连杆3、摩擦片、套筒6、下弹簧座7、弹簧8、上弹簧座9和弹性片10；

套筒6上端开口、下端设置有与连杆3向匹配的套筒通孔，套筒6能固定在静止设备上；上弹簧座9固定在套筒6上端，上弹簧座9设置有与套筒通孔相对应的上弹簧座通孔；下弹簧座7活动设置在套筒6内侧的下端，该活动设置是指下弹簧座能在套筒的长度方向移动，下弹簧座7设置有与套筒通孔相对应的下弹簧座通孔；弹簧8设置在由上弹簧座9、下弹簧座7和套筒6形成的容置空间内，弹簧初始状态时，其两端分别与上弹簧座9和下弹簧座7相抵。

连杆3一端自下而上的穿过套筒通孔、下弹簧座通孔、弹簧8和上弹簧座通孔，并与下弹簧座7固定；连杆3另一端缘与摩擦片铰接，以使摩擦片远离连杆3的一端能与回转设备1贴合，并能以铰接轴为轴沿回转设备轴向摆动，可以理解摩擦片也可与回转设备保留较小空隙，如1-5mm，此空隙的存在基本不影响该密封装置的密封效果。

弹性片10一端固定在摩擦片上靠近连杆3的一端；弹性片10另一端能通过柱销固定在静止设备上，以使所述弹性片10能以柱销为轴沿回转设备1切线方向摆动。

多个密封单元中两两相邻密封单元的摩擦片铰接形成环绕回转设备一周的密封环；

弹性片10靠近回转设备1的一侧覆有环绕回转设备一周的柔性密封材料。

连杆3在弹簧8的作用下限制摩擦片的位移，使摩擦片能沿回转设备1径向偏摆，使其恢复有效地密封距离；摩擦片与连杆3铰接，摩擦片能以铰接轴为轴旋转，实现摩擦片沿回转设备1轴向的偏摆；弹性片10能以柱销为旋转轴转动，实现摩擦片沿回转设备1切线方向偏摆。此外，两两相邻摩擦片也能沿着两者间的铰接轴转动。本实施例中回转窑密封装置的摩擦片可多方位的偏摆，以消除回转设备1偏摆的影响，实现回转设备1与窑头罩2之间的有效密封。

本实施例中的弹性片10为弹性钢片。本实施例中柔性密封材料11为钢丝布，可以理解还可以采用其他常规的半柔性密封材料或柔性密封材料。弹性片10靠近回转设备1的一侧覆有柔性密封材料11，该柔性材料11的设置可消弱弹性片10摆动过程中对柔性密封材料的影响，减小因摩擦片扭转导致柔性密封材料产生褶皱和缝隙。

如图3所示，本实施例中摩擦片为18片T形摩擦片12和18片凸形摩擦片13，T形摩擦片12与凸形摩擦片13交替设置，两两邻T形摩擦片与凸形摩擦片铰接，铰接轴与回转设备轴向平行。通常T形摩擦片和凸形摩擦片的数量取决于T形摩擦片、凸形摩擦片和回转设备直径的大小。

如图5所示，凸形摩擦片13两侧设置有翼槽的凸形钢制件；如图6所示，T形摩擦片12为两侧带有翼沿的T形钢制件，翼沿和翼槽上配合的设置有用于铰接的铰链连接孔。该连接孔设置在摩擦片靠近连杆的一端，以使凸形摩擦片或T形摩擦片能沿该连接孔内的铰链为轴进行旋转。为了增大凸形摩擦片或T形摩擦片的活动范围，本实施例中翼沿的铰接孔为腰形孔。T形摩擦片12和凸形摩擦片13靠近回转设备的一侧设置有与回转设备外径相适应的弧度，当T形摩擦片12和凸形摩擦片13数量足够多时，该弧度可以忽略不计。

为了进一步提高，回转窑密封装置的密封性能，本实施例的密封环外环的摩擦片上包覆有柔性密封材料（钢丝布或其他密封织物），用于密封两两摩擦片间的空隙。但随着摩擦片的偏摆，两两摩擦片上包覆的密封织物容易出现褶皱，影响密封效果。为了解决褶皱的问题，回转窑密封装置增加一压杆14，该压杆14一端固定在连杆3上，另一端设置有滚轮，所滚轮滚动设置在两两相邻摩擦片间的密封织物上，该滚轮的旋转轴与回转设备轴向平行，滚轮的设置是用于压紧柔性密封材料，防止柔性密封材料起皱。

本发明回转窑密封装置的工作原理：首先将上述密封装置安装在回转设备1和窑头罩2之间，具体地将套筒6固定在窑头罩2上，以使摩擦片与回转设备1贴合；弹性片10远离摩擦片的一端通过柱销固定在窑头罩2上。当回转设备1转动发生偏摆时，导致与其贴合的摩擦片沿回转设备1径向偏摆和/或沿回转设备1轴向偏摆。当回转设备1转动发生偏摆导致与其贴合的摩擦片（T形摩擦片和/或凸形摩擦片）径向偏摆，摩擦片推动与其铰接固定的连杆3，固定在连杆3上的下弹簧座7推动弹簧8，使弹簧8压缩，在弹簧8弹性形变限制摩擦片的位移，使摩擦片恢复有效地密封距离，即保持摩擦片与回转设备1外壁贴合密封。当回转设备1转动发生偏摆导致与其贴合的摩擦片轴向偏摆，摩擦片能以与连杆3铰接的铰接轴为轴旋转，实现摩擦片沿回转设备1轴向的偏摆；弹性片10以柱销为旋转轴转动，实现摩擦片沿回转设备1切线方向偏摆。此外，两两相邻摩擦片（T形摩擦片和凸形摩擦片）也能沿着两者间的铰接轴转动。本发明密封装置的摩擦片可多方位的偏摆，以消除回转设备1偏摆的影响。

实施例2

与实施例1不同的是该回转窑密封装置的上弹簧座螺纹固定在套筒上方，用于调节弹簧容置空间的高矮，进而调节弹簧的预紧力，以适应不同筒径的回转设备的需要。

实施例3

本实施例公开了一种回转窑包括：回转设备、窑头罩和实施例1或实施例2所述的密封装置，盖密封装置的套筒固定在窑头罩上，以使摩擦片与回转设备贴合；该弹性片远离摩擦片的一端通过柱销固定在窑头罩上。

在回转窑工作时，回转设备向那个方向偏摆，那个方向上的摩擦片就会受力向外移动，而其它部位的摩擦片则受力减小向内移动，时刻保证摩擦片与回转窑回转设备的接触，确保了密封内径随时与回转设备外径大小一致，起到密封效果。

实施例4

与实施例3不同的是，本实施例所公开的回转窑中套筒通过密封法兰固定在窑头罩上。

实施例5

图7为本发明密封装置与迷宫密封装置连用的结构示意图。

如图7所示，本实施例公开的回转窑同时采用了实施例1所述的密封装置和迷宫密封装置15，所述迷宫密封装置15设置在实施例1所述密封装置与回转设备1和静置设备2围城的空间内，并固定在回转设备1上。两种密封装置的设置，进一步增强了该回转窑的密封性能，延长了其使用寿命。

可以理解本发明所述密封装置还可以适用于其他静止设备和回转设备之间的密封。

本发明不局限于上述实施例所描述的密封装置及回转窑，摩擦片形状和数量的改变、柔性材料的改变均在本发明的保护范围之内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种密封装置，用于回转设备与静止设备结合部位的密封，其特征在于，该密封装置包括多个密封单元，所述密封单元包括连杆、摩擦片、套筒、下弹簧座、上弹簧座、弹簧和弹性片；

所述套筒上端开口、下端设置有与连杆相匹配的套筒通孔，所述套筒能固定在静止设备上；所述上弹簧座固定在套筒上端，所述上弹簧座设置有与套筒通孔相对应的上弹簧座通孔；所述下弹簧座活动设置在套筒内侧的下端，所述下弹簧座设置有与套筒通孔相对应的下弹簧座通孔；所述弹簧设置在由上弹簧座、下弹簧座和套筒形成的容置空间内，所述弹簧在初始状态时，其两端分别与上弹簧座和下弹簧座相抵；

所述连杆一端自下而上的穿过套筒通孔、下弹簧座通孔、弹簧和上弹簧座通孔，并与下弹簧座固定；所述连杆另一端缘与摩擦片铰接，以使摩擦片远离连杆的一端能与回转设备贴合，并能以铰接轴为轴沿回转设备轴向摆动，

所述弹性片一端固定在摩擦片上靠近连杆的一端；所述弹性片另一端能通过柱销固定在静止设备上，以使所述弹性片能以柱销为轴沿回转设备切线方向摆动；

多个密封单元中两两相邻密封单元的摩擦片铰接形成环绕回转设备一周的密封环；

所述弹性片靠近回转设备的一侧覆有环绕回转设备一周的柔性密封材料。

2.根据权利要求1所述密封装置，其特征在于，所述弹性片为弹性钢片。

3.根据权利要求1所述密封装置，其特征在于，所述上弹簧座螺纹固定在套筒上端。

4.根据权利要求1所述密封装置，其特征在于，所述摩擦片为T形摩擦片和凸形摩擦片，所述T形摩擦片与凸形摩擦片交替设置，两两相邻T形摩擦片与凸形摩擦片铰接，铰接轴与回转设备轴向平行。

5.根据权利要求4所述密封装置，其特征在于，所述T形摩擦片为两侧带有翼沿的T形钢制件；所述凸形摩擦片为两侧设置有翼槽的凸形钢制件，所述翼沿和翼槽上配合的设置有用于铰接的铰链连接孔。

6.根据权利要求5所述密封装置，其特征在于，所述连接孔设置在摩擦片靠近连杆的一端。

7.根据权利要求5所述密封装置，其特征在于，所述翼沿和翼槽的铰链连接孔中至少有一个为腰形孔。

8.根据权利要求1所述密封装置，其特征在于，所述密封环外环摩擦片上设置有柔性密封材料。

9.根据权利要求8所述密封装置，其特征在于，还包括压杆，所述压杆一端固定在连杆上，另一端设置有滚轮，所述滚轮滚动设置在两两相邻摩擦片间的柔性密封材料上，所述滚轮的旋转轴与回转设备轴向平行。

10.根据权利要求1或8所述密封装置，其特征在于，所述柔性密封材料为钢丝布。

11.一种回转窑，包括回转设备、窑头罩和权利要求1-10任意一项所述密封装置，其特征在于，所述套筒固定在窑头罩上，以使所述摩擦片远离连杆的一端与回转设备贴合，所述弹性片远离摩擦片的一端通过柱销固定在窑头罩上。

12.根据权利要求11所述回转窑，其特征在于，所述套筒通过密封法兰固定在窑头罩上。

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