CN103939612B - 烟气挡板门轴端密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气挡板门。一种烟气挡板门轴端密封装置，包括填料管和至少两个缓冲环，所述填料管的一端设有内挡边、另一端设有外挡边，所述填料管设有外挡边的一端穿设有压圈，所述压圈的外端设有外翻边，所述外翻边和所述外挡边可拆卸连接在一起，所述填料管内设有石墨密封圈，所述石墨密封圈的外周面同所述填料管内周面密封连接在一起，所述石墨密封圈轴向两端分别通过所述缓冲环同所述内挡边和压圈抵接在一起。本发明提供了一种能够对烟气挡板门进行轴端密封的烟气挡板门轴端密封装置，解决了现有的烟气挡板门会产生轴端泄漏的问题。

Description

烟气挡板门轴端密封装置

技术领域

本发明涉及烟气挡板门，尤其涉及一种烟气挡板门轴端密封装置，属于燃机发电技术领域。

背景技术

烟气挡板门是联接燃气轮机（又称燃机）和余热锅炉的设备，其内部烟气的温度在500℃～700℃之间，压力为5000～6500Pa，使用时通过外部的液压油缸或电机驱动，带动内部的转轴转动，从而实现门板的0～90°的转动。在中国申请号为2007101646590、公开日为2008年7月9日、名称为“烟气挡板门及密封装置”的专利文件中公开了一种烟气挡板门及密封结构。现有的烟气挡板门都只解决了门板和烟道之间合拢时的密封问题，对于门轴和烟道之间的密封问题即轴端密封问题没有得到有效的解决。轴端密封不好时设备内部高温烟气会泄漏、影响设备的性能和造成环境污染。

发明内容

本发明提供了一种能够对烟气挡板门进行轴端密封的烟气挡板门轴端密封装置，解决了现有的烟气挡板门会产生轴端泄漏的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种烟气挡板门轴端密封装置，包括填料管和至少两个缓冲环，所述填料管的一端设有内挡边、另一端设有外挡边，所述填料管设有外挡边的一端穿设有压圈，所述压圈的外端设有外翻边，所述外翻边和所述外挡边可拆卸连接在一起，所述填料管内设有石墨密封圈，所述石墨密封圈的外周面同所述填料管内周面密封连接在一起，所述石墨密封圈轴向两端分别通过所述缓冲环同所述内挡边和压圈抵接在一起。使用时，通过将外挡板和烟道连接在一起来实现本发明的固定，门轴穿过石墨密封圈且和石墨密封圈内周面密封连接在一起来实现本对烟气挡板门的轴段密封。

作为优选，所述石墨密封圈包括外管和至少两道沿外管轴向分布的石墨环，所述石墨环的外周面同所述外管的内周面密封抵接在一起，所述外管的外周面同所述填料管的内周面密封抵接在一起。单道石墨环时，由于加工精度的限制，石墨环的内周面可能产生轴向贯通的小凹槽，使得使用时下凹槽所在的部位容易产生泄漏现象，采用至少两道石墨环进行密封后，两道石墨环中的凹槽沿门轴周向错开的几率增大，从而不容易产生泄漏的现象，因此能够通过随机误差互相抵消来提高密封性。

作为优选，所述缓冲环的内周面设有沿缓冲环周向延伸的环形泄压槽。开启烟气挡板门的过程中，烟气沿门轴流动的部分的动能在抵达石墨密封圈前会先经过缓冲环的内周面，此时泄压槽起到对该股烟气进行降速的作用、烟气到达石墨密封圈时的动能变小，从而能够有效降低开门时烟气的瞬时冲击力对密封处的破坏，使得本发明的密封效果得到有效提升。

作为优选，所述内挡边和缓冲环之间、以及压圈和缓冲环之间都设有挡环，挡环的外径小于所述缓冲环的外径，挡环的内径小于缓冲环的内径。装配过程中，若果采用局部敲击或挤压的方法使压圈挤压内部部件时，压圈会对内部部件产生偏置力矩，该偏置力矩会导致石墨密封圈内周向的偏磨，该技术方案能够对偏置力矩起到散开作用，从而起到降低装配过程中对石墨密封圈内周面产生的偏磨。

作为优选，所述石墨密封圈的两端各设有至少两个所述缓冲环，相邻的缓冲环之间设有所述挡环。能够进一步降低装配过程中在石墨密封圈内周面所产生的偏磨和降低石墨受到轴向力时产生的破损现象。

作为优选，烟气挡板门包括门板和门轴，所述石墨密封圈密封套设在所述门轴上，所述门轴上套设有粘接环，所述粘接环位于所述缓冲环和石墨密封圈之间，所述粘接环包括止溢环和铝环，所述止溢环朝向石墨密封圈一端的端面的径向内端设有环形容置槽，所述铝环位于所述容置槽内，所述铝环将所述石墨密封圈和所述门轴密封粘接在一起，所述门轴对应于所述粘接环的部位的内部设有使所述铝环熔化用的电热管。装配前铝环是不粘接在石墨密封圈和门轴上的，当本发明装配好后，通过电容管加热熔化铝环，然后停止加热，铝环冷却固化后而将石墨密封圈和门轴密封粘接在一起。后续使用过程中，每次在转动门轴前通过电热管使铝环熔化而使得门轴能够轻松方便地转动，门轴转动到位后停止加热铝环，铝环重新冷却固化而实现密封。

作为优选，所述粘接环位于石墨密封圈和门板之间。门轴的位于石墨密封圈和门板之间的部位即内端的温度较高（比烟囱内的烟气温度（500℃～700℃）低50°）、另一端的温度接近于外部环境的温度（就算夏天也不会超过60°）。该技术方案能降低熔化铝环时的能量，使得熔化铝环时耗时短、耗能低。

作为优选，所述烟气挡板门包括门板和门轴，所述门轴设有外转子电机，所述压圈位于所述门板和外转子电机之间，所述外转子电机和所述门轴同轴，所述外转子电机的外转子上设有使气流朝向所述压圈和门轴的连接处吹的叶片。能够以紧凑的结构沿门轴表面向烟道内部吹气，既能起到阻止石墨密封圈磨损下的部分脱落到烟道外部、有利于保持环境，同时在密封处产生泄漏时，该气流能够起到阻止烟气外泄的作用，密封效果得到进一步的提升。

作为优选，所述门轴内部设有用于驱动所述外转子电机的温差放电管，所述温差放电管的高温端位于所述门板内。实现了利用烟气的温度进行发电而驱动外转子电机来实现密封，能够降低本发明的能耗。同时温差放电机还对门板起到了降温的作用，能够降低门板高温老化的速度、以提高门板的使用寿命。

作为优选，所述温差放电管的高温端为板状结构，所述温差放电管的高温端的面积为所述门板面积的50%-80%。能够进一步提高温差发电机的发电量和对门板的降温效果。

本发明具有下述优点：实现了对使用在高温环境中的烟气挡板的轴端密封；设置有内挡边和压圈，而石墨密封圈两端都通过缓冲环同内挡边和压圈抵接在一起，装配过程中石墨密封圈局部所承受到的最大瞬时冲击力小，装配过程中不容易导致石墨环的破损，对装配时的要求低，提高了装配时的方便性；；设置填料管对各个部件进行统一固定，安装时的方便性好。

附图说明

图1为本发明实施例一的使用状态示意图。

图2为图1的A处的局部放大示意图。

图3本发明实施例二的示意图。

图4为图3的B处的局部放大示意图。

图中：填料管1、内挡边11、外挡边12、安装螺栓13、压圈2、外翻边21、装配螺栓22、石墨密封圈3、外管31、石墨环32、缓冲环4、泄压槽41、挡环5、粘接环6、电热管61、止溢环62、环形容置槽621、铝环63、烟气挡板门7、门板71、门轴72、烟气挡板门驱动机构73、外转子电机8、叶片81、温差放电管9、温差放电管的高温端91、烟道10、缓冲环的外径R1、挡环的外径R2、缓冲环的内径R3、挡环的内径R4。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一，参见图1，一种烟气挡板门轴端密封装置，包括填料管1和压圈2。填料管1的右端设有内挡边11。填料管1的左端设有外挡边12。填料管1内设有石墨密封圈3、缓冲环4和挡环5。

压圈2的外端即图中左端设有外翻边21。外翻边21和外挡边12之间通过装配螺栓22连接在一起。压圈2的右端穿设在填料管1的左端内。

石墨密封圈3包括外管31和石墨环32。石墨环32有4道。4道石墨环32沿外管31轴向分布。石墨环32的外周面同外管31的内周面密封抵接在一起。外管31的外周面和填料管1的内周面密封抵接在一起。

缓冲环4有四道。四道缓冲环4中的两道缓冲环位于石墨密封圈3的右端、另两道缓冲环位于石墨密封圈3的左端。

挡环5有四道。四道挡环5分别位于缓冲环同压圈之间、相邻的缓冲环之间、以及缓冲环和内挡边之间。

参见图2，缓冲环4的内周面设有环形泄压槽41。挡环的外径R2小于缓冲环的外径R1。挡环的内径R4小于缓冲环的内径R3。

参见图1，使用时，通过安装螺栓13将外挡边12和烟道10的外壳连接在一起。填料管1和烟道10之间为密封连接的。烟气挡板门的门轴穿设在本发明中，石墨环32的内周面和门轴表面密封连接在一起。烟气挡板门的门板连接在门轴的右端，烟气挡板门驱动机构连接在门轴的左端。在压圈2和内挡边11的作用下，压圈2、挡环5、缓冲环4、石墨密封圈3、内挡边11之间都是依次抵接在一起的。

实施例二，参见图3，烟气挡板门7包括门板71、门轴72和烟气挡板门驱动机构73。烟气挡板门驱动机构73连接在门轴72的左端。烟气挡板门驱动机构73为电机。门板71连接在门轴72的右端。

同实施例一的不同之处为：门轴72和门板71都为中空结构。门轴72设有外转子电机8。外转子电机8和门轴72同轴地设置在门轴72上。外转子电机8的外转子上设有叶片81。压圈2位于门板71和外转子电机8之间。门轴72内部设有用于驱动外转子电机8的温差放电管9。温差放电管的高温端91位于门板71内。温差放电管的高温端91为板状结构。温差放电管的高温端91的面积为门板71面积的50%。门轴72上套设有粘接环6。胶粘环6位于石墨密封圈3和门板71之间。门轴72对应于粘接环的部位的内部设有电热管61。

参见图4，粘接环6位于缓冲环4和石墨密封圈3之间。粘接环6包括止溢环62和铝环63。止溢环62朝向石墨密封圈一端的端面的径向内端设有环形容置槽621。铝环63位于容置槽621内。

参见图3和图4，石墨密封圈3对门轴71的密封方式同实施例中的一样，不作复述，现对增加的结构的作用说明如下：

在660°温度以下时，铝环63是处于固态的。当本发明的各个部件组装好后，给电热管61供电，电容管61产生的热量经门轴72传递给铝环63而使得铝环63熔化。在止溢环62的作用下，熔化的铝环63不会从止溢环62和门轴72之间、以及止溢环62和石墨密封圈3之间流出。然后停止给电热管61供电，铝环63降温而固化，固化后的铝环63将石墨密封圈3和门轴72密封粘接在一起。当要转动门轴72去驱动门板71时，则先通过电热管61加热铝环63到液态、然后进行转动门轴；转动完毕后、停止电热管61而使铝环63重新固化而将石墨密封圈3和门轴72密封粘接在一起。

门板72在高温烟气的作用下温度升高，使得温差放电管9发电，温差放电管9发出的电驱动外转子电机8转动，外转子电机8带动叶片81转动，叶片81产生的风朝向压圈2吹，使得石墨密封圈3使用过程中产生的碎片不能够从外端（即图中左端）掉出，且该风起到如果石墨密封环3和铝环63的密封都失效后继而阻止烟气沿门轴周向外泄的作用。

实施例三，同实施例二的不同之处为：温差放电管的高温端的面积为门板面积的80%。

Claims (8)

1.一种烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，包括填料管和至少两个缓冲环，所述填料管的一端设有内挡边、另一端设有外挡边，所述填料管设有外挡边的一端穿设有压圈，所述压圈的外端设有外翻边，所述外翻边和所述外挡边可拆卸连接在一起，所述填料管内设有石墨密封圈，所述石墨密封圈的外周面同所述填料管内周面密封连接在一起，所述石墨密封圈轴向两端分别通过所述缓冲环同所述内挡边和压圈抵接在一起，所述缓冲环的内周面设有沿缓冲环周向延伸的环形泄压槽，烟气挡板门包括门板和门轴，所述石墨密封圈密封套设在所述门轴上，所述门轴上套设有粘接环，所述粘接环位于所述缓冲环和石墨密封圈之间，所述粘接环包括止溢环和铝环，所述止溢环朝向石墨密封圈一端的端面的径向内端设有环形容置槽，所述铝环位于所述容置槽内，所述铝环将所述石墨密封圈和所述门轴密封连接在一起，所述门轴对应于所述粘接环的部位的内部设有使所述铝环熔化用的电热管。

2.根据权利要求1所述的烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，所述石墨密封圈包括外管和至少两道沿外管轴向分布的石墨环，所述石墨环的外周面同所述外管的内周面密封抵接在一起，所述外管的外周面同所述填料管的内周面密封抵接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，所述内挡边和缓冲环之间、以及压圈和缓冲环之间都设有挡环，挡环的外径小于所述缓冲环的外径，挡环的内径小于缓冲环的内径。

4.根据权利要求3所述的烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，所述石墨密封圈的两端各设有至少两个所述缓冲环，相邻的缓冲环之间设有所述挡环。

5.根据权利要求1或2所述的烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，所述粘接环位于石墨密封圈和门板之间。

6.根据权利要求1或2所述的烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，所述烟气挡板门包括门板和门轴，所述门轴设有外转子电机，所述压圈位于所述门板和外转子电机之间，所述外转子电机和所述门轴同轴，所述外转子电机的外转子上设有使气流朝向所述压圈和门轴的连接处吹的叶片。

7.根据权利要求6所述的烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，所述门轴内部设有用于驱动所述外转子电机的温差放电管，所述温差放电管的高温端位于所述门板内。

8.根据权利要求7所述的烟气挡板门轴端密封装置，其特征在于，所述温差放电管的高温端为板状结构，所述温差放电管的高温端的面积为所述门板面积的50%-80%。