CN1044845A - 带有适应热膨胀力闸板密封装置的闸刀型气闸 - Google Patents

Abstract

一种闸刀型气闸有围绕气流通道通路的框架，该框架提供以边侧及底部导向件部分。闸板有U形槽沿其顶部，底部及边侧部分伸展，其底部及边侧部分的尺寸设计成适合与相应的导向件部分滑动配合。导向件与槽部分分别与框架及闸板连接，其连接方式可防止热膨胀力造成的变形。

Description

燃气轮机的运转伴随有大量的排出气流和突然达到的高温，该气流极适合用于废热发电。

因此燃气轮机排气系统具有一个部分，该部分包括一个热回收蒸汽锅炉和一个旁路部分。在废热发电时，必须用一个或多个气闸关闭旁路部分;当不论为了任何原因而停止蒸汽锅炉运转时，也必须用一个或多个气闸关闭与该旁路部分相通的部分。用于这种排气系统的气闸，必须为百叶窗型或闸刀型，而本文所讨论的是后一种类型。

由于在燃气轮机运转中温度突然增高，使每一个这种气闸的结构能适应热膨胀力极为重要，否则便会损坏密封气闸闸板与支持闸板的框架间的间隙的密封装置的有效性。

本发明的总的目的是提出一种闸刀型气闸，在该气闸中密封装置不会因热膨胀力而变形。

闸刀型气闸的闸板垂直往复在阻止气流通过气闸的关闭位置和该闸板藏入机罩内的开放位置之间。在每一个这种气闸中，闸板和界定气流通路的框架的边缘用适当的方法密封以使气闸充分有效。

在本发明中，框架包括一个外框、一个用构热件与外框隔离的内框和一个通过内框及构热件连接到外框的导向件，其连接类型为能适应施加在导向件上的热膨胀力的那种连接型式。闸板周围有一道U型槽，用能够防止闸板施加的热膨胀力所致变形的装置将该槽与闸板连接。槽的边侧部与底的尺寸设计成使得导向件在闸板升降时可在槽中滑动配合， 但导向件与槽的闭合端部间的空间可用作密封空气的槽道。槽的顶部与底部接合在机罩的进口处内。

在多数设施中，本发明的另一方面在于必须将闸板的上游表面加强并绝热。为使闸板被适当地加强和绝热，该槽由上游边部和下游边部形成，闸板边缘以能适应热膨胀力的方式夹持于其间，该槽的形状及尺寸设计成当将之紧固在闸板时，闸板的平面相对于槽的中心平面向下游偏移，其偏移程度使所要求的绝热件厚度的不向上游突伸超出包含该槽的上游边的一个平面。

本发明的其他目的及新颖特点，从说明书及随附的权利要求书便可了解。

附图说明本发明闸刀型气闸的较佳实施例。

图1为大致沿图2中所示线1-1的剖视图;

图2为气闸前视图，或气闸的上游表面视图;

图3为大致沿图4中所示线3-3的剖视图;

图4为闸板与将闸板升降的齿轨的前视图;

图5为与图4相似的视图，但比例已增大;

图6为大致沿图2中所示线6-6的放大剖视图;

图7为大致沿图2中所示线7-7的放大剖视图;

图8为大致沿图2中所示线8-8的相似剖视图。

附图所示闸刀型气闸与美国专利第4，493，311号所示与所述闸刀型气闸属同类型。待配合使用于燃气轮机排气系统内的框架包括一个支持框，该支持框包括槽干的顶部、底部及边侧部件，分别以标号10，11及12标志。边侧部件12的端部之间，用一对隔开的并用绝热材料14填入的U形横向件13连接，U形横向件13之间的间隔空间构成机罩的入口15，机罩用标号16标示其整体。

机罩16由壁17形成，其下端18将U形横向件13封闭，其侧缘焊接在边侧件12上，其外表面上提供以加强件19。其上端之间的空间由支持框件10封闭。通过安装在框件10上并通到机罩的壳体21而将一对管形封套20各连接到机罩16的内部。

按照本发明，该框架包括一个不锈钢制成的内框，该内框具有最好也用不锈钢制成的呈U形的底部与边侧部分22及23，将之用绝热连接器24固定在支持架的相应部件上，参见图6。由部分22及23和相应部件11及12界定的空间内填充以绝热材料25。内框部分及部件13构成矩形通路，以便热排气通过气闸，热气流的方向在图1中用箭头表示。

每一内框部有一个在其中线上纵向伸展的倒U形的导向件26。一组连接件将每一导向件连接到支持框的相应部件。图6示出一个这种连接件，该连接件带有一个焊接在构件11上的安装件或第一构件27及一个焊接在导向件闭合端内部上并通过内框的相关部分的闭合端上的槽孔S伸出的支架或第二构件28。安装件27及支架28有螺栓孔供螺栓29穿过，当将一个有加有垫圈的螺母30拧在螺栓29上时，可将安装件及支架互相夹持在一起。支架28上的螺栓孔31故意被加大、以防热膨胀力使导向件变形。

气闸闸板用标号32表示其整体，其形状与尺寸足以阻止气流通过通路;而机罩16的尺寸足以在需要有气流通过气闸时可容纳闸板。闸板32包括一个较薄的钢板或膜33，在其上游表面上提供以刚性元件或加强件34，该表面按常规用厚度大于下文将详细叙述的框部36A与36B的槽36的宽度的一半的绝热包覆体35屏蔽，参见图6。按照本发明，闸板32有一条槽，用标号36标示其整体，其边侧部及底部的形状与尺寸设计成使之可在相应的导向件部分上滑动，与之形成一个气流屏障，在导向器与槽部分之间形成一个气隙。闸板32上端上还提供以横向伸展的槽37，其尺寸设计成，使之可以进入机罩入口15。

闸板32包括其各槽部及绝热材料的厚度为那种，其尺寸设计成，允 许该闸板通过机罩入口15。为使闸板32可以升降，设置以垂直通过壳体21并进入齿轨封套20的齿轨38，齿轨封套20的尺寸设计成，使得在闸板上升进入机罩16时可容纳齿轨。每一壳体21中有一个小齿轮29，该两小齿轮安装在一根由壳体21旋转支承并密封于一个管形罩壳41内的旋轴40上，再连接到一个密封的、可逆转的驱动装置42。

在闸板32承受高温排气时，热膨胀力使槽36及37变形，槽36是以能防止这种力使槽36的各部分变形的方式构造而成的并连接到闸板膜33边缘。参看图6，其中示出槽36的底部有上游部分36A及下游部分36B，以其全长伸展各有一个侧壁和伸向另一部分的端壁，终止成突缘36C。用带垫圈的螺栓43穿过在每一突缘36C上纵向排列的一组孔眼44和在闸板膜33边缘上纵向排列的一组对应的孔眼45将各突缘36C通过膜33的边缘互相连接。用螺母46将每一螺栓43固定。

应注意到部分36A及36B的端壁，如图所示不具相同的宽度，也不必具有相同的宽度。部分36A的端壁比部分36B的端壁宽，膜33设置在充分下游处，以便按需要可以增加绝热材料的厚度，而使绝热材料不致向上游突出超出部分36A侧壁的平面。

参见图5，在部分36A及36B的突缘上的孔44，44A有特殊的尺寸设计，在槽36及37的相应部分中部的孔44如图所示为槽孔，使膜的膨胀发生在垂直于膜的相应边缘的方向上;而其他孔44A则略为加大，以允许膨胀发生在平面中的任何方向上。这种孔的设计方法，与共同待决申请案第055，594号揭示的孔的设计方法相似，该案为防止折流器闸板变形的专利申请案。

从以上所述，可了解本发明提出了用以有效防止使用中互相相对滑动的闸板导向件和闸板槽发生变形的措施。

本申请案公开并叙述的气闸，其闸板没有机械密封，因为假设气闸经常开放，仅在不经常的短时间中关闭。当气闸关闭时，该气闸被密封 以防漏气，为此的在机罩16上安装一个鼓风机47，以将空气送入机罩内并送入导向件部分的闭合端部与闸板槽相应部分的闭合端部间的空间中。

Claims (6)

1、配合使用于燃气轮机排气系统的一种类型闸刀型气闸，该气闸有一个闸板，可垂直往复在阻止气流通过气闸的关闭位置和开放位置之间，处在开放位置时，该闸板藏在一个机罩和围绕通过气闸的气流通路的框架中，界定气流通路的框架边缘被密封以使气闸充分发挥效率，其特征在于：

该框架包括一个支持框，该支持框具有顶部部分10，边侧部分12及底部部分11，还包括：一个内框部，该内框部具有包括边侧部分23及底部部分22而呈U形的截面；一对横向上隔开的、内部充以绝热材料的横向件13连接到该框架上，并将该框架分为上部机罩16和矩形下部气流通路(见图1中之箭头)，而两横向件间的空间则构成机罩入口15；两框间有绝热件14；一个导向件26位于包含在横向件之间的空间内的一个平面上，并有边侧部分及底部部分靠放在内框部的相应部分22、23上；以防止热膨胀力使导向件26变形的方式，通过相应的内框部部分22、23及其中的绝热材料25，将导向件部分连接到支持框的装置24；一个矩形闸板32，其尺寸设计成足以关闭该气流通道，并在需要开放该通路时，能通过机罩入口15将闸板藏入机罩16中；装置38连接到闸板32并安装在机罩16上，可操纵地将闸板32提升入机罩16内，或从机罩16内将闸板32下降到关闭通路的位置上；该闸板32有边缘框，包括提供以槽36的顶部、边侧及底部部分，边侧部分的槽36与导向件26的边侧部分滑动接触，当闸板达到关闭位置时，底部的槽接合在导向件26的底部上，而顶部部分的槽36的尺寸设计成小于机罩入口15，边缘框部分以可防止其槽36因热膨胀力而变形的方式连接到闸板32上。

2、如权利要求1所述之闸刀型气闸，其特征在于导向件部分26截面为U形，内框部有槽孔在其部分的纵向上伸展，将导向件26与外框连接的装置包括：第一构件，其形式为与支持框的底部及支持框的边侧在纵向上隔离开的安装件27;一组第二构件，其形式为与每一导向件26部分纵向隔离开并焊接在导向件内部上的支架28;每一第二构件28的长度设计成当将导向件部分26的边缘靠放在内框22，23上时，每一每二构件通过其上的槽孔S，伸展到接近连接适当的第一构件27处，至少各构件中的一个构件上有孔31，将两构件连接的螺纹连接件29，30从孔中穿过，该孔相对于螺纹连接件而言尺寸被加大。

3、如权利要求2所述之闸刀型气闸，其特征在于绝热件24将内框部分连接到支持框的相应部分。

4、如权利要求1所述之闸刀型气闸，其特征在于至少闸板框有一组孔45，在每一个部分上纵向间隔布置，将闸板框与闸板32边缘连接的装置由一组螺纹连接件43，46组成，各连接件从适当的一个孔45中穿过，该连接件43，46将框部与闸板32连接，该孔相对于连接件的尺寸设计成可根据热膨胀力使该框和闸板边缘间发生至少在闸板平面内的一个方向上的相对运动。

5、如权利要求4所述之闸刀型气闸，其特征在于闸板框由上游部及下游部36A、36B组成，各有一个边壁和一个端壁，各端壁放置在朝向另一闸板的框部，并提供以端部突缘36C，闸板32的边缘与端部突缘36C有一系列纵向排列的孔45，各相应的孔相互对正，螺纹连接件43，46从对正的各孔中穿过，将闸板边缘33夹在该框端部突缘36C之间，并将框部36A，36B固定在闸板32上，且至少突缘36C上的孔45的尺寸相对于螺纹连接件43，46而言设计成可根据热膨胀力使框部36A，36B和闸板32的边缘间发生至少在闸板32平面的一个方向上的相对移动。

6、如权利要求5所述之闸刀型气闸，其特征在于一个绝热件35被固定在闸板32的上游表面上，其厚度大于框部36A，36B的槽36宽度的一半，上游框部端部的宽度大于下游框部的端部的宽度，从而将闸板32的平面放置在包含框部的槽36的中心平面的下游，其偏移程度不致使绝热件35突伸超出框部侧壁36A所构成的平面以外。

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