CN109099704B - 密封组件、回转窑和密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封组件，用于对第一结构件和相对于第一结构件回转的第二结构件的连接部位进行密封，密封组件包括：密封套筒，套设在所述连接部位外部，密封套筒一端连接至第一结构件；柔性密封单元，套设在所述第二结构件外部，柔性密封单元的靠近所述连接部位的一端连接至密封套筒另一端，远离所述连接部位的另一端沿着第二结构件的径向方向逐渐收拢至贴敷第二结构件的外周壁；以及螺旋推送单元，连接在第二结构件的外周壁上并且位于密封套筒围合的密封空间内，用以将泄漏至密封套筒中的物料推送回所述第一结构件和/或第二结构件中。本发明还公开了一种回转窑和密封方法。本发明的密封组件可以有效改善工作环境，延长使用寿命，改善密封效果。

Description

密封组件、回转窑和密封方法

技术领域

本发明涉及回转窑领域，具体地涉及密封组件、回转窑和密封方法。

背景技术

回转窑是冶金、化工、水泥等行业的重要设备，可用于烘干、烧结、分解、煅烧等工艺过程，在生产中承担着关键作用。回转窑包括静止的窑头罩和窑尾罩，以及相对于窑头罩和窑尾罩回转旋转的窑筒体。由于回转窑筒体是转动的，而窑头罩、窑尾罩为固定的，因此回转窑筒体和窑头罩、窑尾罩的连接部位必然存在缝隙。为了阻止物料泄露或外界介质进入回转窑内部，回转窑常常设置密封装置。

现有回转窑密封结构形式很多，比如迷宫式密封等。但这些密封结构的效果并不尽如人意，在实际运行过程中仍不可避免发生因物料的泄露、积累而导致迷宫损坏，造成现场环境恶劣、影响回转窑正常工作等情况。

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的操作及稳定运行。因此，开发一种新的回转窑密封结构，改善回转窑密封效果十分必要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种密封组件和密封方法，该密封组件和密封方法能够解决物料积累导致密封元件损坏的问题，从而改善回转窑的密封效果。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种密封组件，用于对第一结构件和相对于所述第一结构件回转的第二结构件的连接部位进行密封，所述密封组件包括：密封套筒，该密封套筒套设在所述连接部位外部，所述密封套筒的一端连接至所述第一结构件；柔性密封单元，该柔性密封单元套设在所述第二结构件外部，所述柔性密封单元的靠近所述连接部位的一端连接至所述密封套筒的另一端，远离所述连接部位的另一端沿着所述第二结构件的径向方向逐渐收拢至贴敷所述第二结构件的外周壁；以及螺旋推送单元，该螺旋推送单元连接在所述第二结构件的外周壁上并且位于所述密封套筒围合的密封空间内，用以将泄漏至所述密封套筒中的物料推送回所述第一结构件和/或第二结构件中。

优选地，所述螺旋推送单元包括螺旋叶片组，该螺旋叶片组的轴线设置为沿着所述第二结构件的外周壁的周向延伸至少一周的长度。

优选地，沿着所述第二结构件的轴向方向，彼此相间隔地设置多组所述螺旋叶片组。

优选地，在所述第二结构件的径向方向上，所述螺旋叶片组的边缘和所述密封套筒的内壁之间至少保持4mm的间隙。

优选地，所述密封组件还包括毗邻所述密封套筒和所述柔性密封单元的连接处设置的静环，该静环环绕所述第二结构件的外周壁设置。

优选地，所述螺旋推送单元设置在所述第一结构件和所述静环之间。

优选地，在所述静环和所述螺旋推送单元之间的区域所对应的所述密封套筒的筒壁上，开设有下灰口；所述密封组件还包括设置在所述密封套筒外壁上并且连接至所述下灰口的下灰管。

优选地，所述下灰口沿着所述密封套筒的周向开设在所述密封套筒的朝向地面的下半部分。

优选地，所述下灰管的底部设置有重力阀。

优选地，所述密封组件还包括用以使所述柔性密封单元的所述另一端紧密贴合所述第二结构件的外周壁的柔性钢索；所述柔性密封单元的所述另一端的外壁上设置有卡钩，所述柔性钢索卡设在所述卡钩中并且束紧所述柔性密封单元的所述另一端。

优选地，所述柔性密封单元包括多片鱼鳞片，各片所述鱼鳞片彼此之间的重叠面积至少为一片所述鱼鳞片面积的1/3至1/2，并且所述柔性密封单元从靠近所述连接部位的所述一端到远离所述连接部位的所述另一端逐渐收拢的收拢角度为18°至45°。

优选地，所述密封组件的材质为耐热型钢。

本发明另一方面还提供一种回转窑，所述回转窑包括上述的密封组件；其中，所述第一结构件为窑头罩或者窑尾罩，所述第二结构件为窑筒体。

优选地，将所述螺旋推送单元焊接在所述第二结构件的外周壁上。

通过上述技术方案，本发明提供的密封组件利用密封套筒和柔性密封单元在第一结构件和第二结构件的连接部位的外部形成密闭的围合空间，用以防止从连接部位泄漏的物料扩散到周围环境中。并且，在密封套筒围合的密封空间内设置螺旋推送单元。该螺旋推送单元连接在第二结构件的外周壁上，能够跟随第二结构件做回转旋转。螺旋推送单元跟随第二结构件回转旋转时，能够将泄漏至密封套筒中的物料重新推送到第一结构件和第二结构件的连接部位，从而将这些物料重新送回第一结构件和/或第二结构件中。这样，即使有物料泄漏，也不会因泄漏的物料的过度积累而导致密封套筒和柔性密封单元的损坏，从而使密封组件的工作环境得到有效改善，延长了其使用寿命。并且，泄漏的物料被自动地重新送回到第一结构件和/或第二结构件中，极大地降低了泄漏物料的清除难度，有效改善密封效果。该密封组件应用到回转窑，可以改善回转窑的密封效果，并且泄漏的物料被重新送回回转窑中，可以减少物料的浪费。

附图说明

图1是根据本发明的密封组件和回转窑的结构示意图，示出将密封套筒和柔性密封单元剖开后的结构；

图2是图1中所示的I部的放大图。

附图标记说明

1 第一结构件 2 第二结构件 3 密封套筒

4 卡钩 5 柔性密封单元 6 螺旋叶片组

7 静环 8 下灰管 9 柔性钢索

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

参考图1，本发明一方面提供一种密封组件，该密封组件用于密封第一结构件1和第二结构件2的连接部位。第一结构件1和第二结构件2的连接关系为，第二结构件2相对于第一结构件1回转，也就是说，第一结构件1固定不动，第二结构件2绕轴旋转。这样，就如背景技术中所说，因第一结构件1和第二结构件2的相对运动，导致两者的连接部位必然存在缝隙，物料会从该缝隙中泄漏出来。因此需要密封组件来将连接部位密封起来，防止泄漏的物料四处飞扬扩散到周围环境中。

本发明的密封组件包括密封套筒3和柔性密封单元5。密封套筒3和柔性密封单元5从第一结构件1和第二结构件2的连接部位的外部围合成密闭空间，将连接部位密封起来。优选地，柔性密封单元5是由多片类似于鱼鳞的结构组合形成；密封套筒3为刚性结构。因此，可以利用柔性密封单元5的柔性特征来密封转动的第二结构件2，利用密封套筒3的刚性特征将其用作密封第一结构件1和第二结构件2的连接部位的主支撑结构。

根据本发明的实施方式，第一结构件1的周缘沿径向方向凸出于第二结构件2的周缘，从而在第一结构件1的周缘部位形成类似于法兰盘的结构。密封套筒3套设在第一结构件1和第二结构件2的连接部位的外部，将第一结构件1和第二结构件2的连接部位围合起来。密封套筒3的一端可以固定到第一结构件1的类似于法兰盘的部位，使得密封套筒3可以相对于第二结构件2基本同轴地设置。这样，密封套筒3与第一结构件1一体地保持固定，第二结构件2相对于第一结构件1和密封套筒3回转。另外，柔性密封单元5套设在第二结构件2外部，其靠近第一结构件1和第二结构件2的连接部位的一端连接至密封套筒3的另一端，柔性密封单元5的另一端沿着第二结构件2的径向方向逐渐收拢至贴敷第二结构件2的外周壁。这样，柔性密封单元5、密封套筒3与第一结构件1一体地保持固定，第二结构件2相对于第一结构件1、密封套筒3和柔性密封单元5回转。也就是说，密封套筒3和柔性密封单元5整体形成与第一结构件相连接的、基本与第二结构件2同轴的密封空间，该整体结构的一端固定在第一结构件1上，另一端贴敷至第二结构件2的外周壁。这样，在不影响第二结构件2相对于第一结构件1转动的前提下，对第一结构件1和第二结构件2的连接部位进行密封。由于柔性密封单元5具有一定的柔性，可以形成渐缩结构，因此可以较好地实现收拢和贴敷部位的形状。当然，在其他实施方式中，也可以直接将柔性密封单元5的一端套设到密封套筒3的另一端，使两者彼此重叠，甚至也可以将柔性密封单元5的一端直接连接至第一结构件1，将密封套筒3支撑在柔性密封单元5的一部分内周壁上，等等。这些都是本发明的变形实施方式，都在本发明的保护范围内。

如图1中所示，在密封套筒3围合的密封空间内，还设置有螺旋推送单元。该螺旋推送单元设置在第二结构件2的外周壁上，能够跟随第二结构件2做回转旋转。螺旋推送单元在旋转过程中能够形成对物料的推动效果。从而，当物料泄漏至密封套筒3围合的密封空间内并落在螺旋推送单元上时，在螺旋推送单元的不断旋转推送下，可以被重新推送到第一结构件和第二结构件的连接部位，从而这些物料重新被送回第一结构件和/或第二结构件中。现有技术中，由于泄漏的物料不能及时清除而过度积累，经常会将鱼鳞片胀破。本发明通过设置螺旋推送单元，即使有物料泄漏，也不会因泄漏的物料的过度积累而导致密封套筒和柔性密封单元的损坏。另外，泄漏的物料被自动地重新送回到第一结构件和/或第二结构件中，极大地降低了泄漏物料的清除难度，改善密封效果，并且还能减少物料损失。

值得注意的是，螺旋推送单元的推送方向应使物料朝向第一结构件1和第二结构件2的连接部位移动，而不应朝向相反的方向移动。根据本发明的实施方式，螺旋推送单元包括螺旋叶片组6。通过正确设置螺旋叶片组6的螺旋线的旋向，可以实现上述目的。如图1中所示，螺旋叶片组6的轴线沿着第二结构件2的外周壁的周向延伸，从而整体上形成弧形结构。优选地，螺旋叶片组6的轴线沿着第二结构件2的外周壁的周向延伸至少一周的长度，从而避免在第二结构件2的周向方向上出现推送缺口。另外，螺旋推送单元的整体形状可以有各种实现方式，例如但不限于，螺旋推送单元可以设置成大致与第二结构件2同轴的螺旋状，也就是说，螺旋叶片组6的轴线本身也是螺旋线。本发明优选地，螺旋叶片组6的轴线为沿着第二结构件2的外周壁的周向延伸的环状。并且，可以选择在第二结构件2的轴向方向上，设置一组或者多组螺旋叶片组6。设置多组螺旋叶片组6时，可以使各组螺旋叶片组6彼此相间隔地设置。设置多组螺旋叶片组6可以强化螺旋推送单元推送物料的效果，但需要占用较大的空间。设置一组螺旋叶片组6，可以在较小的空间内完成物料回送。螺旋推送单元设置在密封套筒3围合成的密封空间内，可以避免物料积累到柔性密封单元5中。可以理解，在第二结构件2的轴向方向上，密封套筒3的延伸长度大于螺旋推送单元5的延伸长度，因此，螺旋叶片组6设置的数量越多，需要密封套筒3的延伸长度越长。

另外，根据本发明的实施方式，在第二结构件2的径向方向上，螺旋叶片组6的边缘和密封套筒3的内壁之间至少应保持4mm的间隙。因为，密封套筒3是固定不动的，螺旋叶片组6相对于密封套筒3转动；如果螺旋叶片组6的边缘与密封套筒3的内壁紧密接触，会导致第二结构件2转动时发生卡滞。优选地，该间隙大于5mm。但该间隙不宜过大，从而尽量将物料阻挡在第一结构件1与第二结构件2的连接部位和螺旋叶片组6之间的区域，以便于将物料送回。

参考图1和图2，根据本发明的实施方式，密封组件还包括静环7。该静环7环绕第二结构件2的外周壁设置，从而形成限制物料落料的区域。优选地，静环7设置在毗邻密封套筒3和柔性密封单元5的连接处。藉此，可以使绝大部分的物料落在密封套筒3围合的密封空间内，避免物料落入柔性密封单元5围合的密封空间内。从而，绝大部分泄漏的物料可以通过螺旋推送单元送回到第一结构件1和/或第二结构件2中，防止损坏柔性密封单元5的密封或造成物料飞扬。优选地，螺旋推送单元设置在第一结构件1和静环7之间，这样可以进一步地保证使物料尽量落在第一结构件1和第二结构件2的连接部位与螺旋推送单元之间的区域内，并且避免物料飞落到柔性密封单元5中。

根据本发明的实施方式，在静环7和螺旋推送单元之间的区域所对应的密封套筒3的筒壁上，开设有下灰口。这样，即使有物料落在静环7和螺旋推送单元之间的区域内，也可以通过下灰口清除至密封套筒3外部，防止物料在密封套筒3内积累。另外，密封组件还包括下灰管8。该下灰管8连接至下灰口，并且设置在密封套筒3的外壁上，从而将从下灰口清除出来的物料引导并排放至下游处理装置中。应该理解的是，下灰口至少应处于密封套筒2的最低部位，以使物料的排出保持畅通；另外，下灰口可以开设成各种形状，例如圆形，多边形等等。本发明优选地，下灰口沿着密封套筒3的周向开设在密封套筒3的朝向地面的下半部分。也就是说，下灰口沿着密封套筒3的周向开设成弧形，并且开设在密封套筒3的下半部分。密封套筒3的最低部位为该弧形的中心区域时，排出物料的效果较佳。该弧形延伸长度越长，排出物料越顺畅。较优地，该弧形开设在密封套筒3的下半周的筒壁上。下灰管8可以环绕下灰口的边沿设置，设置成类似于漏斗的结构，用以引导集聚物料。

根据本发明的实施方式，下灰管8的底部设置有重力阀。当下灰管8中集聚的物料达到一定的重量时，重力阀自动打开释放物料；物料释放完毕后，重力阀自动复位，物料可以继续在下灰管8中集聚。通过设置重力阀，可以实现自动排料和锁风，避免物料飞扬。

参考图2，根据本发明的实施方式，密封组件还包括柔性钢索9。柔性钢索9套设并且束紧在柔性密封单元5的外周壁，使得柔性密封单元5沿径向方向收拢。柔性密封单元5的远离密封套筒3的另一端的外壁上设置有卡钩4，柔性钢索9可以卡设在卡钩4中，卡钩4的内径大于柔性钢索9的外径，柔性钢索9卡设在卡钩4中时具有活动裕量，能够沿柔性密封单元5或者说第二结构件2的径向方向收紧。当柔性钢索9收紧并且束紧柔性密封单元5时，柔性密封单元5的远离密封套筒3的另一端可以紧密贴合第二结构件2的外周壁，从而提升柔性密封单元5的密封效果。束紧柔性钢索9的方式可以有多种，例如但不限于，可以在柔性钢索9的端部配置重锤，利用重锤的重力使柔性钢索9收紧。

另外，根据本发明的实施方式，柔性密封单元5包括多片鱼鳞片结构，整个柔性密封单元5如同鱼尾一样套设在第二结构件2的外部。各片鱼鳞片彼此之间的重叠面积至少为一片鱼鳞片面积的1/3至1/2，以保证柔性密封单元5的密封效果和整体结构强度。另外，从靠近第一结构件1和第二结构件2的连接部位的一端到远离第一结构件1和第二结构件2的连接部位的另一端，柔性密封单元5逐渐收拢的收拢角度为18°至45°。也就是说，柔性密封单元5的壁面与第二结构件2的外壁之间形成的夹角为18°至45°。藉此，柔性密封单元5具有较佳的收拢曲线，以保证整体结构的强度。

另外，上述的密封组件的材质优选为耐热型钢，可以具有较好的整体强度和耐磨耐热能力。

本发明另一方面还提供一种回转窑，包括前述的密封组件。前述的第一结构件1为回转窑的窑头罩或者窑尾罩，前述的第二结构件2为回转窑的窑筒体。前述的密封组件可以用于密封窑头罩和窑筒体的连接部位，也可以用于密封窑尾罩和窑筒体的连接部位。前述的所有实施方式均适用于回转窑，都是本发明的回转窑的具体实施方式，属于本发明的回转窑的保护范围。此处不再将上述实施例重新赘述。

另外，根据本发明的实施方式，螺旋推送单元可以以多种形式连接到第二结构件2的外周壁上，优选以焊接的方式连接，藉此可以保证连接的牢固性，并且使连接部位具有足够的耐热能力。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种密封组件，用于对第一结构件(1)和相对于所述第一结构件(1)回转的第二结构件(2)的连接部位进行密封，所述密封组件包括：

密封套筒(3)，该密封套筒(3)套设在所述连接部位外部，所述密封套筒(3)的一端连接至所述第一结构件(1)；

柔性密封单元(5)，该柔性密封单元(5)套设在所述第二结构件(2)外部，所述柔性密封单元(5)的靠近所述连接部位的一端连接至所述密封套筒(3)的另一端，远离所述连接部位的另一端沿着所述第二结构件(2)的径向方向逐渐收拢至贴敷所述第二结构件(2)的外周壁；以及

螺旋推送单元，该螺旋推送单元连接在所述第二结构件(2)的外周壁上并且位于所述密封套筒(3)围合的密封空间内，用以将泄漏至所述密封套筒(3)中的物料推送回所述第一结构件(1)和/或第二结构件(2)中。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述螺旋推送单元包括螺旋叶片组(6)，该螺旋叶片组(6)的轴线设置为沿着所述第二结构件(2)的外周壁的周向延伸至少一周的长度。

3.根据权利要求2所述的密封组件，其特征在于，沿着所述第二结构件(2)的轴向方向，彼此相间隔地设置多组所述螺旋叶片组(6)。

4.根据权利要求2或3所述的密封组件，其特征在于，在所述第二结构件(2)的径向方向上，所述螺旋叶片组(6)的边缘和所述密封套筒(3)的内壁之间至少保持4mm的间隙。

5.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述密封组件还包括毗邻所述密封套筒(3)和所述柔性密封单元(5)的连接处设置的静环(7)，该静环(7)环绕所述第二结构件(2)的外周壁设置。

6.根据权利要求5所述的密封组件，其特征在于，所述螺旋推送单元设置在所述第一结构件(1)和所述静环(7)之间。

7.根据权利要求5或6所述的密封组件，其特征在于，在所述静环(7)和所述螺旋推送单元之间的区域所对应的所述密封套筒(3)的筒壁上，开设有下灰口；

所述密封组件还包括设置在所述密封套筒(3)外壁上并且连接至所述下灰口的下灰管(8)。

8.根据权利要求7所述的密封组件，其特征在于，所述下灰口沿着所述密封套筒(3)的周向开设在所述密封套筒(3)的朝向地面的下半部分。

9.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述柔性密封单元(5)包括多片鱼鳞片，各片所述鱼鳞片彼此之间的重叠面积至少为一片所述鱼鳞片面积的1/3至1/2，并且

所述柔性密封单元(5)从靠近所述连接部位的所述一端到远离所述连接部位的所述另一端逐渐收拢的收拢角度为18°至45°。

10.一种回转窑，其特征在于，所述回转窑包括权利要求1-9任一项所述的密封组件；其中，所述第一结构件(1)为窑头罩或者窑尾罩，所述第二结构件(2)为窑筒体。

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