CN111074027B - 一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合密封装置 - Google Patents
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Abstract
一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合密封装置，属于密封装置技术领域，包括：密封环(1)、柔性石墨盘根一(2)、柔性石墨盘根二(3)、填料函(4)、金属包覆式垫片(5)、柔性石墨盘根三(6)、中心喉管(7)、三剖分压板(8)、耳轴转套(9)、三分垫圈(10)、螺栓一(11)、螺栓二(12)、螺栓三(13)。优点在于，解决了温度波动范围很大的高温高压含尘量较高的有毒炉气的密封，将布料装置耳轴转套旋转运动时泄漏的高炉炉气分三阶段进行密封，密封效果良好，对布料器传动装置设计带来很大便利。本组合密封装置维修、拆卸、增强密封效果均良好，同时提供一种好的安装方法。
Description
技术领域
本发明涉及密封装置技术领域，特别涉及一种前置迷宫密封、填料密封、研合面密封、挤压型密封组合结构及安装方法。
背景技术
在炼铁高炉的最上部是炉喉锥段，在炉喉锥段上焊接炉顶钢圈(也叫炉顶法兰)，水冷气密箱就安装在炉顶钢圈上。两者之间用螺栓连接并加以金属密封垫密封。水冷气密箱位于高炉炉顶装料设备的最下部，直接受高炉炉温热辐射的高热影响，正常情况下炉顶温度约200～350℃，事故状态下达600℃甚至更高，为了保护设备并使其正常工作，在耳轴转套与高温炉气直接接触表面和水冷底盘下部布置有隔热装置，在中心喉管夹层和水冷底盘内部设置有水冷装置，循环的冷却水在冷却通道内强制流动，以保证水冷气密箱内的温度在允许范围(70℃以下)。布料溜槽安装在耳轴转套上，不间断地作旋转布料运动，旋转的耳轴转套与固定的中心喉管以及旋转的耳轴转套与固定的水冷底盘之间为了温差变形的需要设有较大的间隙，高温又高压的有毒含尘炉气的密封是水冷气密箱设计优劣的关键，单一的在耳轴转套与中心喉管轴面上进行旋转密封，对于安装方式和安装空间都有限制，而且密封效果不能达到最佳，同时也对传动装置的设计带来不便，增加氮气反向平衡密封用量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合密封装置，解决了耳轴转套采用单一旋转密封对于密封安装方式和安装空间都有限制，而且密封效果不能达到最好以及对传动装置设计带来不便等问题，形成了组合密封结构同时方便安装。
本发明包括：密封环1、柔性石墨盘根一2、柔性石墨盘根二3、填料函4、金属包覆式垫片5、柔性石墨盘根三6、中心喉管7、三剖分压板8、耳轴转套9、三分垫圈10、螺栓一11、螺栓二12和螺栓三13。所述组合密封装置中心喉管7为圆柱形固定组件，其圆柱中心也是布料器中心线，置于炉顶炉气区域中，内圆柱面直接与高温高压炉气接触；耳轴转套9为绕中心喉管7旋转运动组件，置于常压常温炉气密封区域，固定件中心喉管7与旋转件耳轴转套9的配合圆柱面上留有足够间歇来保证旋转件的旋转运动，高温高压的炉气有沿这间隙流向常温常压区域的趋势。密封环1通过螺栓一11拧紧固定在填料函4的一个槽中，同时也把柔性石墨盘根一2压紧在填料函4槽中的角落上，柔性石墨盘根二3置于填料函的另一个槽中，金属包覆式垫片5置于填料函4的一个浅槽中；密封环1、柔性石墨盘根一2、柔性石墨盘根二3、填料函4、金属包覆式垫片5形成一个装配件，通过螺栓二12连接固定在耳轴转套9上；两组柔性石墨盘根三6填充于耳轴转套9的环槽中，中间放置一个三分垫圈10，三剖分压板8通过螺栓三13连接固定在耳轴转套9上的同时，压缩柔性石墨盘根三6，让其紧贴在中心喉管7的外圆柱面上。通过所述组合密封装置的组合密封作用，将炉顶炉气区域的高温高压有毒炉气少量或无量进入常温常压炉气密封区域。
本发明通过所述组合密封装置的组合密封作用，将炉顶炉气区域的高温高压有毒炉气少量或无量进入常温常压炉气密封区域。采用前置迷宫密封、填料密封、研合面密封、挤压型密封对高炉炉气分三阶段进行密封。
本发明将常用旋转轴轴面密封只是单一密封旋转轴面的密封范围扩大，在轴向旋转密封的基础上增加水平平面密封，两者有机地结合在一起，对高炉炉气进行三阶段密封，形成布料装置炉气密封区域，该区域由于可能有少量或无量泄漏炉气，往该密封区域填充氮气，阻止高炉炉顶炉气进入炉气密封区域的反向平衡氮气密封用量很少或无氮气量消耗，极大地节约了能源，同时炉气密封区域环境良好，对传动装置的设计以及运行带来极大便利。
本发明的优点在于，解决了温度波动范围很大(70℃以下至600℃甚至更高)的高温高压含尘量较高的有毒炉气的密封，将布料装置耳轴转套旋转运动时泄漏的高炉炉气分三阶段进行密封，密封效果良好，对布料器传动装置设计带来很大便利。本组合密封装置维修、拆卸、增强密封效果均良好，同时提供一种好的安装方法。
附图说明
图1为高炉炼铁布料器水冷气密箱组合密封装置设计图。其中，密封环1、柔性石墨盘根一2、柔性石墨盘根二3、填料函4、金属包覆式垫片5、柔性石墨盘根三6、中心喉管7、三剖分压板8、耳轴转套9、三分垫圈10、螺栓一11、螺栓二12和螺栓三13。
具体实施方式
本发明包括：密封环1、柔性石墨盘根一2、柔性石墨盘根二3、填料函4、金属包覆式垫片5、柔性石墨盘根三6、中心喉管7、三剖分压板8、耳轴转套9、三分垫圈10、螺栓一11、螺栓二12和螺栓三13。
对高温高压含尘量较高的高炉炉气进行三阶段密封，第一阶段密封，密封环1与中心喉管7下面端部组成迷宫密封，作为后面动密封的前置密封，迷宫密封间存在间隙，无固体接触，无须润滑，并允许有热膨胀，适应本高温、高压、高转速场合。高温高压含尘量较高的有毒炉气通过迷宫后，由于“迷宫效应”，泄漏炉气温度、压力、泄漏量、烟尘含量均降低。第二阶段密封，填料函4与柔性石墨盘根二3和中心喉管7下部组成填料密封，经过此密封后，泄漏炉气泄漏量进一步减小，泄漏炉气经90度转向改变方向后继续流动，温度、压力进一步降低。第三阶段密封，三剖分压板8与柔性石墨盘根三6和中心喉管7外轴面形成挤压型密封，安装在耳轴转套9槽内的柔性石墨盘根三6预先被挤压，产生的压紧力大小可以通过柔性石墨盘根三6用量由三剖分压板8调节，通过此密封后，泄漏炉气泄漏量很小或者零泄漏。填料函4通过金属包覆式垫片5用螺栓二12固定压紧在耳轴转套9上形成研合面密封，密封可靠，并随耳轴转套9旋转运动。密封环1通过螺栓一11连接固定在填料函4上，同时压紧柔性石墨盘根一2后不会在填料函4与密封环1结合面泄漏炉气。
所述组合密封装置所有固定和连接，都使用螺栓完成，再加上三剖分压板8对安装提供的便利，柔性石墨盘根三6磨损后随时可以增加用量，保证其与耳轴转套9的紧密接触。本密封装置维修、拆卸、增强密封效果均易进行，同时自然形成了一种好的安装方法。
Claims (1)
1.一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合密封装置，其特征在于，包括：密封环(1)、柔性石墨盘根一(2)、柔性石墨盘根二(3)、填料函(4)、金属包覆式垫片(5)、柔性石墨盘根三(6)、中心喉管(7)、三剖分压板(8)、耳轴转套(9)、三分垫圈(10)、螺栓一(11)、螺栓二(12)、螺栓三(13)；
中心喉管(7)为圆柱形固定组件，其圆柱中心也是布料器中心线，置于炉顶炉气区域中，内圆柱面直接与高温高压炉气接触；耳轴转套(9)为绕中心喉管(7)旋转运动组件，置于常压常温炉气密封区域，中心喉管(7)与旋转件耳轴转套(9)的配合圆柱面上留有足够间歇来保证旋转件的旋转运动；密封环(1)通过螺栓一(11)拧紧固定在填料函(4)的一个槽中，柔性石墨盘根一(2)压紧在填料函(4)槽中的角落上，柔性石墨盘根二(3)置于填料函(4)的另一个槽中，金属包覆式垫片(5)置于填料函(4)的一个浅槽中；密封环(1)、柔性石墨盘根一(2)、柔性石墨盘根二(3)、填料函(4)、金属包覆式垫片(5)形成一个装配件，通过螺栓二(12)连接固定在耳轴转套(9)上；两组柔性石墨盘根三(6)填充于耳轴转套(9)的环槽中，中间放置一个三分垫圈(10)，三剖分压板(8)通过螺栓三(13)连接固定在耳轴转套(9)上，压缩柔性石墨盘根三(6)，让其紧贴在中心喉管(7)的外圆柱面上。
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