CN114993050A - 一种烧结机用复合式头尾密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结机用复合式头尾密封装置，包括拟啮合动态密封组件、过渡密封组件、磁流体密封组件和散热组件；所述磁流体密封组件设置在拟啮合动态密封组件的正下方；所述过度密封组件设置在磁流体密封组件内部且分别与拟啮合动态密封组件和流体密封组件相接触；所述散热组件设置在磁流体密封组件的下端面；所述拟啮合动态密封组件上端与台车底梁相接触。在工作过程中，拟啮合动态密封组件与台车底梁构成了迷宫密封结构，较好地实现了台车底梁与密封装置之间的密封性能；整个装置的设计即考虑了密封性能，也考虑了结构的寿命等因素，提高了烧结的质量和生产效益，具有较高的使用价值，满足节能减排的要求。

Description

一种烧结机用复合式头尾密封装置

技术领域

本发明涉及冶金行业的烧结设备密封技术领域，尤其涉及一种烧结机用复合式头尾密封装置。

背景技术

目前，国内冶金行业的烧结技术得到了前所未有的发展，与此同时，国内所使用的烧结机其漏风情况严重，漏风率普遍较高，最高可达60％以上，相当于风机一半以上的做功都是无用功。烧结机漏风问题直接导致烧结设备能耗升高，烧结矿的产量和质量大幅下降，烧结生产率变低等现象的出现。在烧结机的烧结过程中，其漏风现象是非常不利的因素，严重影响烧结生产的技术指标。烧结机漏风会导致风箱的负压下降，从而流经烧结料层的有效风量减少，烧结矿与氧气接触不够充分，更不会彻底燃烧，导致返矿率增高；而且由于无用风的增多，维持正常产量必须加大风箱的抽风负压，此种情况则加重了风机的负荷，也增加了电量的消耗，同时一些异物也很容易通过漏风的缝隙进入到烟道中，长此以往，会堵塞烟道，大大降低风机的使用寿命。在烧结机漏风问题之中，烧结机头尾漏风问题是漏风现象的主要的问题，若头尾漏风量能实现有效降低，则烧结机的漏风问题能得到较好地解决。现行的烧结机头尾漏风装置多是建立在密封板和密封带的基础上的，而这种头尾密封存在的问题主要有：台车底梁和密封板带之间的摩擦造成台车底梁和密封设备的磨损；台车塌腰变形时，密封设备的密封性变差。另外，磁流体密封技术广泛应用到各个领域的漏风问题，在烧结机侧部和侧滑道漏风问题上都实现了较好的效果，而在烧结机头尾漏风的位置一直没能实现合理的应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种烧结机用复合式头尾密封装置，通过对磁流体密封技术的合理应用，提高烧结机头尾的密封性能；通过台车底梁与密封设备的相对运动，减少两者之间的摩擦；通过台车底梁和密封带的相互接触，在一定程度上缓解台车塌腰时的漏风问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种烧结机用复合式头尾密封装置，包括拟啮合动态密封组件、过渡密封组件、磁流体密封组件和散热组件；所述磁流体密封组件设置在拟啮合动态密封组件的正下方；所述过度密封组件设置在磁流体密封组件内部且分别与拟啮合动态密封组件和流体密封组件相接触；所述散热组件设置在磁流体密封组件的下端面；所述拟啮合动态密封组件上端与台车底梁相接触。

进一步的，所述拟啮合动态密封组件包括第一带轮、第一密封带、第一密封齿和柔性石墨；所述第一带轮分别对称转动连接在磁流体密封组件顶端的左右两侧；所述第一密封带覆盖连接在两侧的第一带轮之间；所述第一密封齿分别等距固定在第一密封带上下两端的外端面上；所述柔性石墨分别粘结在各第一密封齿的左右两侧且与第一密封齿的高度一致；所述第一密封带、第一密封齿和台车的底梁之间构成迷宫密封结构。

进一步的，所述磁流体密封组件包括永磁铁、磁流体和磁液密封槽；所述磁液密封槽顶端左右两侧分别与两侧第一带轮连接；所述磁液密封槽下端面呈凹凸的锯齿形结构；所述磁液密封槽内底部设置有一定高度的磁流体；所述永磁铁分别固定在磁液密封槽下端面锯齿形结构的凹槽内。

进一步的，所述过渡密封组件包括第二带轮、第二密封带和第二密封齿；所述第二带轮分别对称转动连接在磁流体密封槽内中部的左右两侧；所述第二密封带覆盖连接在两侧的第二带轮之间；所述第二密封齿分别等距固定在第二密封带的外端面上；所述第二密封带上端面的第二密封齿与第一密封齿对应；所述第二密封带下端面的第二密封齿底端与磁流体接触。

进一步的，所述散热组件为网状散热片结构，且其上端分别通过定位结构与磁液密封槽底部锯齿形结构配合固连。

进一步的，所述定位结构为长方体凸起。

进一步的，所述第一密封带为弹性带。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

首先，本发明引入拟啮合动态密封装置，有效降低了头尾密封装置的摩擦问题，其中，密封带能适应台车底梁一定的形变，因此，在一定程度上解决台车塌腰变形引起的漏风问题。其次，复合式头尾密封装置中密封齿、密封带与台车底梁之间接触实现头尾密封，且密封齿两侧的柔性石墨大大提高了密封性；对于复合式头尾密封装置内部间隙处的密封则采用特殊结构的磁流体密封技术，在磁液密封槽和密封板上创新设计，实现适合于烧结机头尾漏风问题的密封装置。最后，复合式头尾密封装置中的过渡密封装置以及磁液密封槽下部网状结构的散热装置共同作用大大降低了传递到密封装置的热量，有利于密封装置正常发挥密封作用。

本发明综合性与适用性较强，能够在很大程度上降低烧结机头尾漏风量，降低铁矿石烧结技术的成本，相同时间内，生产效率得到提高，减少碳排放，延缓了温室效应，符合制造业“碳中和、碳达峰”的发展方向。

附图说明

图1是本发明所提出的一种烧结机用复合式头尾密封装置的整体结构示意图。

其中，附图标记：1-第一带轮；2-第一密封带；3-第一密封齿；4-柔性石墨；5-第二密封带；6-第二带轮；7-第二密封齿；8-定位结构；9-永磁铁；10-散热片；11-磁流体；12-磁液密封槽。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见附图1，给出了本发明所提出的一种烧结机用复合式头尾密封装置一个实施例的具体结构。本装置包括拟啮合动态密封组件、过渡密封组件、磁流体密封组件和散热组件；所述磁流体密封组件设置在拟啮合动态密封组件的正下方；所述过度密封组件设置在磁流体密封组件内部且分别与拟啮合动态密封组件和流体密封组件相接触；所述散热组件设置在磁流体密封组件的下端面；所述拟啮合动态密封组件上端与台车底梁相接触。

其中，所述拟啮合动态密封组件包括第一带轮1、第一密封带2、第一密封齿3和柔性石墨4；所述第一带轮1分别对称转动连接在磁流体密封组件顶端的左右两侧；所述第一密封带2覆盖连接在两侧的第一带轮1之间，且所述第一密封带2具有一定弹性；所述第一密封齿3分别等距固定在第一密封带2上下两端的外端面上，与第一密封带2紧密接触，不产生相对运动，本实施例中，所述第一密封带2上下两端的外端面上分别通过螺栓等距固连有四个第一密封齿3；所述柔性石墨4具有一定厚度，分别粘结在各第一密封齿3的左右两侧且与第一密封齿3的高度一致；所述第一带轮1通过台车底梁推动第一密封齿3运动，第一密封带2跟随运动，两个第一带轮1在第一密封带2的作用下做定轴转动，所述第一密封带2、第一密封齿3和台车底梁三者之间实际上无论在什么情况下都构成迷宫密封的结构，较好地实现了台车底梁与密封装置之间的密封性能。

所述第一密封齿3本身的宽度和高度尺寸，可以通过综合台车底梁的大小和仿真优化密封齿的应力两方面来确定。第一密封齿3的齿距和齿数的设计方法：工作时，可将连续工作的台车底梁看成是冗长的齿条，但是，此齿条的齿距不是固定不变的，这是由于台车底梁的距离不同以及首尾台车，因此，需要计算与总结出齿条的变化规律，根据此规律，设计出与齿条接触且保证接触规律一成不变，或者是台车底梁与密封齿不发生干涉的齿轮齿数和齿距。第一密封齿3与第一密封带2之间的连接形式：第一密封齿3通过多个螺栓连接固定在第一密封带2上，且螺栓需要均匀分布在密封齿的长度方向上，使第一密封齿3稳定地固定在第一密封带2上，为发挥较好密封性创造良好先决条件。第一密封齿3和第一密封带2的材料及其选用原则：对于第一密封齿3而言，一方面，要和台车底梁接触，台车对第一密封齿3形成一定的力的作用；另一方面，还要承受烧结过程释放的热量。因此，可以选取多种常见的材料，仿真优选满足以上条件的材料。对于密封带而言，选用常见的带传动材料即可满足密封的需求，但是也要考虑第一密封齿3和第一密封带2之间的材料在温度的影响下是否发生失效。

所述磁流体密封组件包括永磁铁9、磁流体11和磁液密封槽12；所述磁液密封槽12顶端左右两侧分别与两侧第一带轮连接；所述磁液密封槽12下端面呈凹凸的锯齿形结构；所述磁液密封槽12内底部设置有一定高度的磁流体11；所述永磁铁9分别固定连接在磁液密封槽12下端面锯齿形结构的凹槽内。其中，每个永磁铁9的形状尺寸和磁性均可保持一致，永磁铁9的数量根据磁液密封槽12的宽度合理布置即可。关于磁流体11的材料以及磁流体11液面的高度可通过仿真优化，选取最优的组合；而对于磁液密封槽12的材料，不能抑制永磁铁9对磁流体11的吸附作用即可。

所述过渡密封组件包括第二带轮5、第二密封带6和第二密封齿7；所述第二带轮5分别对称转动连接在磁流体密封槽12内中部的左右两侧；所述第二密封带6覆盖连接在两侧的第二带轮5之间；所述第二密封齿7分别等距固定在第二密封带6的外端面上；所述第二密封带6上端面的第二密封齿7与第一密封齿3对应；所述第二密封带6下端面的第二密封齿7底端与磁流体11接触。所述过渡密封组件与拟啮合动态密封组件的形式相近，但是过渡密封组件的材料和相关尺寸确定容易得多：过渡密封组件起到的作用是减少烧结温度对磁流体密封的影响，因此，第二密封齿7与第二密封带6的材料、第二密封齿7的齿距以及密封齿的宽度和高度参数均可与拟啮合密封组件的第一密封带2、第一密封齿3保持一致，而第二密封齿7的数目和第二密封带6的长度略有不同，先要保证过渡密封组件与拟啮合动态密封组件之间稳定固定的啮合形式，进而得到密封齿的齿数，再根据密封齿齿距的尺寸合理确定密封带的长度。

过渡密封组件的工作原理：过渡密封组件的第二密封齿7与拟啮合动态密封组件的第一密封齿3接触，通过啮合堵住它们之间的间隙，除此之外，第二密封齿7还与磁流体11相接触，堵住了过渡密封组件与磁流体11之间的间隙。由于磁流体11处于负压，因此加入了高强磁铁，在高强磁铁的吸附下，磁流体11能在磁液密封槽12内与第二密封齿7稳定接触，堵住它们之间的间隙。

所述散热组件为网状散热片10，且其上端分别通过定位结构8与磁液密封槽12底部锯齿形结构的凹槽配合固连；本实施例中，所述定位结构8为长方体凸起。所述网状散热片10可在水平方向上实现全方位的换热，大幅提高了冷却能力，而且位于上表面的定位结构8用于固定密封装置，同时增大了接触面积，有利于密封装置的散热。

本发明的具体工作过程为：一方面，烧结过程中，台车运动，台车底梁依次接触到复合式头尾密封装置的第一密封带2和第一密封齿3，接着台车底梁不断推动第一密封齿3运动，进而台车的每个底梁都有相应的第一密封齿3与之相接触，这时第一密封齿3两侧的柔性石墨4在台车与第一密封齿3之间的压力，以及烧结过程中传递的温度作用下，柔性石墨4发生一定的膨胀作用，加强了台车底梁与第一密封齿3之间间隙的密封作用；另一方面，台车底梁推动拟啮合动态密封组件，拟啮合动态密封组件推动过渡密封组件，第二密封齿7与磁流体11液面接触，磁流体11受到永磁铁9的吸附作用，而在风箱负压的作用下不被吸走。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种烧结机用复合式头尾密封装置，其特征在于：所述装置包括拟啮合动态密封组件、过渡密封组件、磁流体密封组件和散热组件；所述磁流体密封组件设置在拟啮合动态密封组件的正下方；所述过度密封组件设置在磁流体密封组件内部且分别与拟啮合动态密封组件和流体密封组件相接触；所述散热组件设置在磁流体密封组件的下端面；所述拟啮合动态密封组件上端与台车底梁相接触。

2.根据权利要求1所述的一种烧结机用复合式头尾密封装置，其特征在于：所述拟啮合动态密封组件包括第一带轮、第一密封带、第一密封齿和柔性石墨；所述第一带轮分别对称转动连接在磁流体密封组件顶端的左右两侧；所述第一密封带覆盖连接在两侧的第一带轮之间；所述第一密封齿分别等距固定在第一密封带上下两端的外端面上；所述柔性石墨分别粘结在各第一密封齿的左右两侧且与第一密封齿的高度一致；所述第一密封带、第一密封齿和台车的底梁之间构成迷宫密封结构。

3.根据权利要求2所述的一种烧结机用复合式头尾密封装置，其特征在于：所述磁流体密封组件包括永磁铁、磁流体和磁液密封槽；所述磁液密封槽顶端左右两侧分别与两侧第一带轮连接；所述磁液密封槽下端面呈凹凸的锯齿形结构；所述磁液密封槽内底部设置有一定高度的磁流体；所述永磁铁分别固定在磁液密封槽下端面锯齿形结构的凹槽内。

4.根据权利要求3所述的一种烧结机用复合式头尾密封装置，其特征在于：所述过渡密封组件包括第二带轮、第二密封带和第二密封齿；所述第二带轮分别对称转动连接在磁流体密封槽内中部的左右两侧；所述第二密封带覆盖连接在两侧的第二带轮之间；所述第二密封齿分别等距固定在第二密封带的外端面上；所述第二密封带上端面的第二密封齿与第一密封齿对应；所述第二密封带下端面的第二密封齿底端与磁流体接触。

5.根据权利要求3所述的一种烧结机用复合式头尾密封装置，其特征在于：所述散热组件为网状散热片结构，且其上端分别通过定位结构与磁液密封槽底部锯齿形结构配合固连。

6.根据权利要求1所述的一种烧结机用复合式头尾密封装置，其特征在于：所述定位结构为长方体凸起。

7.根据权利要求1所述的一种烧结机用复合式头尾密封装置，其特征在于：所述第一密封带为弹性带。

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