CN115306900A - 一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风室密封技术领域，旨在解决现有的密封装置窜风量大，常需要人工调节，不具有自适应性，操作维护困难的问题，提供一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，包括设置于运动部件底部的第一接触板，以及设置于静止部件侧面的第二接触板；第二接触板的外侧设有密封架，密封架连接于静止部件上，密封架与静止部件之间设有处于压缩状态的弹性件，弹性件顶紧第二接触板，使其顶面与第一接触板保持接触，使其侧面与静止部件保持接触；第一接触板和/或第二接触板的接触面上设有多个孔洞；本发明的有益效果包括：窜风通道缝隙小、能自适应且可调、多孔板的设计使窜风的流场形态由层流变成紊流，增加窜风阻力，减少窜风量。

Description

一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置

技术领域

本发明涉及风室密封技术领域，具体而言，涉及一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置。

背景技术

在建材、环保(垃圾处理)等行业中，冷却机的运动部件1(段节梁或传动梁)常常需贯穿多个风室，为保证运动部件1正常运转，运动部件1和静止部件4之间需不可避免的存在一定缝隙。然而，由于两个风室(的风压不同，导致风通过窜风通道从高压风室5进入低压风室6，当窜风量过大时，造成风量浪费，风压短路，严重影响冷却机的冷却效果以致影响下一个工序，同时还会造成更高的冷却电耗。为减少风室之间窜风，曾尝试选用可活动的软密封，由于运动部件1不仅与静止部件4有相互运动，各运动部件1(如冷却机的段节梁)之间还有相互运动，因此存在纵横两个方向需要补偿伸缩且密封，此外运动部件1的运动行程大，需要密封的数量极多，导致可活动的软密封装置过多且过于复杂，因此，此方法缺乏经济性和可操作性。在现有的实际生产运用中，冷却机的风室密封装置常采用可调缝隙的密封结构。如图1所示，即将运动部件1和静止部件4之间的缝隙间距调至最小并无限接近于零，甚至接触，其中运动部件1和静止部件4相互接触的密封面均为光滑的平面，这种密封装置能减少风室之间的窜风，但距可接受的窜风量仍有一定差距，尤其在运动部件接触板2和静止部件接触板3之间有磨损后(或安装制作误差不可避免的产生缝隙)，其窜风通道加大，窜风量也相应增加，因此经常需要人工调节而不具有自适应性，操作维护困难。在当今降耗减排的新形势下，这种旧密封装置不能满足工艺和时代的新需求。

发明内容

本发明旨在提供一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，以解决现有的密封装置窜风量大，经常需要人工调节，不具有自适应性，操作维护困难的问题。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，所述密封装置用于封闭运动部件与静止部件之间的缝隙；

所述密封装置包括设置于所述运动部件底部的第一接触板，以及设置于所述静止部件侧面的第二接触板；

所述第二接触板的外侧设有密封架，所述密封架连接于所述静止部件上，所述密封架与所述静止部件之间设有处于压缩状态的弹性件，所述弹性件顶紧所述第二接触板，使其顶面与所述第一接触板保持接触，使其侧面与所述静止部件保持接触；

所述第一接触板和/或所述第二接触板的接触面上设有多个孔洞。

本发明通过在所述静止部件的侧面设置第二接触板，使得第二接触板的顶面与第一接触板相接触，其侧面与所述静止部件相接触，第一接触板和第二接触板之间会因相对运动而磨损，并产生一定缝隙，形成窜风通道。因此，本发明在第二接触板的外侧设置密封架，并将其连接在静止部件上，保证密封架静止，然后在密封架与第二接触板之间设置处于压缩状态的弹性件，由于弹性件具有恢复形变的趋势，因此可以持续对第二接触板施加压力，将第二接触板压紧，使其始终与第一接触板保持接触。即使第一接触板和第二接触板之间有所磨损并产生间隙，在弹性件的压力作用下，第一接触板和第二接触板之间仍能有效恢复接触并减小缝隙，即动态运动、动态磨损、动态自适应补偿，最终达到将窜风通道的间隙动态清零的效果。

其中，所述第一接触板和所述第二接触板二者相接触的面为各自的接触面，本发明提出单独在所述第一接触板的接触面、或者所述第二接触板的接触面设置孔洞，或者同时在所述第一接触板的接触面以及所述第二接触板的接触面设置孔洞。

本发明将所述第一接触板和/或所述第二接触板设计为多孔板，而非光滑表面，当窜风流入缝隙通道中的孔洞后，窜风的形态由层流改为局部紊流状态，并局部改变风向，改变风向的风与窜风可部分抵消，实现减少窜风量的目的。

其中，窄平板是指，窜风通道是一个窄平板的缝隙，第一接触板和第二接触板的间距在15mm以内。

作为优选的技术方案：

所述密封架上安装有顶紧件，所述顶紧件的端部抵接于所述第二接触板的表面。

通过调节顶紧件抵住第二接触板的程度，可以将运动部件和静止部件的密封缝隙调至最小，同时利用弹性件将第二接触板压紧，理论上可以使运动和静止部件之间没有缝隙。

作为优选的技术方案：

所述弹性件套设于所述顶紧件的外部。

作为优选的技术方案：

所述孔洞为均匀间隔布置或为不规则布置。

作为优选的技术方案：

所述孔洞为均匀间隔布置时，可以按列间隔布置。

作为优选的技术方案：

所述孔洞的具体形状不做限制，形成有凹陷结构即可。

作为优选的技术方案：

所述孔洞可以是条形孔、圆形孔、方形孔等，或者是它们的组合。

作为优选的技术方案：

所述密封架为L型结构，其包括相互垂直的板一和板二，所述板一与所述第二接触板的侧面相对，所述板二与所述第二接触板的底面相对，所述板二连接于所述静止部件上。

由于第二接触板的顶面与第一接触板相接触、贴合，其一侧面与静止部件相接触、贴合，因此，将密封架设置成L型，包裹第二接触板的底面和另一侧面，便于安装弹性件，将第二接触板抵紧。

作为优选的技术方案：

所述板二固定连接于所述静止部件的侧面。

作为优选的技术方案：

所述顶紧件包括第一顶紧件和第二顶紧件；

所述第一顶紧件安装于所述板一上，其端部抵接于所述第二接触板的侧面；

所述第二顶紧件安装于所述板二上，其端部抵接于所述第二接触板的底面。

作为优选的技术方案：

所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件；

所述第一弹性件套设于所述第一顶紧件外部，所述第二弹性件套设于所述第二顶紧件外部。

作为优选的技术方案：

所述第一顶紧件、所述第二顶紧件、所述第一弹性件以及所述第二弹性件的数量不做限制，根据实际情况进行选择、布置即可。

作为优选的技术方案：

所述第一接触板和所述第二接触板采用聚四氟乙烯板。

聚四氟乙烯成本低且具有很强的自润滑性，可减少运动部件和静止部件接触面的相对磨损(即第一接触板和第二接触板的磨损)，减缓窜风缝隙的产生。第二接触板安装于密封架上，即使磨损严重后也方便更换。此外，第二接触板布置在静止部件的侧面，沿窜风方向加大了缝隙的长度，即加长窜风的缝隙通道，有助于减少窜风量。

但所述第一接触板和所述第二接触板的材质不限于聚四氟乙烯板，其他能够用作接触板的材料均可。

作为优选的技术方案：

所述顶紧件为顶丝，所述密封架上开设有螺孔，所述顶丝穿过所述螺孔与所述第二接触板抵接。

作为优选的技术方案：

所述顶丝上还设有定位螺栓，所述定位螺栓位于所述密封架的内外两侧。

作为优选的技术方案：

所述弹性件为弹簧，所述弹簧套设于所述顶丝的杆部外。

所述弹性件不限于弹簧，其他能够发生弹性形变、具有恢复形变趋势的构件也可以。

作为优选的技术方案：

所述弹簧的一端抵接于所述第二接触板上，另一端抵接于位于所述密封架内侧的定位螺栓上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.采用本发明的密封装置，运动部件和静止部件之间的窜风通道缝隙小、能自适应且可调。设计顶丝将运动部件和静止部件的密封缝隙调至最小，同时用弹簧将第二接触板压紧，理论上使运动部件和静止部件之间没有缝隙。当运动部件和静止部件之间相互运动后，即第一接触板和第二接触板之间有所磨损并产生间隙，在弹簧的压力作用下，第一接触板和第二接触板之间仍能有效恢复接触并减少缝隙，即动态运动、动态磨损、动态自适应补偿，最终达到将窜风通道的间隙动态清零的效果。

2.密封接触板(即第一接触板和第二接触板)磨损小，且窜风通道长。密封接触板可选用聚四氟乙烯材料，包括但不限于这种材料，聚四氟乙烯成本低且具有很强的自润滑性，可减少运动部件和静止部件接触面的相对磨损，减缓窜风缝隙的产生。且第二接触板安装于密封架上，即使磨损严重后也方便更换。此外，第二接触板沿窜风方向加大了缝隙的长度，即加长窜风的缝隙通道，有助于减少窜风量。

3.设计防窜风自扰流的缝隙通道，增加窜风途中的阻力。密封接触板设计为多孔板，而非光滑表面，当窜风流入缝隙通道中的孔洞后，窜风的形态由层流改为局部紊流状态，并局部改变风向，改变风向的风与窜风可部分抵消，实现减少窜风量的目标。

4.由于本发明的密封装置防窜风效果好，因此，可以将窜风通道的横截面积控制在最小，并形成自扰流的窜风形态，增加窜风的阻力，减小窜风量。与相同截面积缝隙的传统密封结构相比，本发明的密封装置可将窜风量减少约65％，满足冷却机工艺用风的需求，最终可实现节能降耗减排的效果。

附图说明

图1为现有的风室窜风示意图。

图2为本发明所述的密封装置的横向剖视图。

图3为本发明所述的第二接触板的结构示意图。

图4为本发明的防窜风效果图一。

图5为本发明的防窜风效果图二。

图标：1-运动部件，2-运动部件接触板，3-静止部件接触板，4-静止部件，5-高压风室，6-低压风室，7-第一接触板，8-第二接触板，9-密封架，91-板一，92-板二，10-第一顶紧件，11-第二顶紧件，12-第一弹性件，13-第二弹性件，14-窜风通道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图2所示，本实施例提出一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，所述密封装置用于封闭运动部件1与静止部件4之间的缝隙。

所述运动部件1为段节梁或传动梁，所述运动部件1贯穿不同的风室，所述运动部件1位于所述静止部件4的上方，所述运动部件1相对于所述静止部件4做水平往复运动。

所述密封装置包括设置于所述运动部件1底部的第一接触板7，以及设置于所述静止部件4侧面的第二接触板8。所述第一接触板7连接于所述运动部件1的底部，所述第一接触板7与所述运动部件1一起运动。所述第二接触板8安装在密封架9上，所述密封架9连接于所述静止部件4上。具体的，所述密封架9为L型结构，其包括相互垂直的板一91和板二92，所述板一91与所述第二接触板8的侧面相对，所述板二92与所述第二接触板8的底面相对，所述板二92连接于所述静止部件4的侧面。上述密封架9的结构为优选的结构，其他形状的密封架9也可。

所述板一91上设置有第一顶紧件10，其端部抵接于所述第二接触板8的侧面；所述板二92上设置有第二顶紧件11，其端部抵接于所述第二接触板8的底面。通过调节所述第一顶紧件10和所述第二顶紧件11的位置，调节其抵紧所述第二接触板8的程度，使所述第一接触板7和所述第二接触板8之间的缝隙减至最小，可有效减小窜风通道14。所述第一接触板7和所述第二接触板8之间会因相对运动而磨损，并产生一定缝隙，形成窜风通道14。因此，进一步在所述第一顶紧件10上设置第一弹性件12，在所述第二顶紧件11上设置第二弹性件13，所述第一弹性件12和所述第二弹性件13位于所述第二接触板8与所述密封架9之间，且所述第一弹性件12和所述第二弹性件13处于压缩状态，因此，所述第一弹性件12和所述第二弹性件13将从侧面和底面抵住所述第二接触板8，使得所述第二接触板8的顶面始终与所述第一接触板7的底板保持接触、所述第二接触板8的另一侧面始终与所述静止部件4的侧面保持接触。实现缝隙间距的自适应调整，长时间自动控制间距至最小，无需经常人工调节，便于操作维护。

在调节完所述第一顶紧件10和所述第二顶紧件11之后，通过预压缩所述第一弹性件12和所述第二弹性件13，使所述第一弹性件12和所述第二弹性件13对所述第二接触板8施加一个预紧力，进而可以使所述第一接触板7和所述第二接触板8之间的缝隙长时间保持在最小，且不需要经常性调节所述第一顶紧件10和所述第二顶紧件11，可大幅减少人工维护时间并将窜风通道14缝隙间距维持在最小状态，进而可有效控制并减小窜风量。

所述第一接触板7和所述第二接触板8可选用聚四氟乙烯板，这种材料价格便宜且摩擦系数低，这就使所述第一接触板7和所述第二接触板8之间的磨损非常小，故人工维护更简单，且维护频率更低。即使所述第一接触板7和所述第二接触板8长时间使用后有较大磨损，也可快速更换。此外，所述第二接触板8沿窜风方向的长度L也有所增加，使窜风路径更长，可增加窜风的路径阻力，减小窜风量。

在本实施例中，所述第一顶紧件10和所述第二顶紧件11为顶丝，所述密封架9上开设有螺孔，所述顶丝穿过所述螺孔与所述第二接触板8抵接。

所述顶丝上还设有两个定位螺栓，所述定位螺栓分别位于所述密封架9的内、外两侧。所述第一弹性件12和所述第二弹性件13为弹簧，所述弹簧套设于所述顶丝的杆部外。所述弹簧的一端抵接于所述第二接触板8上，另一端抵接于位于所述密封架9内侧的定位螺栓上。通过调节顶丝将运动部件1和静止部件4的密封缝隙调至最小，同时用弹簧将第二接触板8压紧，理论上使运动部件1和静止部件4之间没有缝隙。当运动部件1和静止部件4之间相互运动后，所述第一接触板7和所述第二接触板8之间有所磨损并产生间隙，在弹簧的压力作用下，所述第一接触板7和所述第二接触板8之间仍能有效恢复接触并减少缝隙，即动态运动、动态磨损、动态自适应补偿，最终达到将窜风通道14的间隙动态清零的效果。

上述顶丝以及弹簧只是一种优选的实施方式，其他能够将第二接触板8抵紧的构件均可。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

如图3所示，在所述第一接触板7和/或所述第二接触板8的接触面设计有多重孔洞。而非现有密封装置的接触面为光滑的平板面(即窄平板缝隙结构，这种窜风通道14没有给窜风造成任何阻力，其窜风形态为均匀的层流状)。当设计有多孔接触板后，其窜风通道14为多孔窄平板结构，当风进入窜风通道14后，部分风会进入孔洞区域，并在孔洞中产生回旋紊流，回旋的气流方向发生改变，当回旋的气流重新汇入原层流中后，会打乱原层流的状态并产生紊流，扰乱窜风的方向，增大气流阻力，进而减少窜风量。当窜风通道14的间距小于一定值时(在15mm以内)，此种多孔窄平板缝隙结构的防窜风效果更好，当间距过大时，可通过调节顶丝将窜风通道14的间距调到最小，达到最好的防窜风效果。图4和图5是本发明的防窜风效果图，图5中横向一串孔洞可形成一条线性“阻拦索”，不仅局部改变风向，还能降低风速，达到减少窜风量的效果。若设计多重线性“阻拦索”，可进一步增加窜风途中的阻力，形成梯次阻击，产生减少窜风的叠加效应，使窜风的风速逐渐减少，加强减速防窜风的效果。同理，所述第一接触板7和/或所述第二接触板8的两个接触面均设计成多孔多重线性“阻拦索”，还可大幅增加窜风阻力，进一步实现减少窜风量的设计目标。

上述孔洞结构只是一种优选的实施方式，设置其他凹陷结构也能够在一定程度上减少窜风量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述密封装置用于封闭运动部件与静止部件之间的缝隙；

所述密封装置包括设置于所述运动部件底部的第一接触板，以及设置于所述静止部件侧面的第二接触板；

所述第二接触板的外侧设有密封架，所述密封架连接于所述静止部件上，所述密封架与所述静止部件之间设有处于压缩状态的弹性件，所述弹性件顶紧所述第二接触板，使其顶面与所述第一接触板保持接触，使其侧面与所述静止部件保持接触；

所述第一接触板和/或所述第二接触板的接触面上设有多个孔洞。

2.根据权利要求1所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述密封架上安装有顶紧件，所述顶紧件的端部抵接于所述第二接触板的表面。

3.根据权利要求2所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述弹性件套设于所述顶紧件的外部。

4.根据权利要求1所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述孔洞为均匀间隔布置或为不规则布置。

5.根据权利要求2所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述密封架为L型结构，其包括相互垂直的板一和板二，所述板一与所述第二接触板的侧面相对，所述板二与所述第二接触板的底面相对，所述板二连接于所述静止部件上。

6.根据权利要求5所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述顶紧件包括第一顶紧件和第二顶紧件；

所述第一顶紧件安装于所述板一上，其端部抵接于所述第二接触板的侧面；

所述第二顶紧件安装于所述板二上，其端部抵接于所述第二接触板的底面。

7.根据权利要求6所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件；

所述第一弹性件套设于所述第一顶紧件外部，所述第二弹性件套设于所述第二顶紧件外部。

8.根据权利要求1-7任一所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述第一接触板和所述第二接触板采用聚四氟乙烯板。

9.根据权利要求2所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述顶紧件为顶丝，所述密封架上开设有螺孔，所述顶丝穿过所述螺孔与所述第二接触板抵接。

10.根据权利要求9所述的自扰流防窜风多孔窄平板缝隙结构的密封装置，其特征在于：

所述弹性件为弹簧，所述弹簧套设于所述顶丝的杆部外。

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