CN117823449B - 一种含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风机技术领域，特别涉及一种含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统。该含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统具体包括：包括：密封体、内层密封组件和外层密封组件，内层密封组件、及外层密封组件分别位于密封体两端；内层密封组件包括第一密封圈，第一密封圈夹设于机壳侧板与密封体之间，第一密封圈套设旋转轴；外层密封组件包括楔形密封环、弹性件和压盖，楔形密封环套设旋转轴，楔形密封环的外斜面与密封体顶抵配合，压盖与密封体可拆卸连接，弹性件分别顶抵楔形密封环、及压盖；密封体包括泄压室，泄压室位于第一密封圈与楔形密封圈之间。本发明具有防止焦油沿着旋转轴发生泄漏的优点。

Description

一种含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统

技术领域

本发明涉及引风机技术领域，特别涉及一种含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统。

背景技术

生物质属于能量密度相对集中的可再生能源，与其他能源相比，更适于工业的集中利用。生物质气化燃烧技术是将生物质先气化生成气化气，然后气化气再燃烧的工艺。

针对于目前气化炉锅炉系统使用的引风机，气化炉系统采用生物质燃料通常是木材、秸秆、废弃农作物以及一些可燃性有机物，气化炉系统将这些生物质转化为可燃气体，供给锅炉燃烧使用。这一系统在产生燃气的同时，还伴随有烟气和焦油的产生，燃气、烟气和焦油的混合气体由引风机来输送。这就涉及引风机的密封问题，特别在引风机旋转轴密封这里，由于焦油的特殊性，现有的密封条件无法做到0泄漏，总是有一些混合气体泄漏出来，特别是焦油，具有很强的刺激性气味，同时泄漏在引风机表面，很容易沾染灰尘和杂物，对环境造成污染。

因此，针对现有技术的不足提供一种含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统，该装置具有解决焦油沿着旋转轴发生泄漏，造成环境污染的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含焦油工况的引风机密封结构，所述密封结构贴设于机壳侧板，所述密封结构套设于旋转轴，包括：密封体、内层密封组件和外层密封组件，所述内层密封组件、及所述外层密封组件分别位于所述密封体两端；

所述内层密封组件包括第一密封圈，所述第一密封圈夹设于机壳侧板与所述密封体之间，所述第一密封圈套设所述旋转轴；

所述外层密封组件包括楔形密封环、弹性件和压盖，所述楔形密封环套设所述旋转轴，所述楔形密封环的外斜面与所述密封体顶抵配合，所述压盖与所述密封体可拆卸连接，所述弹性件分别顶抵所述楔形密封环、及所述压盖；

所述密封体包括泄压室，所述泄压室位于所述第一密封圈与所述楔形密封圈之间。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述密封体还包括导流接口，所述导流接口位于所述泄压室底部。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述密封体还包括内通孔，所述内通孔位于第一密封圈与所述泄压室之间；

所述内通孔直径大于旋转轴直径。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述密封体还包括外通孔，所述楔形密封圈位于所述外通孔内，所述外通孔内壁与所述楔形密封环外斜面相适配；

所述外通孔直径大于旋转轴直径。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述内层密封组件还包括第二密封圈，所述第二密封圈夹设机壳侧板与所述密封体之间，所述第二密封圈位于所述第一密封圈的外围。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述外层密封组件还包括第三密封圈，所述第三密封圈夹设于所述外通孔内壁与所述楔形密封环外斜面之间。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述第一密封圈为齿梳密封圈，所述齿梳密封圈、所述楔形密封环内周壁均包括若干密封齿，若干所述密封齿沿着旋转轴的轴向并排设置，所述密封齿与旋转轴过盈配合，所述密封齿自身旋转后与旋转轴磨合形成密封间隙，混合气体在若干层所述密封间隙之间逐级减速和逐级泄压。

一种引风机的焦油治理系统，适用于上述的含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统，包括风机机壳和集油组件，所述风机机壳与所述集油组件连通；

所述风机机壳设有进气口；

所述集油组件包括集油箱、第一管路和第二管路，所述第一管路连通所述密封结构与所述集油箱，所述第二管路连通所述进气口与所述集油箱

作为本发明技术方案的进一步改进，所述第二管路绕设于所述风机机壳，所述第二管路呈拱形设置；

所述第二管路包括与集油箱连通的进气管、与所述进气口连通的出气管和连接进气管与出气管的回流管，回流管呈拱形。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述集油箱包括观察窗，所述观察窗处设有油位警戒线。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的含焦油工况的引风机密封结构中，在密封件内侧设置第一密封圈，在密封件外侧设置楔形密封环，第一密封圈和楔形密封环分别套设旋转轴，在第一密封圈与楔形密封圈之间设有泄压室，第一密封圈用于阻挡大部分的混合气体，少量混合气体进入泄压室，少量混合气体中含有的雾状焦油在泄压室内同烟气一同析出，此时，泄压室内的压力低于外部压力；楔形密封环的外斜面与密封体顶抵配合，弹性件分别抵接楔形密封环和压盖，弹性件对楔形密封环提供轴线推力，楔形密封环在弹性件的压力下，沿外斜面产生一个向轴心的力，使得楔形密封环与旋转轴抱得更紧，提供更大的间隙补偿，增强密封力，进一步防止焦油泄漏。本含焦油工况的引风机密封结构，具有防止焦油沿着旋转轴发生泄漏的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：

图1是本发明引风机的焦油治理系统中手动模式的结构示意图；

图2是本发明引风机的焦油治理系统中自动模式的结构示意图；

图3是本发明含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统的结构示意图；

图4是本发明含焦油工况的引风机密封结构的剖面结构示意图。

图中：

1、风机机壳；11、机壳侧板；12、进气口；

2、密封体；21、泄压室；22、导流接口；23、内通孔；24、外通孔；

3、内层密封组件；31、第一密封圈；32、第二密封圈；

4、外层密封组件；41、楔形密封环；42、弹性件；43、压盖；44、第二密封圈；

5、旋转轴；

6、密封齿；

7、集油组件；71、集油箱；72、第一管路；73、第二管路；74、进气管；75、出气管；76、回流管；77、观察窗；78、油位警戒线；

81、第一球阀；82、第二球阀；83、第三球阀。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

参照图1至图4，一种含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统，包括：密封体2、内层密封组件3和外层密封组件4；

在一个实施例中，参照图2-图3所示，密封结构贴设于机壳侧板11，密封结构套设于旋转轴5，内层密封组件3、及外层密封组件4分别位于密封体2两端；内层密封组件3包括第一密封圈31，第一密封圈31夹设于机壳侧板11与密封体2之间，第一密封圈31套设旋转轴5；外层密封组件4包括楔形密封环41、弹性件42和压盖43，楔形密封环41套设旋转轴5，楔形密封环41的外斜面与密封体2顶抵配合，压盖43与密封体2可拆卸连接，弹性件42分别顶抵楔形密封环41、及压盖43；密封体2包括泄压室21，泄压室21位于第一密封圈31与楔形密封圈之间。

其中，在密封件内侧设置第一密封圈31，在密封件外侧设置楔形密封环41，第一密封圈31和楔形密封环41分别套设旋转轴5，在第一密封圈31与楔形密封圈之间设有泄压室21，第一密封圈31用于阻挡大部分的混合气体，少量混合气体进入泄压室21，少量混合气体中含有的雾状焦油在泄压室21内同烟气一同析出，此时，泄压室21内的压力低于外部压力；楔形密封环41的外斜面与密封体2顶抵配合，弹性件42分别抵接楔形密封环41和压盖43，弹性件42对楔形密封环41提供轴线推力，楔形密封环41在弹性件42的压力下，沿外斜面产生一个向轴心的力，使得楔形密封环41与旋转轴5抱得更紧，提供更大的间隙补偿，增强密封力，进一步防止焦油泄漏。本含焦油工况的引风机密封结构，具有防止焦油沿着旋转轴5发生泄漏的特点。

在一个实施例中，弹性件42为波纹弹簧。由于波形弹簧的存在，波纹弹簧能够持久地为楔形密封环41提供压力，可以使得楔形密封环41长时间免于维护和调整，降低维护和保养的频率。由于混合气体的压力经内层密封在泄压室21内已经泄掉了，并在回流负压的作用下，密封体2内部的压力已经低于外部，烟气和焦油没有能力突破楔形密封环41的阻挡，因此，不会出现外部泄漏的问题。波形弹簧的引入，保证了轴向推力的持续性，自动补偿性更好，减少了人为调整和维护频率。

在一个实施例中，密封体2还包括导流接口22，导流接口22位于泄压室21底部，导流口外接第一管路72，泄压室21内的混合气体中的部分雾状焦油会沿泄压室21的内壁面析出，形成焦油液体在泄压室21底部沉积，并在重力和负压的作用下，同烟气一起流向第一管路72。

在一个实施例中，密封体2还包括内通孔23，内通孔23位于第一密封圈31与泄压室21之间；内通孔23直径大于旋转轴5直径。密封体2还包括外通孔24，楔形密封圈位于外通孔24内，外通孔24内壁与楔形密封环41外斜面相适配；外通孔24直径大于旋转轴5直径。优选地，外通孔24呈锥体状，外通孔24靠近泄压室21一端的开口较小，外通孔24与楔形密封环41相适配，在轴向推力和锥面的共同作用下，可以产生更大的径向力，实现密封环内圈和主轴更好的贴合。

在一个实施例中，内层密封组件3还包括第二密封圈44，第二密封圈44夹设机壳侧板11与密封体2之间，第二密封圈44位于第一密封圈31的外围；第二密封圈44用于隔绝混合气体从机壳侧板11与密封体2之间的缝隙流出。

在一个实施例中，外层密封组件4还包括第三密封圈，第三密封圈夹设于外通孔24内壁与楔形密封环41外斜面之间，第三密封圈用于隔绝混合气体从外通孔24内壁与楔形密封环41外斜面之间的缝隙流出。楔形密封环41和外通孔24内壁间采用第三密封圈密封，避免了锥面配合不严密带来的密封问题。

优选地，第一密封圈31为齿梳密封圈，第二密封圈44和第三密封圈均为O型密封圈。

在一个实施例中，齿梳密封圈、楔形密封环41内周壁均包括若干密封齿6，若干密封齿6沿着旋转轴5的轴向并排设置，密封齿6与旋转轴5过盈配合，密封齿6自身旋转后与旋转轴5磨合形成密封间隙，混合气体在若干层密封间隙之间逐级减速和逐级泄压。

一种引风机的焦油治理系统，适用于上述的含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统，该焦油治理系统包括风机机壳1和集油组件7，风机机壳1与集油组件7连通；风机机壳1设有进气口12，由于风机机壳1的进口压力为负压，这就使得整个管路内的压力均为负压环境，负压是整个回流系统的驱动力。；集油组件7包括集油箱71、第一管路72和第二管路73，第一管路72连通密封结构与集油箱71，第二管路73连通进气口12与集油箱71。

在一个实施例中，第二管路73绕设于风机机壳1，第二管路73呈拱形设置；第二管路73包括与集油箱71连通的进气管74、与进气口12连通的出气管75和连接进气管74与出气管75的回流管76，回流管76位于第二管路73的顶端，回流管76呈拱形状，方便向两侧流动，避免了焦油停滞和聚集。混合气体中的焦油和烟气在负压和重力的驱动下，在进气管74中的混合气体，烟气上行、焦油下行，液态的焦油滴落回集油箱71的底部，烟气则引向箱体顶部的回流管76，在出气管75中的混合气体，烟气和焦油均下行，回到进气口12。机壳上部的回流管76可以使得沿管壁析出的焦油均向下流动，小部分流回风机的进口，大部分流回集油箱71内，完成回收工作。

在一个实施例中，集油箱71的前面包括观察窗77，以完全密封的方式镶嵌在集油箱71箱体前面板上，观察窗77表面刻有油位警戒线78，观察、警戒以及对焦油箱的清理和保养，均可通过观察窗77来进行。

在一个实施例中，集油箱71底部设有排油接口，集油箱71顶板设有抗凝剂加入口。抗凝剂的加入是为了减缓和消除焦油的凝结，避免焦油凝结沉积在壁面和堵塞管路。

在一个实施例中，集油组件7还包括第一球阀81、第二球阀82和第三球阀83，第一球阀81位于集油箱71与进气管74的连接处，第一球阀81控制第二管路73的开闭，第二球阀82控制排油接口的开闭，第三球阀83控制抗凝剂加入口的开闭。

在一个实施例中，焦油的回收方式包括手动回收和自动回收；

处于手动回收状态时：参照图1所示，通过观察集油箱71内的焦油，当焦油接近油位警戒线78位置后，手动打开第二球阀82，关闭第一球阀81，把集油箱71内的焦油引出到另外的容器中，转移到处理池。操作完成之后，关闭第二球阀82，打开第一球阀81，系统重新回到工作状态，如此反复。关闭第一球阀81的目的是避免系统吸入大量的空气。

处于自动回收状态时：参照图2所示，集油箱71内设有液位控制器，排油接口和焦油液面要保持足够的高度L，让液位产生的静压强大于风机机壳1内的进气口12负压，保证风机在工作的过程中，防止外部空气通过排油接口吸入集油箱71内，带来爆炸的风险，同时也使烟气有个良好的负压循环环境。通过调整第二球阀82的流速，使集油箱71内焦的进出达到平衡，第一球阀81和第二球阀82总是处于打开的状态，焦油通过排油接口自动地源源不断的流向处理池，可以长期保持稳定运行，不需要人为过多的介入。当焦油超过油位警戒线78时，液位控制器自动控制第一球阀81和第二球阀82的打开和关闭，同时也可以对第一球阀81和第二球阀82的流量做出调整，让油位始终保持在警戒线内。

本发明所述的含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种含焦油工况的引风机密封结构，所述密封结构贴设于机壳侧板，所述密封结构套设于旋转轴，其特征在于，包括：密封体、内层密封组件和外层密封组件，所述内层密封组件、及所述外层密封组件分别位于所述密封体两端；

所述内层密封组件包括第一密封圈，所述第一密封圈夹设于机壳侧板与所述密封体之间，所述第一密封圈套设所述旋转轴；

所述外层密封组件包括楔形密封环、弹性件和压盖，所述楔形密封环套设所述旋转轴，所述楔形密封环的外斜面与所述密封体顶抵配合，所述压盖与所述密封体可拆卸连接，所述弹性件分别顶抵所述楔形密封环、及所述压盖；

所述密封体包括泄压室，所述泄压室位于所述第一密封圈与所述楔形密封圈之间。

2.根据权利要求1所述的一种含焦油工况的引风机密封结构，其特征在于，所述密封体还包括导流接口，所述导流接口位于所述泄压室底部。

3.根据权利要求2所述的一种含焦油工况的引风机密封结构，其特征在于，所述密封体还包括内通孔，所述内通孔位于第一密封圈与所述泄压室之间；

所述内通孔直径大于旋转轴直径。

4.根据权利要求3所述的一种含焦油工况的引风机密封结构，其特征在于，所述密封体还包括外通孔，所述楔形密封圈位于所述外通孔内，所述外通孔内壁与所述楔形密封环外斜面相适配；

所述外通孔直径大于旋转轴直径。

5.根据权利要求4所述的一种含焦油工况的引风机密封结构，其特征在于，所述内层密封组件还包括第二密封圈，所述第二密封圈夹设机壳侧板与所述密封体之间，所述第二密封圈位于所述第一密封圈的外围。

6.根据权利要求4所述的一种含焦油工况的引风机密封结构，其特征在于，所述外层密封组件还包括第三密封圈，所述第三密封圈夹设于所述外通孔内壁与所述楔形密封环外斜面之间。

7.根据权利要求3所述的一种含焦油工况的引风机密封结构，其特征在于，所述第一密封圈为齿梳密封圈，所述齿梳密封圈、所述楔形密封环内周壁均包括若干密封齿，若干所述密封齿沿着旋转轴的轴向并排设置，所述密封齿与旋转轴过盈配合，所述密封齿自身旋转后与旋转轴磨合形成密封间隙，混合气体在若干层所述密封间隙之间逐级减速和逐级泄压。

8.一种引风机的焦油治理系统，适用于权利要求1-7中任一项所述的含焦油工况的引风机密封结构及其治理系统，其特征在于，包括风机机壳和集油组件，所述风机机壳与所述集油组件连通；

所述风机机壳设有进气口；

所述集油组件包括集油箱、第一管路和第二管路，所述第一管路连通所述密封结构与所述集油箱，所述第二管路连通所述进气口与所述集油箱。

9.根据权利要求8所述的一种引风机的焦油治理系统，其特征在于，所述第二管路绕设于所述风机机壳，所述第二管路呈拱形设置；

所述第二管路包括与集油箱连通的进气管、与所述进气口连通的出气管和连接进气管与出气管的回流管，回流管呈拱形。

10.根据权利要求8所述的一种引风机的焦油治理系统，其特征在于，所述集油箱包括观察窗，所述观察窗处设有油位警戒线。