CN202371173U - 烟气罩动密封装置及具有该烟气罩动密封装置的环冷机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种烟气罩动密封装置，包括内环形液槽、外环形液槽、内插板和外插板；内环形液槽设置于台车内侧栏板内侧的异形梁臂上，外环形液槽设置于台车外侧栏板外侧的异形梁臂上，内插板与烟气罩的内侧板固定连接，其下沿置于内环形液槽的液面以下且与内环形液槽的槽底之间具有间隙；外插板与烟气罩的外侧壁固定连接，其下沿置于外环形液槽的液面以下且与外环形液槽的槽底之间具有间隙。本方案可大大降低烟气罩动密封装置的检修频率，一方面减少了设备维护成本，同时还可相应减少检修时间，提高了整机运行效率，为环冷机正常运行及余热采集提供了可靠的保障。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该烟气罩动密封装置的环冷机。

Description

烟气罩动密封装置及具有该烟气罩动密封装置的环冷机

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶炼领域，特别涉及一种烟气罩动密封装置及具有该烟气罩动密封装置的环冷机。

背景技术

在钢铁冶炼工艺过程中，环冷机设置于烧结工序和矿料入炉工序之间，用于冷却烧结的矿料。环冷机的整体呈圆环状，烧结完成后的矿料通过环冷机台车在环冷机中运行一周，进而完成矿料的冷却。

众所周知，在矿料冷却过程中所排放的热烟气包含有大量的余热，约占总能耗热能的49％，回收和利用这些余热，显得极为重要；若热烟气直接排放至大气中，不仅造成大气的污染，还大大浪费了能源。为此，部分钢铁企业回收高温区的热烟气，并利用高温烟气的热能进行发电、烧水。

现有技术的烟气罩设置在环冷机台车之上，其内腔形成排烟道以收集从环冷机台车上排放的热烟气。请参见图1和图2，图1是烟气罩的俯视图，图2为热烟气段I门形烟气罩的任意位置的径向剖面图，由于相应结构在径向剖面内大致为对称设置，故图2中仅示出外侧局部结构。

如图所示，烟气罩大致分为热烟气段I、冷烟气段II、卸矿段III和给矿段IV，现有技术中将烟气罩热烟气段I内的高温烟气加以回收利用(余热发电)。由于烟气罩固定静止，而环冷机随回转系统运动，于是在图2示A区域形成一个相对运动的界面。当余热回收系统工作时，在循环风机的作用下，烟气罩内会形成微负压，或微正压，导致外界的冷空气从A处吸入，使烟气温度降低，或导致烟气罩内的热烟气逸出，使可回收利用的烟气量减少，对余热回收系统产生不利影响，降低发电量。因此，必须使烟气罩内烟气与外环境之间处于隔绝状态。

为此，现有技术大多采用两种方式实现，一是在图2所示的A处的台车栏板2顶面及异形梁栏板柱3上面焊装环形液槽1与设置在烟气罩4侧壁上的插板5形成液密封，如图3所示；另一是在烟气罩4的侧壁底部装配橡胶板与台车栏板2上沿形成软接触式密封。

然而，由于环冷机作业工况的特殊性，上述方案在实际应用中存在明显的不足：

其一，现有技术环形液槽所处位置受到高温烟气的炙烤，且一个台车回转周期内的热循环温差也相当大，据检测，卸矿时温度大约为150°，而受矿后初期的该位置处温度可达400°以上；特别是环冷机停机检修后再生产，温差幅度为由室温变至400°以上。环冷机台车基于如此大的温差发生热胀冷缩的变形，极易导致液槽1损坏而无法可靠地实现盛液密封的基本功能。

其二，若采用软接触式密封，则需要高成本的耐高温橡胶材料，而由于环冷机在运行中存在允许范围内的径向偏移，使得橡胶密封板磨损较块，更换量大，维护成本较高。

有鉴于此，亟待针对现有烟气罩的动密封进行优化设计，以实现烟气罩的可靠密封，有效降低其运行维护成本。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种结构改进的烟气罩动密封装置，能够在可靠提高其密封效果的基础上，降低其运行维护成本。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该烟气罩动密封装置的环冷机。

本实用新型提供的烟气罩动密封装置，包括内环形液槽、外环形液槽、内插板和外插板；所述内环形液槽设置于台车内侧栏板内侧的异形梁臂上，所述外环形液槽设置于台车外侧栏板外侧的异形梁臂上，所述内插板与所述烟气罩的内侧板固定连接，其下沿置于所述内环形液槽的液面以下且与所述内环形液槽的槽底之间具有间隙；所述外插板与所述烟气罩的外侧壁固定连接，其下沿置于所述外环形液槽的液面以下且与所述外环形液槽的槽底之间具有间隙。

优选地，所述台车内侧栏板与内环形液槽之间设置有第一内侧弹性密封件，所述台车外侧栏板与外环形液槽之间设置有第一外侧弹性密封件；且所述第一内侧弹性密封件和第一外侧弹性密封件均沿相应环形液槽周向设置。

优选地，所述第一内侧弹性密封件固定设置在所述内环形液槽上，且其伸出端与所述台车内侧栏板相抵；所述第一外侧弹性密封件固定设置在所述外环形液槽上，且其伸出端与所述台车外侧栏板相抵。

优选地，还包括：

两个第二内侧弹性密封件，分别设置在所述烟气罩的内侧壁的周向端部外沿与所述内侧栏板之间；

两个第二外侧弹性密封件，分别设置在所述烟气罩的外侧壁的周向端部外沿与所述外侧栏板之间；和

两个刮料板，分别铰接在所述烟气罩的顶板的周向端部外沿；且所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件均沿相应侧壁周向端部外沿的长度方向设置，所述刮料板沿顶板周向端部外沿的长度方向设置

优选地，所述第二内侧弹性密封件与所述内侧壁的周向端部外沿铰接，且其伸出端与所述内侧栏板相抵；所述第二外侧弹性密封件与所述外侧壁的周向端部外沿铰接，且其伸出端与所述外侧栏板相抵。

优选地，所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件均为条状橡胶板，且所述条状橡胶板均固定设置在与相应侧壁周向端部外沿铰接的连接板上。

优选地，还包括与每个所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件相应设置的密封件复位机构，每个密封件复位机构均设置在所述烟气罩内；所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件绕其相应侧壁的周向端部外沿转动后，所述密封件复位机构可提供相应弹性密封件回复至沿环冷机的径向设置的复位力。

优选地，所述密封件复位机构包括：

定滑轮组，固定设置在所述烟气罩的内壁上；

柔性连接部件，其一端与所述连接板固定连接，其另一端绕过所述定滑轮组的轮槽后向下伸出；

配重部件，与所述柔性连接部件的向下伸出端固定连接。

优选地，所述定滑轮组的第一滑轮与所述柔性连接部件的一端等高水平设置，所述定滑轮组的第二滑轮竖直设置。

优选地，还包括与每个密封件复位机构对应设置的限位部件，所述限位部件固定设置在所述烟气罩的侧壁上，且与沿环冷机的径向设置的所述连接板相抵。

本实用新型提供的环冷机，包括用于烟气罩与台车内、外侧栏板之间的如前所述的烟气罩动密封装置。

本实用新型针对烟气罩动密封装置的液槽设置位置进行了调整改进，将内、外环形液槽均直接设置在异形梁臂上。由于异形梁臂所处区域为常温区，因此可避免出现工作过程中温差变化大而导致液槽变形幅度大的缺陷，从而完全规避了液槽受热胀冷缩影响甚至是产生热应力开裂的问题。此外，由于液槽与台车栏板之间无直接连接关系，环冷机整圈所有的异形梁与回转框架组装并焊接呈一个整体，每个异形梁的相对位置固定不变，进一步降低了液槽变形损坏的可能性。与现有技术相比，本方案可大大降低烟气罩动密封装置的检修频率，一方面减少了设备维护成本，同时还可相应减少检修时间，提高了整机运行效率，为环冷机正常运行及余热采集提供了可靠的保障。

在本实用新型的优选方案中，在台车栏板与环形液槽之间分别设置有第一内侧弹性密封件和第一外侧弹性密封件，两者均沿着相应环形液槽的周向设置，以建立台车与液槽之间空隙处的密封，使得烟气罩的热气与台车栏板下部的外界空气隔绝，可进一步提高余热利用率。基于其设置在常温区域的特点，相应的弹性密封件均使用普通橡胶材质即可，方案经济可行。

在本实用新型的另一优选方案中，两个第二内侧弹性密封件分别设置在所述烟气罩的内侧壁的周向端部外沿与所述内侧栏板之间；两个第二外侧弹性密封件分别设置在所述烟气罩的外侧壁的周向端部外沿与所述外侧栏板之间；两个刮料板分别铰接在烟气罩的顶板的周向端部外沿，且各弹性密封件均沿着相应烟气罩结构的外沿设置。如此设置，在烟气罩的周向端部也建立起烟气罩与其内侧结构之间的相对密封关系，更进一步提高了余热利用率。

附图说明

图1是现有烟气罩的俯视图；

图2是图1中所示热烟气段I门形罩的外侧局部径向剖面图；

图3是现有烟气罩液密封的示意图；

图4是具体实施方式所述烟气罩动密封装置的装配关系径向剖视图；

图5是图4中所示烟气罩动密封装置周向端部的A向局部视图，该图为烟气罩出口端的局部视图；

图6是具体实施方式中所述烟气罩动密封装置的入口端局部视图。

图4-图6中：

外环形液槽41、外插板42、台车外侧栏板43、栏板柱431、栏板432、异形梁臂44、烟气罩45、外侧壁451、顶板452、装配结构453、第一外侧弹性密封件46、第二外侧弹性密封件47、连接板48、刮料板49、定滑轮组51、第一滑轮511、第二滑轮512、柔性连接部件52、配重部件53、限位部件54。

具体实施方式

本实用新型的核心是针对动密封进行优化设计，以实现烟气罩的可靠密封，有效降低其运行维护成本。不失一般性，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

本文中所涉及的内、外等方位词是以环冷机中心作为基准定义的，径向、周向等方位词，是以冷机中心向外辐射的圆周为基准定义的。应当理解，所述内、外等方位词的使用并不限定本申请请求保护的范围。

除烟气罩动密封装置之外，本实用新型所述环冷机的主体构成及连接关系与现有技术完全相同。例如，环冷机的烟气罩吊装在环冷机的支架上，整体呈与环冷机同心设置的圆环状，其中主体构成可参见图1和图2所示。

需要说明的是，该环冷机的送风系统、烟气罩及台车等主要功能部件的结构及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。以下详细说明烟气罩动密封装置的具体结构。

请参见图4，该图示出了本实施方式所述烟气罩动密封装置的装配关系径向剖面图，形成该图的剖切位置相当于图1中所示C-C剖切符号所示位置。由于相应结构在径向截面内大致为对称设置，故图4中所示为位于外侧的局部结构。

该烟气罩动密封装置包括内环形液槽(图中未示出)、外环形液槽41、内插板(图中未示出)和外插板42形成的第一组密封。如图4所示，外环形液槽41设置于台车外侧栏板43外侧的异形梁臂44上，外插板42与烟气罩45的外侧壁451固定连接，其下沿置于外环形液槽41的液面以下且与外环形液槽41的槽底之间具有间隙；同样地，内环形液槽设置于台车内侧栏板内侧的异形梁臂上；内插板与所述烟气罩的内侧板固定连接，其下沿置于所述内环形液槽的液面以下且与所述内环形液槽的槽底之间具有间隙。由于异形梁臂所处区域为常温区，因此可避免出现工作过程中温差变化大而导致液槽变形幅度大的缺陷，从而完全规避了液槽受热胀冷缩影响甚至是产生热应力开裂的问题。此外，由于液槽与台车栏板之间无直接连接关系，环冷机整圈所有的异形梁与回转框架组装并焊接呈一个整体，每个异形梁的相对位置固定不变，进一步降低了液槽变形损坏的可能性。

应当理解，外插板42和内插板与烟气罩45的外侧壁451和内侧板之间可以采用焊接或者采用螺纹紧固件实现两者之间的固定连接。由于采用螺纹紧固件配合实现两者之间的可拆卸固定连接，一方面可便于安装施工时的调整；另外在停机检修时，拆下插板便于进行液槽的维护，因此为最优方案。当然，第一组密封也可以采用软接触式等其他动密封形式实现。

进一步地如图4所示，在台车栏板与液槽之间可以增加第二组密封。具体地，台车外侧栏板43与外环形液槽41之间设置有第一外侧弹性密封件46，该第一外侧弹性密封件46沿外环形液槽41的长度方向设置，使烟气罩45的热气与台车栏板下部的外界空气隔绝。图中所示，外环形液槽41的内侧槽壁折弯后形成支撑，以固定安装第一外侧弹性密封件46；当然，该第一外侧弹性密封件46可以根据需要设置在外环形液槽41上，其伸出端与台车外侧栏板43相抵，形成两者之间的预压缩确保密封可靠性。同样，台车内侧栏板与内环形液槽之间设置有第一内侧弹性密封件(图中未示出)，且第一内侧弹性密封件也沿相应内环形液槽周向设置，其密封原理及具体实现方式与第一外侧弹性密封件46完全相同，故不再赘述。

当然，为进一步提高烟气罩45动密封的整体密封效果，还需要进一步针对烟气罩45的周向端部作进一步的优化设计。具体请参见图5和图6，其中，图5为图4中所示烟气罩动密封装置周向端部的A向局部视图，该局部位置亦即相当于图1中D部所示区域，相应地，图6为图1中所示E部所示区域。即，烟气罩45外侧壁451的周向端部密封。

结合图5所示，在烟气罩45的周向形成有第三组密封和第四组密封。

其中，第三组密封由两个第二内侧弹性密封件和两个第二外侧弹性密封件47构成，其中，两个第二外侧弹性密封件47分别设置在烟气罩45的外侧壁451的周向端部外沿与外侧栏板43之间(图中仅示出一侧周向端部)，且第二外侧弹性密封件47沿相应侧壁(外侧壁451)周向端部外沿的长度方向设置，以形成周向端部两外侧空隙的可靠密封。当然，由于外侧栏板43由间隔设置的栏板柱431和相邻栏板柱431之间的栏板432构成，栏板柱431径向突出于栏板432，为适应工作过程中与第二外侧弹性密封件47伸出端所配合结构的径向尺寸变化，该第二外侧弹性密封件47可以与外侧壁451的周向端部外沿铰接，且其伸出端与内侧栏板43相抵；这样，当径向突出的栏板柱431转动至第二外侧弹性密封件47所处位置时，可推动其绕其与外侧壁451之间的铰点转动，当栏板柱431转动离开后，该第二外侧弹性密封件47可再回复至原始位置，从而在配合结构的径向尺寸变化的基础上，仍然可以获得良好的密封结果。

当然，第二外侧弹性密封件47与外侧壁451之间的铰接关系可以采用不同的方式：第二外侧弹性密封件47与外侧壁451直接铰接；或者，如图中所示，将第二外侧弹性密封件47设置为条状橡胶板，并将该条状橡胶板固定设置在与外侧壁451周向端部外沿铰接的连接板48上，即两者之间间接铰接，一方面可减小高成本耐高温橡胶的使用量，另一方面，通过连接板48的支撑可以确保第二外侧弹性密封件47的良好姿态，提高密封效果。

同样地，两个第二内侧弹性密封件分别设置在所述烟气罩的内侧壁的周向端部外沿与所述内侧栏板之间；所述第二内侧弹性密封件也沿相应侧壁(烟气罩45的内侧壁)周向端部外沿的长度方向设置，以形成周向端部两内侧空隙的可靠密封。与第二外侧弹性密封件47的具体实现方式相同，比如，第二内侧弹性密封件与所述内侧壁的周向端部外沿铰接，且其伸出端与所述内侧栏板相抵；同时，所述第二内侧弹性密封件也可以为条状橡胶板，固定设置在与相应侧壁周向端部外沿铰接的连接板上。具体请一并参见第二外侧弹性密封件47的详细说明，此处不再赘述。

其中，第四组密封由两个刮料板49构成。两个刮料板49分别铰接在烟气罩45的顶板452的周向端部外沿(图中仅示出一侧)，且刮料板49沿顶板452周向端部外沿的长度方向设置，以形成周向端部上方空隙的可靠密封。

另外，前述铰接的第三组密封在栏板柱431转过后的快速复位是进一步提高其密封效果的有效保障。由此可以设置与第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件47相应设置的密封件复位机构，每个密封件复位机构均设置在烟气罩45内；当第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件47绕其相应侧壁的周向端部外沿转动后，该密封件复位机构可提供相应弹性密封件回复至沿环冷机的径向设置的复位力。如此设计，可较好的适应台车在运行过程中与其配合结构的径向位置偏移，不至于使得密封件过早损坏失效。此外，基于上述第三组密封的实现方式，与其配合的栏板柱431和栏板432可以基于现有技术进行改进，例如，栏板柱431径向剖视由梯形改成方形，即去掉斜面；栏板432在原先的筋板格子蒙焊上一块平钢板，成为双层板结构。

具体如图5所示，该密封件复位机构主要由定滑轮组51、柔性连接部件52和配重部件53三个部分构成。在烟气罩动密封装置的出口端外侧，定滑轮组51固定设置在烟气罩45的内壁上；柔性连接部件52的一端与连接板48固定连接，其另一端绕过定滑轮组51的轮槽后向下伸出后与配重部件53固定连接。其中，定滑轮组51对柔性连接部件52起到一个导向且改变配重部件53重力作用方向的作用，从而在栏板柱431转过后在配重部件53的牵引下绕其与外侧壁451的铰点反向旋转即可回复至初始工作位置。

显然，对于设置在烟气罩密封装置入口端外侧的密封件复位机构来说，具体复位原理与图5中所示出口端外侧的密封件复位机构相同，如图6所示，区别在于入口端外侧的定滑轮组51设置在外侧壁451延伸的装配结构453上。特别说明的是，为清楚示出两处密封件复位机构的共同点，图5和图6中相同功能的构件采用相应的标记进行标示。

其中，图5所示的定滑轮组51采用了两个定滑轮：第一滑轮511与柔性连接部件52的与外侧壁451的连接一端等高水平设置，第二滑轮512竖直设置，从而准确地在配重部件53竖直向下的作用下通过柔性连接部件52转换为带动连接板48转动的水平方向的作用力，以确保第二组密封的密封效果。具有结构简单、工作可靠的特点。

其中，柔性连接部件52可以根据需要选择标准钢丝绳，配重部件53可以采用实心铁块，或者内部装有沙粒、石子的箱形结构。

需要说明的是，密封件复位机构可以采用不同的结构实现，例如，采用弹簧形式或者电气控制等形式，只要能够提供第二组密封转动后快速复位的需要均在本申请请求保护的范围内。

另外，与每个密封件复位机构对应设置有限位部件54，如图5所示，限位部件54固定设置在烟气罩45的侧壁(外侧壁451)上，且与沿环冷机的径向设置(初始工作位置)的连接板48相抵。同样，对于设置在烟气罩密封装置入口端外侧的密封件复位机构来说，与其对应的限位部件54设置在外侧壁451延伸的装配结构453上。

本实用新型不仅可应用到钢铁冶炼领域的环冷机中，还可应用到其他领域的热能再利用系统中，例如，水泥生产，发电等领域。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.烟气罩动密封装置，其特征在于，包括：

内环形液槽，设置于台车内侧栏板内侧的异形梁臂上；

外环形液槽，设置于台车外侧栏板外侧的异形梁臂上；

内插板，与所述烟气罩的内侧板固定连接，其下沿置于所述内环形液槽的液面以下且与所述内环形液槽的槽底之间具有间隙；和

外插板，与所述烟气罩的外侧壁固定连接，其下沿置于所述外环形液槽的液面以下且与所述外环形液槽的槽底之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，所述台车内侧栏板与内环形液槽之间设置有第一内侧弹性密封件，所述台车外侧栏板与外环形液槽之间设置有第一外侧弹性密封件；且所述第一内侧弹性密封件和第一外侧弹性密封件均沿相应环形液槽周向设置。

3.根据权利要求2所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，所述第一内侧弹性密封件固定设置在所述内环形液槽上，且其伸出端与所述台车内侧栏板相抵；所述第一外侧弹性密封件固定设置在所述外环形液槽上，且其伸出端与所述台车外侧栏板相抵。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，还包括：

两个第二内侧弹性密封件，分别设置在所述烟气罩的内侧壁的周向端部外沿与所述内侧栏板之间；

两个第二外侧弹性密封件，分别设置在所述烟气罩的外侧壁的周向端部外沿与所述外侧栏板之间；和

两个刮料板，分别铰接在所述烟气罩的顶板的周向端部外沿；且

所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件均沿相应侧壁周向端部外沿的长度方向设置，所述刮料板沿顶板周向端部外沿的长度方向设置。

5.根据权利要求4所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，所述第二内侧弹性密封件与所述内侧壁的周向端部外沿铰接，且其伸出端与所述内侧栏板相抵；所述第二外侧弹性密封件与所述外侧壁的周向端部外沿铰接，且其伸出端与所述外侧栏板相抵。

6.根据权利要求5所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件均为条状橡胶板，且所述条状橡胶板均固定设置在与相应侧壁周向端部外沿铰接的连接板上。

7.根据权利要求6所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，还包括与每个所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件相应设置的密封件复位机构，每个密封件复位机构均设置在所述烟气罩内；所述第二内侧弹性密封件和第二外侧弹性密封件绕其相应侧壁的周向端部外沿转动后，所述密封件复位机构可提供相应弹性密封件回复至沿环冷机的径向设置的复位力。

8.根据权利要求7所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，所述密封件复位机构包括：

定滑轮组，固定设置在所述烟气罩的内壁上；

柔性连接部件，其一端与所述连接板固定连接，其另一端绕过所述定滑轮组的轮槽后向下伸出；

配重部件，与所述柔性连接部件的向下伸出端固定连接。

9.根据权利要求8所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，所述定滑轮组的第一滑轮与所述柔性连接部件的一端等高水平设置，所述定滑轮组的第二滑轮竖直设置。

10.根据权利要求7所述的烟气罩动密封装置，其特征在于，还包括与每个密封件复位机构对应设置的限位部件，所述限位部件固定设置在所述烟气罩的侧壁上，且与沿环冷机的径向设置的所述连接板相抵。

11.环冷机，包括用于烟气罩与台车内、外侧栏板之间的烟气罩动密封装置，其特征在于，所述烟气罩动密封装置如权利要求1至10中任一项所述。

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