CN205065758U - 密封条及具有该密封条的烟道蝶阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种密封条及具有该密封条的烟道蝶阀。所述密封条，其横截面呈之字型，包括：一上密封板，一下密封板，及中间板，其位于所述上下密封板之间并将二者连为一体。采用如上所述密封条的烟道蝶阀，所述密封条固定于阀座上，还包括方形限位块，其固定于所述密封条90°转角交界部位的阀座上；及密封块，其固定于所述密封条靠近轴侧的端部的阀座上。所述密封条具有超高回弹、弹力小、密封好、耐高温、耐腐蚀、寿命长的特点，用以解决现有技术密封效果差或设备本体变形大时无法保证密封的难题，可用于多种场合的密封。

Description

密封条及具有该密封条的烟道蝶阀

技术领域

本实用新型涉及机械密封领域，具体涉及一种密封条及具有该密封条的烟道蝶阀等设备。

背景技术

传统的橡胶等非金属密封材料存在着不耐高温或不耐腐蚀及老化等问题。用石棉布做密封虽然耐高温，但石棉布无弹性，当设备或密封面变形大时，密封不住，泄漏严重。

以烟道蝶阀(又称之为烟道挡板门)为例，参见JB/T8692-2013《烟道蝶阀》，从该标准中可知，其尺寸最大达到DN6000，使用温度最高达600℃。实际上，还有使用温度超过700℃的实例。我们深知：如此大型的设备，工件大时，机械加工和热处理都十分困难，自重和风压导致轴的挠度很大，制造有误差，焊接部位多，焊接产生许多变形，运输和安装亦产生变形，使用温度的变化进一步造成变形，关闭时，烟道内的气压还会造成轴和阀板的变形。这一切产生的总变形可达几毫米，甚至超过1厘米，这就难以保证烟道蝶阀的密封性。

申请号2009202718567公开的密封圈采用了非金属材料，该密封圈采用充气膨胀的方式使密封与阀板贴合，这种结构密封效果好，它的不足之处在于：1.非金属材料的使用温度受限。2.非金属材料存在老化问题。3.需要气源及空气进出的开关控制，这增加了制造成本。4.需控制风压，同此进一步增加了零部件，这进一步增加了成本，零部件的增加影响设备使用的可靠性。5.若风压大，需克服密封变形的力则大，由此需增加执行机构的扭矩，而扭矩的增加需进一步增加整体的强度，导致设备成本的增加。

现有的烟道挡板，大多依靠蝶板与阀座的直接接触形成密封，有的在蝶板或阀座上包覆耐高温并耐腐蚀的高温石棉布构成一种相对的软密封。前者在变形后产生泄漏，后者由于石棉布无弹性，亦会在变形后产生泄漏，尤其在轴较长时，会产生较大的挠度变形，致使蝶板与阀座之间产生较大的间隙。

另外，有的烟道蝶阀制造厂采用V形密封条，将V形密封条的一侧固定在蝶板上，另一侧压在阀座上，如图1所示，蝶板103随轴104旋转后直至V形密封条102压紧阀座101，从图中可见，V形密封条102上与阀座101是一种线接触，相接触的这2个相邻的平面之间有较大的夹角，这就相当于与阀座101相接触的密封条102在垂直于阀座101的方向上有一定的刚度。由此可知，现有的V形密封条由于密封条变形小，密封条与阀座是线接触，并且V形条与阀座之间有较大的夹角，相当于有较大的惯性矩，因此密封条很难变形，当阀座或蝶板变形稍大时，泄漏严重。另外这种V形密封条的二端漏气。当这种V形密封条用于带正压通风的双层蝶阀时，由于泄漏量大，从而需要更多的正压通风的风量，进而产生耗能大的弊端。另一个严重的后果是：如果由于泄漏量大而造成正压通风量不满足要求时，会使烟气倒灌，从而腐蚀现场其它设备，如鼓风机。

实际上，类似于烟道蝶阀这种机械设备的密封，人们希望密封的弹性好，即：弹性变形范围大，以满足设备变形大时仍能密封好，希望弹性系数小，以减小执行机构的扭矩并从而降低对设备整体强度的要求，以此降低成本。还希望耐腐蚀，耐高温，经久耐用，而这正是当今迫切需求的。至今，没有能很好满足上述要求的密封条。

申请号200820134639.9，名称为“电站锅炉顶炉顶组合密封装置”中提到锅炉炉顶漏风、漏灰是个普遍问题，为解决这个问题，他们采用了多层陶瓷纤维层、高温胶、钢网、塑料隔板等，结构复杂、成本高，即便如此，仍未彻底解决漏风、漏灰问题。

申请号200920158636.3，名称为“转炉活动烟罩柔性圈机械密封装置”中提到炉口上方的活动烟罩与固定烟道之间上、下相对位移或静止时，需保证良好的动静态密封，他们在解决这个问题时，采用了柔性圈、压下钢圈、多个密封块、钢丝绳等等，结构复杂、成本高、可靠性差、尺寸大时难以密封等问题。

申请号201420483700.6，名称为“一种用于锅炉吹灰器的墙箱密封装置”，是将二个环形密封环靠近并施加正压通风来实现密封的，二个密封环之间有点距离是为了避免振动危害炉体。这种结构漏风面积大，正压通风时耗能大。

申请号201420200775.9，名称为“一种锅炉吹灰器的密封装置”中公开的密封结构包括密封套筒、膨胀节、密封环、导向环、衬里填料，其结构复杂、成本高。

申请号201320867538.3，名称为“回转窑风道密封装置及具有该密封装置的多孔回转窑”中公开了一种漏斗形的密封件，采用橡胶制作，该密封件存在如下问题：1.采用橡胶材料，易老化、寿命短、不耐高温、对有些介质不耐腐蚀。2.磨损不均匀后漏风。3.不同的尺寸下均需开胎，胎具尺寸大，胎具种类多，开胎费用昴贵。4.若橡胶密封件的尺寸与罩体的尺寸不同，产生二个问题，若前者大于后者，装在一起后漏风，若前者小于后者，则难以装在一起。5.橡胶的回弹量有限，风道轴向、径向位移大，加之设备变形大时，难以实现良好的密封。

申请号201410449484.8，名称为“高温炉密封结构”中公开了包括石墨盘根、弹簧、导杆、支撑法兰、支撑板、压环、连接杆、固定板等等，结构复杂、成本高。文中还提到密封材料的耐高温和柔软性，而石墨盘根自身的弹性极小，当设备变形大时，难以保证密封。

从上述可见，许多设备的密封是当今的难题。

实用新型内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本实用新型旨在提供一种超高回弹、弹力小、密封好、耐高温、耐腐蚀、寿命长的一种密封条，以解决现有技术密封效果差或设备本体变形大时无法保证密封的难题。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种密封条，其横截面呈之字型，包括：

一上密封板，

一下密封板，及

中间板，其位于所述上下密封板之间并将二者连为一体。

其中一种密封条，所述中间板的一端连接于上密封板的尾端或首端，对应另一端则连接于下密封板相应的首端或尾端，所述连接均采用圆弧过渡连接。

另一种密封条，所述中间板为V型板或U型板，所述V型板或U型板在其折曲处为圆弧过渡；所述中间板的一端连接于上密封板的尾端或首端，对应另一端连接于下密封板相应的尾端或首端，所述连接均采用圆弧过渡连接。

还有一种密封条，所述中间板侧面呈波齿形或锯齿形，包括至少一左一右两个交错相邻的V型或U型波齿，所述中间板全部折曲处及中间板分别与所述上下密封板的连接处均采用圆弧过渡。所述密封条类似于手风琴风箱拉开一半左右后，从正面看的风箱形状。

上密封板或下密封板用紧固件固定在所使用的部位。上密封板或下密封板与其固定的接触面紧贴。

上文中所述密封板的首端或尾端是相对而言，指相对于所述密封条的截面图或左视图，所述上下密封板的左端为首端，则右端为尾端。

进一步的，所述中间板分别与上下密封板通过圆弧过渡连接形成上下两个V型结构、两个U型结构或一个V型并一个U型结构，在上的V型或U型结构的深度小于在下的V型或U型结构的深度。此处的“在上”“在下”，同所述密封条的上下密封板的位置是一致的。

所述上下密封板可以平行设置，也可作不平行设置。

或者，所述上下密封板与中间板的相邻边所形成的夹角可以不相等。

或者，所述的上密封板、下密封板、中间板的宽度不相等。

进一步的，所述的上下密封板之一及中间板沿其长轴方向呈下凹的弧形。

进一步的，所述上密封板或下密封板于其非连接端向外延伸出一段固定板，该段固定板与相接的密封板之间的夹角为γ，γ＝120°～180°。

将所述密封条用于烟道蝶阀时，所述固定板与阀座的固定可采用紧固件固定。此处，所述密封板的非连接端是相对于所述密封板与中间板之相邻边相连接的一端而言。

上述密封条可采用弹簧钢、304、316或316L的薄板折弯而成，或用胎具压制而成。

本实用新型同时公开了一种采用如上所述密封条的烟道蝶阀，所述密封条固定于阀座上，还包括：

密封块，其固定于所述密封条靠近轴侧的端部的阀座上，所述密封块是用一个内凹曲面代替长方体的一个立面的六面体，所述内凹曲面贴近轴侧面并与所述轴侧面相吻合，与所述内凹曲面相对的另侧表面抵于所述密封条的端面上；所述密封块的上下表面平行于阀座表面，密封块的高度不大于密封条密封状态下的高度；

限位块，其固定于相邻密封条交界部位；；所述限位块的上下表面平行于阀座表面，所述限位块的高度不大于所述密封条密封状态下的高度。

进一步的，所述限位块下方可设置有弹簧；所述限位块穿过阀座上相应的通孔座于所述弹簧上，所述弹簧与烟道蝶阀的壳体通过板子固定连接。

与现在技术相比，本实用新型的密封条超高回弹，在上下密封板间设置中间板，整体呈之字型，包括密封板及中间板的板宽26毫米、板厚0.3毫米时，在0.4米长、挠度5.9毫米的钢板上试验，实现了完全密封，实际上，挠度再大些，亦可实现弹性密封。当密封条的板宽为100毫米时，可对相对变形或挠度超过58毫米的密封面实现良好的密封。就金属密封材料而言，达到这么高的回弹是史无前例的。采用宽度26毫米的密封板密封时，所释加的压紧力仅为8公斤，即20公斤/米。随着密封条各板宽度的增加，可对变形更大的密封面实现良好的密封，同时，所释加的压紧力会相应减小。随着中间板数量的增加，其回弹量非常大。

由此，本实用新型的效果突出是显而易见的：

1.降低了对设备制造和整体刚度及运输、安装和使用变形(尤其是挠度)的要求。

2.免除了机械精密加工和防止变形的热处理等工序，每台可节省数万元，从而大大降低制造和使用成本。

3.由于该密封条超高回弹，故在一定变形范围内弹力小，由此对执行机构的扭矩要求小，从而可降低对设备整体强度的要求，这进一步降低了制造成本。

4.密封好，由此可降低风机的功耗，节电数万度/年，大幅节能。

5.耐高温，耐腐蚀，寿命长，制造简单，成本低廉。

所述密封条可用于多种场合的密封，由于其用量大，则其节能降耗、节约成本的效益更是极为显著。

附图说明

图1为现有的技术的一种V形密封结构示意图；

图2、图3为实施例1所述密封条的结构示意图，图3是图2的左视图；

图4为实施例2的结构示意图；

图5为实施例3的结构示意图；

图6为实施例4的结构示意图；

图7为实施例5的结构示意图；

图8、图9为实施例6的结构示意图；图9是图8的左视图；

图10为实施例7的结构示意图；

图11为实施例8的结构示意图；

图12为实施例9的结构示意图；

图13-15分别为实施例10-12的结构示意图；

图16为实施例13的结构示意图；

图17-20为将实施例14的结构示意图；

图21为将实施例15的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种密封条，如图2和图3所示，由上密封板5，下密封板7和将上、下密封板连在一起的中间板6组成。该密封条与待密封表面是面接触，弹性较好，密封效果远好于V形密封条。该密封条可整体采用弹簧钢、304、316或316L的薄板在折弯机上折后或开胎压制成型。上密封板5和下密封板7与中间板的相连之处采用圆弧过渡连接，用以提高抗疲劳性能。

实施例2

一种密封条，如图4所示，其与实施例1所不同处在于，其上下密封板作不平行设置，且上密封板5与中间板6之间的夹角大于下密封板7与中间板6之间的夹角，这种形状较之于实施例1的结构更利于提高密封性能。

实施例3

一种密封条，如图5所示，其是在实施例1的基础上，考虑当所述密封条所采用的板较薄时，不宜采取焊接固定，为便于固定，同时为了增加弹性范围，在下密封板7的非连接端延伸出一段固定板8，用于密封条的固定，即可用紧固件通过固定板将密封条固定在使用部位。固定板8与下密封板7之间的夹角γ为120°～180°。显然，在前述实施例2的基础上，亦可采用所述固定板8的结构。

实施例4

一种密封条，如图6所示，为了提高弹性范围，可将原平面的下密封板7沿其长轴方向弯成下凹的弧形，并或进一步设置固定板8，所述下密封板7与固定板8的所在平面在连接处平滑相切。

实施例5

一种密封条，其在实施例4的基础上，为了进一步提高弹性范围，将中间板6也沿其长轴方向弯成下凹的弧形，如图7所示。

实施例6

一种密封条，如图8和图9所示，包括一上密封板5，一下密封板7，及中间板，所述中间板为V型板，V型中间板的两个边分别为61、62，所述中间板的两个边61与62通过圆弧过渡连接；中间板的一边61的另一端连接于上密封板的首端，中间板的另一边62的另一端连接于下密封板相应的首端，所述连接均采用圆弧过渡连接。该结构和形状的密封条可以获得更大的变形，故回弹性好，弹力小；使用时，将所述中间板的两个边61、62分别与上下密封板5、7形成的双V形口朝向介质压力高的一侧，则可获得更好的密封效果。安装时，可直接将上密封板5或下密封板7用紧固件固定在使用部位。上密封板5或下密封板7与其固定在一起的接触面紧贴，形成面接触。

实施例7

一种密封条，如图10所示，其在实施例6的基础上，在其下密封板7的非连接端向外延伸出一段固定板8，该段固定板8与相接的下密封板之间的夹角为γ，γ＝120°～180°。与实施例3同理，固定板8的设置旨在使密封条更便于固定和增加弹性范围及降低弹力。

实施例8

一种密封条，如图11所示，其是在实施例7的基础上，将所述中间板的两个边61、62及下密封板7皆沿其长轴方向弯成下凹的弧形，并且与固定板相接的下密封板7与固定板8所在的平面是相切的，与实施例4和实施例5同理，这一设计旨在进一步提高密封条的弹性范围。

实施例9

一种密封条，其在实施例6的基础上，进一步具有如下不同的特征，即所述中间板的两个边61，62分别与上下密封板5，7形成的两个V型结构的深度不同，在上的V型深度小于在下的V型深度，深度差为L，如图12所示。因密封条压缩变形后，会同时产生上、下、左、右的位移，故L的尺寸大于密封条在压缩变形后与除密封面之外的相邻零部件产生接触时的位移。此处的“在上”“在下”，同所述密封条的上下密封板的位置是一致的。这一结构旨在防止所述密封条在变形时与相邻的零部件接触，避免密封条与除密封面接触之外的相邻零部件接触时产生摩擦。进而，为了提高弹性，亦可将原平面的下密封板7做成如实施例8中，图11的弧形，该弧形与固定板8的平面是相切。

实施例10-12

如图13，图14和图15所示的密封条，与实施例6相似，只是构成所述中间板的两个边61，62亦可通过圆弧过渡连接为U型结构，其二者与上下密封板5，7通过圆弧过渡连接亦可形成上下两个V型结构、两个U型结构或一个V型并一个U型结构，从而获得结构有所变化的密封条，亦在本专利保护范围之内。

实施例13

如图16所示，还有一种密封条，所述中间板形成5次折曲，包括其分别与上下密封板之间的衔接共计形成左4右3共计7个交错相邻的V型波齿，构成中间板的六个边61～66每相邻两边之间及上下密封板与中间板的相邻边之间的连接均为圆弧过渡。所述密封条整体类似手风琴风箱拉开一半左右后，从正面看的风箱形状，亦称波齿形或锯齿形；显然，这种形状的密封条弹性范围更大，弹力更小。

根据弹性需要，中间板的数量不限于6个。

为了避免所述密封条在使用中与除密封面接触之外的相邻零部件之间接触时产生摩擦或干涉，可采取上密封板、下密封板、中间板的宽度不相等的设计。

这种不等宽的设计同样适用于本申请的其他实施例。

实施例14

将前述的密封条用于方形烟道蝶阀，形成一种具有所述密封条的方形烟道蝶阀，此处以前述实施例6中的密封条为例，将其用于方形烟道蝶阀中。

如图17，图18和图19所示，所述密封条10固定于阀座11上，构成中间板的两个边分别与上下密封板形成的V型结构的开口朝向壳体内部，以达到蝶阀内部压力越高，密封越严的目的。

为了避免方形烟道蝶阀的阀座11使用上述密封条10时在阀座90°拐角处或密封条垂直交界处泄漏，则于上述90°角处或垂直交界部位的阀座上固定一方形限位块15，两侧的密封条10分别紧贴限位块15。该限位块15的上下表面平行于阀座，限位块15的高度不大于蝶板14压紧密封条10后的密封条高度。

为了解决使用该密封条10时，该密封条10与轴之间相接部位的泄漏问题，保证密封效果，在阀座11位于轴13与密封条10之间的部位，固定有密封块12，所述密封块12是用一个内凹曲面代替长方体的一个立面的六面体，所述内凹曲面贴近轴13圆周面并与所述轴圆周面相吻合，其曲面半径略大于轴13的截面半径，密封块12与所述内凹曲面相对的另侧表面抵于所述密封条10的端面上；所述密封块12的上下表面平行于阀座11表面，密封块12的高度与限位块15高度相等。

进一步的，当烟道蝶阀关闭后，在介质压力的作用下，蝶板上会产生翘起，即蝶板向远离阀座11的方向位移，从而使蝶板与限位块15之间产生较大的间隙，为避免此时此处的泄漏，在所述的限位块15下方的阀座11上开有孔，限位块15穿过这个孔坐落在弹簧17上，弹簧17坐落在弹簧17下方的一块板16上，这块板16固定在壳体上，为了防止限位块15脱出，限位块15与弹簧17固定在一起或限位块15下方的四周有一圈大于上方尺寸的台阶18，如图20所示。

实施例15

针对圆形烟道蝶阀，不能将上述密封条缠绕成圆形密封圈后使用，因为缠绕成圆形密封圈后，成为一种型材，一则难以变形，弹力大，导致设备刚度必须大，大幅增加成本；二则其回弹小，密封不好，尤其是设备变形大时；三则圆形密封圈难以制造。

鉴于此，本实用新型采用了如图21所示的结构，即将前述实施例中所述的密封条10一个接一个构成多边形布置在阀座11上的，同方形烟道挡板一样，靠近轴13的阀座部位，固定有密封块12，所述的二个密封条之间的阀座上，固定有限位块15。同方形烟道蝶阀一样，限位块下方可装有弹簧固定在壳体19上的板16上。

本实用新型所述的密封条密封好，弹力小，节能降耗效益突出。例如：一台尺寸3600X3200的烟道蝶阀，该蝶阀要求零泄漏，故蝶板为双层结构，关闭时，在二层蝶板之间正压通风，形成压力大于烟道内压力的风幕来避免烟气泄漏或倒灌。其密封总长度达40米，由于尺寸太大，制造公差难以保证，又由于尺寸大，风压、蝶板、筋板及轴的自重产生的挠度难以做到很小，另外运输产生变形，制造时的焊接应力逐渐释放后亦产生变形，安装时紧固螺栓还产生变形，使用时随烟气的温升产生热变形，上述种种因素产生变形的叠加使蝶板和阀座之间的相对变形达10毫米以上，以变形后蝶板与阀座之间的平均间隙2毫米为例，40米长的密封长度时，泄漏总面积为800平方厘米，在这个泄漏面积下，若保证双层蝶板之间的压力为5KPa以上，则需至少22KW的风机为其正压通风。以年8760小时计，耗电量192720度/年，实验证明，本实用新型的密封条可使泄漏面积降至10平方厘米以下，由此采用0.3KW的风机即可满足要求，节电190000度/年。目前尚无一种金属密封能满足变形这么大时还能保证弹性密封的密封条，而前述实施例中所述的密封条应用于该烟道挡板，恰可很好的解决这个难题。现实中，在相同尺寸下，类似于烟道蝶阀等设备的正压通风用电量都非常大。

本实用新型所述的密封条用途广泛，并不限于烟道蝶阀。诸如前文背景技术中提到的电站锅炉炉顶裂缝后的密封、转炉活动烟罩的密封、锅炉吹灰器的墙箱的密封、锅炉吹灰器的密封、高温炉的密封、回转窑风道、冷热风隔绝门的密封等设备的密封问题，采用本实用新型的密封条皆可迎刃而解，熟悉本专业的人员通过本实用新型都知道如何用本实用新型的方法和结构来解决。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种密封条，其横截面呈之字型，包括：

一上密封板，

一下密封板，及

中间板，其位于所述上下密封板之间并将二者连为一体。

2.如权利要求1所述的密封条，其特征在于：

所述中间板的一端连接于上密封板的尾端或首端，对应另一端则连接于下密封板相应的首端或尾端，所述连接均采用圆弧过渡连接。

3.如权利要求1所述的密封条，其特征在于：

所述中间板为V型板或U型板，所述V型板或U型板在其折曲处为圆弧过渡；

所述中间板的一端连接于上密封板的尾端或首端，对应另一端连接于下密封板相应的尾端或首端，所述连接均采用圆弧过渡连接。

4.如权利要求3所述的密封条，其特征在于：

所述中间板分别与上下密封板形成上下两个V型结构、两个U型结构或一个V型并一个U型结构，在上的V型或U型结构的深度小于在下的V型或U型结构的深度。

5.如权利要求1所述的密封条，其特征在于：

所述中间板侧面呈波齿形或锯齿形，包括至少一左一右两个交错相邻的V型或U型波齿，所述中间板全部折曲处及中间板分别与所述上下密封板的连接处均采用圆弧过渡。

6.如权利要求1-5任一所述的密封条，其特征在于：

所述上下密封板平行设置。

7.如权利要求1-5任一所述的密封条，其特征在于：

所述上下密封板作不平行设置。

8.如权利要求1-5任一所述的密封条，其特征在于：

所述上下密封板与中间板的相邻边所形成的夹角不相等。

9.如权利要求1-5任一所述的密封条，其特征在于：

所述的上密封板、下密封板、中间板的宽度不相等。

10.如权利要求1-4任一所述的密封条，其特征在于：

所述的上、下密封板之一及中间板沿其长轴方向呈下凹的弧形。

11.如权利要求10所述的密封条，其特征在于：

所述下凹的弧形密封板于其非连接端向外延伸出一段固定板，与固定板相接的弧形密封板与固定板所在平面是相切而平滑连接的。

12.如权利要求1-5任一所述的密封条，其特征在于：

所述上密封板或下密封板于其非连接端向外延伸出一段固定板，该段固定板与相接的密封板之间的夹角为γ，γ＝120°～180°。

13.一种具有如权利要求1-5任一所述密封条的烟道蝶阀，所述密封条固定于阀座上，还包括：

密封块，其固定于所述密封条靠近轴侧端的阀座上，所述密封块是用一个内凹曲面代替长方体的一个立面的六面体，所述内凹曲面贴近轴圆周面并与所述轴圆周面相吻合，与所述内凹曲面相对的另侧表面抵于所述密封条的端面上；所述密封块的上下表面平行于阀座表面，密封块的高度不大于密封条密封状态下的高度；

限位块，其固定于相邻密封条交界部位；所述限位块的上下表面平行于阀座表面，所述限位块的高度不大于所述密封条密封状态下的高度。

14.如权利要求13所述的烟道蝶阀，其特征在于：

所述限位块下方设置有弹簧；所述限位块穿过阀座上相应的通孔座于所述弹簧上，所述弹簧与烟道蝶阀的壳体通过板子固定连接。