CN206972931U - 一种改进的干熄焦旋转密封阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种改进的干熄焦旋转密封阀，其包括入料口，阀体，设置在阀体内的转子，密封组件，转子驱动装置，机架以及双线自动供脂系统；所述入料口的进料保护组件上设有耐磨抗冲击复合板切料板；所述的密封组件包括静环和与之配合的浮动环，阀体内壁包括位于入料口的两侧设置有耐磨抗冲击复合板以及与其拼接的陶瓷板；密封阀的非金属补偿器的密封布为层状结构并经热熔加工而成；所述的双线自动供脂系统包括两个供脂线路，对轴承和密封组件采用两级供脂。本实用新型的干熄焦旋转密封阀，密封性能好，避免了有害气体的泄露；设备使用寿命和维护周期长，同时节省润滑脂的使用量，降低了运营成本，综合性能优异且环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及焦炭炼焦技术领域，特别涉及一种干熄焦工程中的改进的干熄焦旋转密封阀。
背景技术
焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，在炼焦工艺中，需要将高温红焦进行熄焦后排出，相比传统的湿熄焦工艺，干熄焦工艺可以吸收红焦热量，节约能源，改善焦炭的质量并且改善环境减少污染，因此，干熄焦已经成了炼焦行业的主要熄焦方法。
干熄焦旋转密封阀是焦化厂干熄焦工程中的关键设备，其安装在干熄炉底部，入料口与振动给料器连接，出料口与排焦溜槽相连接，其作用是把振动给料器定量排出的焦炭在密闭状态下连续排出，既能连续定量地排料，又具有良好的密封性及耐磨性，可以有效的控制干熄炉内的循环气体和粉尘的外泄，稳定干熄炉内循环气体的压力，是现代干熄焦工艺必选的关键设备。
旋转密封阀安装于干熄焦装置的最下端出口处，主要有阀体、转子、密封组件、驱动装置和自动给脂装置等组成，其功能是保证连续定量排焦并同时将系统内外分隔，稳定干熄炉系统压力。
对于干熄焦旋转密封阀，设备的密封性以及使用寿命是密封阀设计和制造时最为重要的两个性能指标，为减少干熄炉内气体介质外漏，需控制转子刃与机体内壁的间隙，间隙越小，干熄炉内气体介质外漏量也就越小。对于主要由静环和浮动环构成的密封组件来说，保证其使用寿命即长时间使用下的密封的可靠性是保证密封阀正常工作及降低维护成本的重要考虑因素之一。另外，密封阀转子一般都是耐高温的陶瓷材料，其抗冲击性比较差，如何避免焦炭在进料时对转子的冲击避免其冲击受损也是提高密封阀使用寿命降低维护成本的另一重要因素。对于给旋转密封阀提供润滑功能的自动给脂装置，除了保证设备运转所需的良好的润滑效果，降低润滑脂的用量以节省设备运营成本对用户来讲也非常重要。再者，对于密封阀的整体制造加工来说，提高零部件的加工和装配精度也是决定密封阀整体性能的关键考量因素。
实用新型内容
针对现有的干熄焦旋转密封阀使用中发生的问题以及更高的使用需求，本实用新型的目的是提供一种干熄焦工程中的改进的干熄焦旋转密封阀，其具有优异的使用寿命和可靠性，以及较低的运营和维护成本。
为达到本实用新型的目的，本实用新型的一种改进的干熄焦旋转密封阀包括入料口，阀体，设置在阀体内的转子，密封组件，转子驱动装置，机架以及双线自动供脂系统；所述入料口的一侧设有进料保护组件，所述的进料保护组件上固定有切料板，所述切料板为耐磨抗冲击复合板；所述的密封组件包括静环和与之配合的浮动环，所述的静环和浮动环均由多个弧形组件拼接而成，所述的浮动环采用耐磨钢，所述的静环采用耐磨钢加表面镀Cr处理，且构成浮动环的多个弧形组件为同时磨削加工而成，构成静环的多个弧形组件也为同时磨削加工而成；所述的浮动环固定座安装件与转子配合固定的一面为圆弧形底面，其弧度与转子上的浮动环固定座的弧面弧度一致；所述的阀体的内壁包括位于入料口的两侧设置的耐磨抗冲击复合板以及与耐磨抗冲击复合板拼接的陶瓷板；在旋转密封阀的入料口与振动给料器之间设置有非金属补偿器法兰组件，其包括密封布以及固定结构，所述的密封布为层状结构并经热熔加工而成；所述的双线自动供脂系统包括两个供脂线路，每一供脂线路上均包括与旋转密封阀两端的轴承连接供脂的第一分配器以及与旋转密封阀密封环组上排布的多个给脂点连接供脂的第二分配器；其中，所述的耐磨抗冲击复合板的底板为Q235，其上层为含Cr28％以上的不锈钢复合堆焊层。
优选的，所述的转子包括多个转子栅格衬板，所述的转子栅格衬板采用上述的耐磨抗冲击复合板，且所述的转子栅格衬板的一端为S型折弯结构。
再优选的，所述的浮动环固定座安装件与转子固定，浮动环固定座与浮动环固定座安装件固定，所述的浮动环通过弹簧定位组件与浮动环固定座固定，且弹簧定位组件与浮动环固定座之间连接设置有拉簧，弹簧定位组件与浮动环之间设置有压簧，浮动环的内侧设置有石墨绳；在密封阀工作时，所述浮动环与静环紧贴，当浮动环的表面不断产生细微磨损时，浮动环在所述压簧的作用下会一直与静环保持紧贴状态以维持阀体内的密封性。
再优选的，所述旋转密封阀的阀体内壁的陶瓷板之间还设置有至少一个耐磨抗冲击复合板。
再优选的，所述的密封布为五层结构，最外层和中间层为铝箔加玻纤层，在外层和中间层之间分别为硅胶加玻纤层和特氟龙层。
再优选的，所述的非金属补偿器法兰组件的固定结构包括将密封布固定的框体法兰构件以及将上、下法兰构件固定连接的紧固件，所述的密封布的边缘与法兰凹槽固定处为双层结构并通过螺栓与法兰构件固定。
再优选的，所述的双层结构之间设置有塞条，且法兰凹糟的底部与开口部均涂布有密封硅胶
再优选的，所述的密封环组上设有A、B、C、D、E、F六个给脂点，且给脂点按照A、D、B、E、C、F顺着圆周顺序均匀布置；所述双线自动供脂系统的供脂周期分两个周期进行，在给脂周期的前半周，A、B、C以及轴承给脂点工作；在给脂周期的后半周，D、E、F以及轴承给脂点工作。
再优选的，所述给轴承端供脂的第一分配器具有一个出脂口；给密封环组供脂的第二分配器具有六个出脂口。
再优选的，所述的第一分配器和第二分配器均采用活塞行程可调的分配器。
本实用新型的有益效果是，所述的改进的干熄焦旋转密封阀，对密封组件的静环和浮动环使用耐磨材料并采用特殊的加工工艺，保证了密封组件的密封效果和使用寿命；在密封阀的入料口和内壁设置耐磨抗冲击复合板，减少料块对陶瓷内壁的冲击，减少内壁的损伤；采用两级供脂的双线供脂系统，可以调节供脂量并使供脂均匀，减少了润滑脂的使用同时保护了轴承油封。本实用新型的干熄焦旋转密封阀密封性能好，避免了有害气体的泄露；设备使用寿命和维护周期长，同时节省润滑脂的使用量，降低了运营成本，综合性能优异且环保。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本实用新型的一实施例的改进的干熄焦旋转密封阀的整体剖视结构示意图；
图1A所示为图1的A部分的放大示意图；
图2所示为图1的旋转密封阀的密封组件的静环的结构示意图；
图2A所示为图2的静环的一部分(六分之一)的结构示意图；
图3所示为图1的旋转密封阀的密封组件的浮动环的结构示意图；
图3A所示为图3的浮动环的一部分(六分之一)的结构示意图；
图4所示为现有的旋转密封阀的浮动环固定座安装件与转子的装配结构示意图；
图4A所示为本实用新型的旋转密封阀的浮动环固定座安装件与转子的装配结构示意图；
图4B所示为本实用新型的旋转密封阀的浮动环固定座的结构示意图；
图4C所示为本实用新型的旋转密封阀的密封组件的装备结构示意图；
图4D所示为图4C中N-N向视图；
图5所示为本实用新型的旋转密封阀的阀体结构示意图；
图6所示为本实用新型的旋转密封阀的非金属补偿器法兰组件的结构示意图；
图6A所示为图6的侧视结构示意图。
图7所示为本实用新型的旋转密封阀的双线给脂系统的示意图。
具体实施方式
结合附图本实用新型的一种改进的干熄焦旋转密封阀的结构特征及优点详述如下。
参照图1所示的本实用新型的一实施例的改进的干熄焦旋转密封阀的整体剖视结构示意图，所述的干熄焦旋转密封阀包括入料口10，阀体20，设置在阀体20内的转子30，密封组件，转子驱动装置(未图示)，机架40以及双线自动给脂系统(参见图7)。所述密封阀的阀体20的内壁材料为耐高温的陶瓷材料及耐磨抗冲击复合板，且在阀体入料口10的一侧设有进料保护组件12，用于将从振动给料器进入密封阀内的大块焦炭切散后再进入密封阀内，避免对密封阀阀体内壁的冲击。参照图1A，所述的进料保护组件12上固定有切料板122，在现有的密封阀中，所述的切料板的材料一般为Cr含量较低的复合板，这种材料的硬度和耐磨性比较差，在焦炭料块的冲击下磨损比较严重，使用久之后切料效果不理想，影响了设备的使用寿命，增加维护成本。因此，本实用新型的所述进料保护组件12的切料板122采用耐磨抗冲击复合板，其底板为Q235，其上层为含Cr(铬)28％以上，含C(碳)4％左右的不锈钢复合堆焊层，且装配时在切料板122与转子刀口板34之间留有合理间隙，如此，切料板122的硬度及耐磨性均得到提高，延长了进料保护组件12的使用寿命并保证了切料的效果，保护了阀体的陶瓷内壁。
继续参照图1A，所述的转子30包括多个转子栅格衬板32，所述的转子栅格衬板32也采用上述的Q235底板的耐磨抗冲击复合板，为保证焦炭出料的顺畅，所述的转子栅格衬板32的一端采用S型折弯结构。
接着参照图2及图2A所示的旋转密封阀的密封组件的静环的结构示意图，所述的静环52一般为6个六分之一圆弧的静环组件522拼接而成，所述的静环52上包括润滑脂进脂口524以及油脂槽526；参照图3及图3A所示的旋转密封阀的密封组件的浮动环的结构示意图，所述的浮动环54同样一般为6个六分之一圆弧的浮动环组件542拼接而成，所述的浮动环54上包括润滑脂油脂槽546。对于旋转密封阀的密封组件来说，其主要是依靠静环与浮动环的配合来达到密封的目的，密封阀的使用寿命在很大程度上也与静环与浮动环的使用寿命密切相关，因此，静环和浮动环的材质、加工工艺等对主要由两者构成的机械密封组件有着至关重要的作用；拼接而成的静环和浮动环的整体表面平整度对两个零件之间的配合密封效果非常重要。
在现有的旋转密封阀中，静环和浮动环一般采用奥氏体合金钢、硬质铜合金等材料，这类材料构成的机械密封件一般在使用一年左右之后就需要维护更换，增加了维护成本，影响了焦化厂的连续生产。因此，本实用新型的旋转密封阀对静环和浮动环进行了革新，采用了新的材料和加工工艺，具体如下。
在本实用新型的一优选的实施例中，所述的浮动环的材料采用耐磨钢(如日本JFE公司的EH400、EH450系列耐磨钢)，其生产工艺如下：
步骤一：将耐磨钢板条进行表面多次磨削使表面平整度达到一预定的的范围；
步骤二：第一次线切割，将磨削后的板条切成圆弧形坯料并留有加工余量；
步骤三：第二次线切割，释放圆弧形坯料的内应力并使坯料尺寸达到设计要求；
步骤四：将构成完整浮动环的多个圆弧形坯料一同进行精磨，保证整个浮动环平面度的同一性；
步骤五：机加工，通过铣削加工将浮动环的油脂槽以及固定结构如螺丝孔等加工完成；
步骤六：将构成完整浮动环的多个圆弧形浮动环组件的油脂槽一侧的表面进行统一磨削至设计尺寸。
在本实用新型的一优选的实施例中，所述的静环的材料采用耐磨钢(如日本JFE公司的EH400、EH450系列耐磨钢)加表面镀Cr处理，其生产工艺如下：
步骤一：将耐磨钢板条进行表面多次磨削使表面平整度达到一预定的的范围；
步骤二：第一次线切割，将磨削后的板条切成圆弧形坯料并留有加工余量；
步骤三：第二次线切割，释放圆弧形坯料的内应力并使坯料尺寸达到设计要求；
步骤四：将构成完整静环的多个圆弧形坯料一同进行精磨，保证整个浮动环平面度的同一性；
步骤五：机加工，通过铣削加工将静环的进脂口、油脂槽以及固定结构如螺丝孔等加工完成；
步骤六：将构成完整静环的多个圆弧形静环组件的油脂槽一侧的表面进行统一磨削至设计尺寸；
步骤七：对静环油脂槽一侧的表面进行表面镀Cr处理；以及，
步骤八：将表面镀Cr后的圆弧形静环组件再次进行表面磨削，保证镀Cr后的表面平整度的同一性。
本实用新型的密封组件的静环和浮动环，采用上述的材料和加工工艺，可以保证材料的耐磨性而且保证两个部件配合时的表面平整度，确保机械密封的有效性并延长使用寿命，经实际应用测试，其维护周期可以达到现有的密封组件的2倍以上。
参照图4所示的现有的旋转密封阀的浮动环固定座安装件562与转子30的装配结构示意图，所述的多个浮动环固定座安装件562为一个一个的单独加工而成，其与转子固定的一侧为平面，在组装时，需要通过紧固件将浮动环固定座安装件562逐个地与转子的弧面固定，一方面作业时间长，另外固定的精度也会不一致，这就会导致浮动环固定座与安装在浮动环固定座上的浮动环的安装精度出现问题，进而影响浮动环与静环的配合精度。因此，在本实用新型中，如图4A所示，本实用新型的旋转密封阀中，将浮动环固定座安装件562’改为圆弧形底面，其弧度与转子上的浮动环固定座的弧面弧度一致，两者可以同时加工以在配合时完全贴合；在一优选的实施方式中，所述的浮动环固定座安装件562’可以与转子一体加工，如此，可以保证浮动环固定座以及安装其上的浮动环的安装精度，进而确保浮动环与静环的配合精度，保证密封的效果。参见图4B，其示出了本实用新型的旋转密封阀的浮动环固定座的结构示意图，所述浮动环固定座56’与浮动环固定座安装件562’的安装面也为对应的圆弧面。
参见图4C及图4D所示的本实用新型的旋转密封阀的密封组件的装备结构示意图，浮动环固定座安装件562’与转子固定，浮动环固定座56’与浮动环固定座安装件562’固定，浮动环54通过弹簧定位组件541与浮动环固定座56’固定，且弹簧定位组件541与浮动环固定座56’之间连接设置有拉簧564，弹簧定位组件541与浮动环之间设置有压簧545，浮动环54的内侧设置有石墨绳547；浮动环固定座安装件562’、浮动环固定座56’、弹簧定位组件545、拉簧564以及石墨绳547共同构成了浮动环的定位副，在密封阀工作时，所述的定位副随转子一同旋转，浮动环54与静环52紧贴，随着工作的进行，浮动环54的表面会不断产生细微磨损，浮动环54在压簧545的作用下会一直与静环52保持紧贴状态以维持阀体内的密封性。
参见图5所示的本实用新型的旋转密封阀的阀体结构示意图，所述的阀体20的内壁24包括在密封阀入料口10的两侧设置的耐磨抗冲击复合板241以及陶瓷板243,在一优选的实施方式中，所述的陶瓷板243之间还设置有至少一个耐磨抗冲击复合板241。本实用新型的密封阀，在入料口的阀体内壁上设置耐磨抗冲击复合板而非将阀体内壁整体全部设置为陶瓷板，可以在焦炭入料时，避免焦炭直接冲击抗冲击性较差的陶瓷板造成内壁的损坏；在入料口的另一侧和内壁的中间位置同样设置耐磨抗冲击复合板，可以避免在处理密封阀卡料故障转子反转时焦炭对内壁陶瓷板的冲击，延长密封阀的使用寿命和维护成本。
参见图6及图6A所示的本实用新型的旋转密封阀的非金属补偿器法兰组件60的结构示意图，其设置在旋转密封阀的入料口与振动给料器之间，其包括密封布62、将密封布固定的框体法兰构件64以及将上、下法兰构件固定连接的紧固件66，所述的密封布62的边缘与法兰凹槽固定处为双层结构并通过螺栓641与法兰构件固定，双层结构之间设置有塞条623，且法兰凹糟的底部与开口部均涂布有密封硅胶621，所述的密封布62为层状结构，最外层和中间层为铝箔加玻纤层，在外层和中间层之间分别为硅胶加玻纤层以及特氟龙层，在现有的旋转密封阀中，所述的密封布为缝合结构，即将五层材料用线缝合后再与法兰构件装配固定，这种缝合结构因为有走线孔的原因会发生漏气现象，密封性不好，会导致有害气体泄露；在本实用新型的非金属补偿器法兰组件中，所述的密封布采用热熔的方式将层结构封装，如此，零件的密封性会得到根本的提升，避免漏气状况；密封布与法兰凹糟装配处形成双层密封布结构，不仅可以便于密封布与法兰的安装固定，而且在用螺栓将密封布与法兰紧固时，不会将密封布全部破坏，保证了组件的整体气密性。
参见图7所示的本实用新型的旋转密封阀的双线给脂系统的示意图，所述的双线供脂系统包括两个供脂线路，每一供脂线路上均包括与旋转密封阀两端的轴承G连接供脂的第一分配器72以及与旋转密封阀密封环组上排布的给脂点A、B、C、D、E、F连接供脂的第二分配器74；供脂周期分两个周期进行，在给脂周期的前半周，A、B、C、G给脂点工作；在给脂周期的后半周，D、E、F、G给脂点工作，且密封环组上的给脂点按照A、D、B、E、C、F顺着圆周顺序均匀布置，如此可有效避免润滑脂过于集中并使得密封环组润滑脂均匀分散。
本实用新型的旋转密封阀的双线给脂系统采用两级供给，第一分配器只供轴承端，具有一个出脂口；第二分配器只供密封环组，具有六个出脂口；且第一分配器和第二分配器均采用活塞行程可调的分配器。由于密封环组和轴承的给脂量相差较大，采用分级给脂，并选择不同分配量的分配器，分配器的活塞行程可调，可对给脂量进行精确调节。本实用新型的旋转密封阀的双线给脂系统，可有效节省润滑脂的消耗量，同时避免了轴承因给脂量过大造成轴承油封的破坏。
本实用新型的干熄焦旋转密封阀，对密封组件的静环和浮动环使用耐磨材料并采用特殊的加工工艺，保证了密封组件的密封效果和使用寿命；在密封阀的入料口和内壁设置耐磨抗冲击复合板，减少料块对陶瓷内壁的冲击，减少内壁的损伤；采用两级供脂的双线供脂系统，可以调节供脂量并使供脂均匀，减少了润滑脂的使用同时保护了轴承油封。本实用新型的干熄焦旋转密封阀密封性能好，避免了有害气体的泄露；设备使用寿命和维护周期长，同时节省润滑脂的使用量，降低了运营成本，综合性能优异且环保。
本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的密封阀包括入料口，阀体，设置在阀体内的转子，密封组件，转子驱动装置，机架以及双线自动供脂系统；所述入料口的一侧设有进料保护组件，所述的进料保护组件上固定有切料板，所述切料板为耐磨抗冲击复合板；所述的密封组件包括静环和与之配合的浮动环，所述的静环和浮动环均由多个弧形组件拼接而成，且构成浮动环的多个弧形组件为同时磨削加工而成，构成静环的多个弧形组件也为同时磨削加工而成；所述的浮动环固定座安装件与转子配合固定的一面为圆弧形底面，其弧度与转子上的浮动环固定座的弧面弧度一致；所述的阀体的内壁包括位于入料口的两侧设置的耐磨抗冲击复合板以及与耐磨抗冲击复合板拼接的陶瓷板；在旋转密封阀的入料口与振动给料器之间设置有非金属补偿器法兰组件，其包括密封布以及固定结构，所述的密封布为层状结构并经热熔加工而成；所述的双线自动供脂系统包括两个供脂线路，每一供脂线路上均包括与旋转密封阀两端的轴承连接供脂的第一分配器以及与旋转密封阀密封环组上排布的多个给脂点连接供脂的第二分配器；其中，所述的耐磨抗冲击复合板的底板为Q235，其上层为含Cr28％以上的不锈钢复合堆焊层。
2.如权利要求1所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的转子包括多个转子栅格衬板，所述的转子栅格衬板也采用所述的耐磨抗冲击复合板，且所述的转子栅格衬板的一端为S型折弯结构。
3.如权利要求1所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的浮动环固定座安装件与转子固定，浮动环固定座与浮动环固定座安装件固定，所述的浮动环通过弹簧定位组件与浮动环固定座固定，且弹簧定位组件与浮动环固定座之间连接设置有拉簧，弹簧定位组件与浮动环之间设置有压簧，浮动环的内侧设置有石墨绳；在密封阀工作时，所述浮动环与静环紧贴，当浮动环的表面不断产生细微磨损时，浮动环在所述压簧的作用下会一直与静环保持紧贴状态以维持阀体内的密封性。
4.如权利要求1所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述旋转密封阀的阀体内壁的陶瓷板之间还设置有至少一个耐磨抗冲击复合板。
5.如权利要求1所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的密封布为五层结构，最外层和中间层为铝箔加玻纤层，在外层和中间层之间分别为硅胶加玻纤层以及特氟龙层。
6.如权利要求1或5所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的非金属补偿器法兰组件的固定结构包括将密封布固定的框体法兰构件以及将上、下法兰构件固定连接的紧固件，所述的密封布的边缘与法兰凹槽固定处为双层结构并通过螺栓与法兰构件固定。
7.如权利要求6所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的双层结构之间设置有塞条，且法兰凹糟的底部与开口部均涂布有密封硅胶。
8.如权利要求1所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的密封环组上设有A、B、C、D、E、F六个给脂点，且给脂点按照A、D、B、E、C、F顺着圆周顺序均匀布置；所述双线自动供脂系统的供脂周期分两个周期进行，在给脂周期的前半周，A、B、C以及轴承给脂点工作；在给脂周期的后半周，D、E、F以及轴承给脂点工作。
9.如权利要求1所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述给轴承端供脂的第一分配器具有一个出脂口；给密封环组供脂的第二分配器具有六个出脂口。
10.如权利要求1所述的一种改进的干熄焦旋转密封阀，其特征在于，所述的第一分配器和第二分配器均采用活塞行程可调的分配器。
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