CN220103857U - 一种刚柔耦合式径向密封装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种刚柔耦合式径向密封装置，包括扇形板、数块转子径向隔板；每块转子径向隔板均对应各自的一块刚性支撑板，每块转子径向隔板均在其y向相对零变形点处与刚性支撑板固联，在y向相对零变形点处径向两侧的转子径向隔板上均固联有限位块，刚性支撑板在周向上位于限位块与转子径向隔板之间；刚性支撑板上均固联有与扇形板相配合、弯折的弹性密封片；本实用新型可防止热态下转子发生“蘑菇状”变形引起的漏风周界间隙变化，并减小密封装置与扇形板之间的摩擦阻力，降低回转式气气换热器的泄漏率，提高系统稳定性，并防止密封装置磨损过快，延长密封系统寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种径向密封装置，特别是用于回转式气气换热器的刚柔耦合式径向密封装置。
背景技术
回转式气气换热器可按应用领域分为应用于电站锅炉岛中的回转式空气预热器和应用于钢铁冶炼、焦化、窑炉等行业中的回转式烟气换热器，工作环境一般不超过420℃，二者的原理和结构基本一致。电站锅炉尾部烟道中配置的回转式空气预热器，用于实现烟气与空气之间的热交换，回收烟气热量，降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率，提升进入锅炉炉膛燃烧的空气温度，强化燃烧效率。钢铁冶炼、焦化、窑炉等行业配置的回转式烟气换热器，用于实现两种烟气介质的热交换，满足系统工艺流程对烟气温度的需求。
回转式气气换热器的泄漏率是衡量其性能的三大重要指标之一，回转式气气换热器按泄漏形式可分为直接泄漏和携带泄漏，直接泄漏包括径向泄漏、轴向泄漏和旁路泄漏，为降低回转式气气换热器泄漏率，换热器布置有径向密封系统、轴向密封系统和旁路密封系统。其中，径向密封系统由冷、热端静态密封件扇形板与安装于转子上的径向密封装置构成；轴向密封系统由静态密封件轴向弧形板与安装于转子上的轴向密封装置构成；旁路密封系统由转子冷、热端外圆环与安装于静态件外壳上的环向密封装置构成。
回转式气气换热器的泄漏以径向和轴向泄漏为主，并且径向泄漏权重大于轴向泄漏。径向泄漏与径向密封系统中的周界间隙（静态密封件扇形板与安装于转子上的径向密封装置之间的间隙）和压差（安装于转子上的径向密封装置两侧的压力差值）正相关，通常通过控制周界间隙来控制泄漏率。
回转式气气换热器工作时，如图1所示，由于其转子热端（y向上端）温度比冷端温度（y向下端）通常高200-300℃，换热器的转子径向隔板2在冷热端温差的作用下，从冷态圆柱状变为热态x向外端下垂和靠转动中心轴侧向上膨胀的 “蘑菇状”，导致径向隔板2上的密封片与扇形板3之间的周界间隙发生改变，压力较高的空气经漏风周界间隙漏入压力较低的烟气，大大增加换热器的径向泄漏率。回转式气气换热器的常规径向密封片时刻与转子联动，且刚度大，与静态密封件扇形板之间的摩擦阻力大，不能解决系统负荷增大时，漏风周界间隙增大、泄漏量增加的难题；另外还有类似弹簧+滑块等密封装置，通过回转式气气换热器工作状态下密封装置过盈挤压扇形板的方式减小周界间隙，存在磨损过快、结构不可靠等问题，如电站锅炉低负荷运行甚至容易引起转子卡停等事故，存在一定局限性。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种刚柔耦合式径向密封装置，它可防止热态下转子发生“蘑菇状”变形引起的漏风周界间隙变化，并减小密封装置与扇形板之间的摩擦阻力，降低回转式气气换热器的泄漏率，提高系统稳定性，并防止密封装置磨损过快，延长密封系统寿命。
为了达到上述目的，本实用新型的一种刚柔耦合式径向密封装置，包括扇形板、数块转子径向隔板；其特征在于：每块转子径向隔板均对应各自的一块刚性支撑板，每块转子径向隔板均在其y向相对零变形点处与刚性支撑板固联，在y向相对零变形点处径向两侧的转子径向隔板上均固联有限位块，刚性支撑板在周向上位于限位块与转子径向隔板之间；刚性支撑板上均固联有与扇形板相配合、弯折的弹性密封片。
热态下转子发生“蘑菇状”变形时，每块转子径向隔板在径向上存在一个y向相对零变形点；本实用新型的刚性支撑板仅在每块转子径向隔板的y向相对零变形点处与其固联，其余部分二者可相对滑动，转子径向隔板的变形不会影响到刚性支撑板，保证任何工况下弹性密封片与扇形板的周界间隙都一致，并减小密封装置与扇形板之间的摩擦阻力，降低回转式气气换热器的泄漏率，并防止密封装置磨损过快，延长密封系统寿命；限位块可对刚性支撑板在周向限位、防止发生变形，提高系统稳定性、降低泄漏率；
上述弹性密封片可以为U型双臂前倾型弹性密封片；
上述弹性密封片也可以为U型双臂后倾型弹性密封片；
上述弹性密封片还可以为S型弹性密封片；均可保证弹性密封片与扇形板始终保持接触、并减小摩擦阻力；
作为本实用新型的进一步改进，每块转子径向隔板与刚性支撑板固联处还设有位于二者之间的间隙调节垫板；使得转子径向隔板与刚性支撑板在周向保持一定间隙，当转子径向隔板产生变形时，刚性支撑板不受影响；
作为本实用新型的进一步改进，所述刚性支撑板的厚度大于转子径向隔板的厚度；可提高弹性密封片安装基座的刚度，减小固联在刚性支撑板上的弹性密封片的y向变形量、提高密封性；
综上所述，本实用新型可防止热态下转子发生“蘑菇状”变形引起的漏风周界间隙变化，并减小密封装置与扇形板之间的摩擦阻力，降低回转式气气换热器的泄漏率，提高系统稳定性，并防止密封装置磨损过快，延长密封系统寿命。
附图说明
图1为热态下转子径向隔板发生“蘑菇状”变形的示意图。
图2为本实用新型实施例的主视图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为图2的B-B剖视图。
图5为本实用新型实施例热态时的主视图。
图6为图5的C-C剖视图。
图7为本实用新型采用另一种弹性密封片的局部视图。
图8为本实用新型采用另一种弹性密封片的局部视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图2至图4所示，该实施例的一种刚柔耦合式径向密封装置，包括扇形板3、数块转子径向隔板2；每块转子径向隔板2均对应各自的一块刚性支撑板5，每块转子径向隔板2均在其y向相对零变形点处依次与间隙调节垫板7、刚性支撑板5通过螺栓8固联，在y向相对零变形点处径向两侧的转子径向隔板2上均焊接固联有三个限位块6，其中两个限位块6位于y向相对零变形点处的径向外侧，另一个限位块6位于y向相对零变形点处的径向内侧，刚性支撑板5的厚度大于转子径向隔板2的厚度，刚性支撑板5在周向上位于限位块6与转子径向隔板2之间；刚性支撑板5上均通过螺栓固联有与扇形板3相配合的U型双臂前倾型弹性密封片4；
如图1所示，热态下转子发生“蘑菇状”变形时，转子径向隔板2上任意一点的y向变形量与回转式气气换热器自身参数和工作温度有关，稳定工况下换热器的工作温度变化不大，每块转子径向隔板2在径向上存在一个y向相对零变形点，y向相对零变形点与转子旋转中心1的距离为R，y向相对零变形点外侧转子径向隔板2向下变形，y向相对零变形点内侧转子径向隔板2向上膨胀；本实用新型的刚性支撑板5仅在每块转子径向隔板2的y向相对零变形点处与其固联，其余部分二者可相对滑动，热态时如图5、图6所示，转子径向隔板2的变形不会影响到刚性支撑板5在y向的位置变化，在转子径向隔板2的y向相对零变形点外侧，安装在刚性支撑板上5的U型双臂前倾型弹性密封片4不随转子向下变形，规避了漏风周界间隙的增加，保证任何工况下弹性密封片与扇形板3的周界间隙都一致，降低泄漏率；在转子径向隔板2的y向相对零变形点内侧，U型双臂前倾型弹性密封片4不随转子向上膨胀，规避了U型双臂前倾型弹性密封片4与扇形板3出现过贴合量，减小密封装置与扇形板3之间的摩擦阻力，并防止密封装置磨损过快，延长密封系统寿命，提高的可靠性；
限位块6可对刚性支撑板5在周向限位、防止发生变形，提高系统稳定性、降低泄漏率；间隙调节垫板7使得转子径向隔板2与刚性支撑板5在周向保持一定间隙，当转子径向隔板2产生变形时，刚性支撑板5不受影响；刚性支撑板5的刚度好，可减小固联在刚性支撑板5上的弹性密封片4的y向变形量、提高密封性；
本实用新型不限于上述实施方式，如图7、图8所示，弹性密封片也可以采用U型双臂后倾型弹性密封片11或S型弹性密封片12，均可保证弹性密封片与扇形板3始终保持接触、并减小摩擦阻力；
通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。
Claims (6)
1.一种刚柔耦合式径向密封装置，包括扇形板、数块转子径向隔板；其特征在于：每块转子径向隔板均对应各自的一块刚性支撑板，每块转子径向隔板均在其y向相对零变形点处与刚性支撑板固联，在y向相对零变形点处径向两侧的转子径向隔板上均固联有限位块，刚性支撑板在周向上位于限位块与转子径向隔板之间；刚性支撑板上均固联有与扇形板相配合、弯折的弹性密封片。
2.如权利要求1所述的一种刚柔耦合式径向密封装置，其特征在于：所述弹性密封片为U型双臂前倾型弹性密封片。
3.如权利要求1所述的一种刚柔耦合式径向密封装置，其特征在于：所述弹性密封片为U型双臂后倾型弹性密封片。
4.如权利要求1所述的一种刚柔耦合式径向密封装置，其特征在于：所述弹性密封片为S型弹性密封片。
5.如权利要求1至4任一所述的一种刚柔耦合式径向密封装置，其特征在于：每块转子径向隔板与刚性支撑板固联处还设有位于二者之间的间隙调节垫板。
6.如权利要求5所述的一种刚柔耦合式径向密封装置，其特征在于：所述刚性支撑板的厚度大于转子径向隔板的厚度。
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