CN2703167Y - 一种用于高炉煤气能量回收透平装置轴端的碳环密封 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于高炉煤气能量回收透平装置的碳密封环，该碳环密封为整体式结构或剖分式结构，包括一环形密封腔体和一环形轴套，密封腔体内有环形槽，槽内至少装有二个环形石墨密封环，该石墨密封环的截面为矩形，石墨密封环的内径与环形轴套形成间隙配合，二者之间有0.01mm的间隙；剖分式结构的轴套由半圆形的两瓣组成，每瓣外缘设有两个凸耳，用螺钉组合成一体，轴套外表面涂有耐磨涂层，耐磨涂层为三氧化二铝涂层或者三氧化二铬或者纯铬涂层。本实用新型采用碳密封环作为高炉煤气能量回收透平装置的轴端密封，可以消除煤气泄漏；氮气消耗量大幅度减少，只有25Nm3/h；碳密封环与轴套不接触，无磨损、寿命长，取消了控制系统，操作维修简单。
Description
技术领域
本实用新型属于一种高炉煤气能量回收透平装置的部件，特别涉及一种用于高炉煤气能量回收透平装置轴端的碳环密封。
背景技术
高炉煤气能量回收透平装置是将炼铁高炉内的煤气压力能转变成带动发电机组发电的重大环保、节能装置。该装置内的介质为高炉煤气，属于易燃、易爆、有毒的危险性气体。其轴端密封装置是保证机组长期、安全、高效运行的关键部件。这类机组在国内外一般采用以氮气为密封气的迷宫密封，这种密封的高炉煤气泄漏量大，超过50ppm，威胁人体健康；同时，消耗大量密封氮气，达到500Nm3/h，不符合环保与节能的要求。也有的高炉煤气能量回收透平装置的密封采用组合式浮环—螺旋密封，煤气泄漏量有所减少，氮气消耗量有所减少，比迷宫密封有了一定改善，但也存在一些缺点，比如控制系统复杂，环节多，操作困难，难于实现设计。
发明内容
为了克服上述高炉煤气能量回收透平装置中密封的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提出一种用于高炉煤气能量回收透平装置轴端的碳环密封。
实现上述目的采取的技术方案是，该碳环密封安装在高炉煤气能量回收透平装置的轴端，其特点是，该碳环密封包括一环形密封腔体和一环形轴套，密封腔体内有环形槽，槽内至少装有二个环形石墨密封环，石墨密封环的内径与环形轴套形成很小间隙，二者之间只有0.01mm的间隙，环形轴套外表面涂有耐磨涂层。
本实用新型的其它一些特点是，该石墨密封环的截面为矩形。
所述的密封腔体、环形轴套和石墨密封环为整体结构或剖分式结构。
所述的耐磨涂层为三氧化二铝涂层或者三氧化二铬或者纯铬涂层。
本实用新型采用碳环密封作为高炉煤气能量回收透平装置的轴端密封，可以消除煤气泄漏；氮气消耗量大幅度减少，只有25Nm3/h；碳密封环与轴套不接触，无磨损，寿命长，取消了控制系统，操作维护简便。
附图说明
图1是高炉煤气能量回收透平装置轴端采用的碳环密封纵剖面图；
图2是整体式碳环密封纵向剖面图；
图3a是整体式石墨密封环的剖面图；
图3b是整体式石墨密封环的正视图；
图4是剖分式碳环密封纵向剖面图；
图5a是剖分式石墨密封环的剖面图；
图5b是剖分式石墨密封环的正视图；
图6是整体式轴套剖面图；
图7a是剖分式轴套剖视图A-A；
图7b是剖分式轴套横向剖面图；
图8a是剖分式密封腔体横向剖面图；
图8b是剖分式密封腔体纵向剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和发明人给出的实施例对本发明进行详细说明。
图1是高炉煤气能量回收透平装置应用本实用新型的碳环密封后的纵剖面图。该高炉煤气能量回收透平装置由定子1、转子2、径向轴承3、止推轴承4、进气端一侧碳环密封5、出气端一侧碳环密封6组成，该进气端一侧碳环密封5和出气侧碳环密封6分别安装在高炉煤气能量回收透平装置的轴端。进气端一侧的碳环密封5(参见图2)，它包括环环形密封腔体7，腔体7内有环形槽，槽内至少装有二个环形石墨密封环8，该环横截面为矩形，石墨密封环8的内径与环形轴套9形成间隙，二者之间有0.01mm的间隙；出气端一侧碳环密封6，它由两瓣半圆形的密封腔体11、半圆形的石墨密封环13、半圆形的轴套12组成。
碳环密封的作用是使密封氮气的压力高于高炉煤气的压力，则密封氮气中的一部分通过二者之间的间隙，流向高炉煤气侧A，将高炉煤气封住，达到密封的目的；密封氮气的另一部分通过大气侧B的石墨密封环8与轴套9的间隙流向大气。由于二者间隙非常小，因此，流过间隙的氮气量很小，可以节约氮气。
当转子2旋转时，进气端一侧通过销钉10带动轴套9一起旋转；出气端一侧通过销钉14(图4)，带动轴套12一起旋转。由于氮气具有粘性，根据雷诺方程，二者间隙中的氮气产生浮升力，该力把石墨密封环8和石墨密封环13托起，使得石墨密环8与轴套9，石墨密封环13与轴套12脱离接触，不产生磨损，达到长寿命的效果。
图3a.、图3b是整体式石墨密封环的剖面图和正视图。正视图中设有防转销钉孔，密封腔体7(图2)上设有防转销钉，该销钉插入石墨密封环8的防转销钉孔内，防止石墨密封环旋转。
图4是剖分式碳环密封纵向剖面图。由于转子2上的止推盘P的外径大于碳环密封环的内孔直径，碳环密封无法穿过止推盘P到达密封轴段，因此，剖分式碳环密封由两半圆形的密封腔体11、三瓣型石墨密封环13、两半圆形的轴套12组成，轴套每半圆外缘设有两个凸耳，用螺钉组合成一体。
图5a.、图5b是剖分式石墨密封环的剖面图和正视图。图中石墨密封环17为三瓣式结构，长方体的制动片16位于其中两瓣石墨密封环之间，制动片上开设有小孔，拉伸弹簧15从小孔穿过，拉伸弹簧15把三瓣石墨密封环扎紧。
图6是整体式轴套剖面图。圆筒形轴套9(参见图2)的外表面为高硬度耐磨涂层，以增加轴套的耐磨性，延长使用寿命。轴套外表面耐磨涂层为三氧化二铝涂层或者三氧化二铬或者纯铬涂层。
图7是剖分式轴套剖视图(7a)和横向剖面图(7b)。该轴套由半圆形的两瓣18、20组成，每瓣外缘设有两个凸耳，用螺钉组合成一体。外表面为高硬度耐磨涂层，以增加轴套的耐磨性，延长使用寿命。轴套外表面耐磨涂层为三氧化二铝涂层或者三氧化二铬或者纯铬涂层。
图8是剖分式密封腔体横向剖面图(8a)和纵向剖视图(8b)。该密封腔体由两瓣21、24组成，两瓣之间用销钉22定位，用螺钉23拧紧。
Claims (4)
1.一种用于高炉煤气能量回收透平装置轴端的碳环密封，该碳环密封安装在高炉煤气能量回收透平装置的转子(2)上，其特征在于，该碳环密封包括一环形密封腔体(7)和一环形轴套(9)，密封腔体(7)内有环形槽，槽内至少装有二个环形石墨密封环(8)，石墨密封环(8)的内径与环形轴套(9)形成间隙配合，二者之间有0.01mm的间隙，环形轴套(9)外表面涂有耐磨涂层。
2.如权利要求1所述的用于高炉煤气能量回收透平装置轴端的碳环密封，其特征在于，该石墨密封环(8)的截面为矩形。
3.如权利要求1所述的用于高炉煤气能量回收透平装置轴端的碳环密封，其特征在于，所述的密封腔体(7)、环形轴套(9)和石墨密封环(8)为剖分式结构。
4.如权利要求1所述的用于高炉煤气能量回收透平装置轴端的碳环密封，其特征在于，所述的耐磨涂层为三氧化二铝涂层或者三氧化二铬或者纯铬涂层。
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2004
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