烟气密封挡板门的制作方法

本发明涉及一种烟气密封挡板门，具体应用于高温介质烟道上的烟气密封挡板门。

背景技术：

随着国家对环保要求的不断提高，在电厂、供暖行业等能够产生大量烟气的烧煤锅炉，对烟气排放指标有了更严的要求。且随着烟气脱硝技术的推广，烟气挡板门得到广泛应用。

通常，烟气挡板门的制造应考虑以下几个方面关键技术。

1、挡板门的整体泄漏率。

2、挡板门轴及阀板（烟气挡板门挡板叶片）的纵向横向膨胀。

3、挡板门的轴密封性。

4、挡板门的阀体与驱动装置的连接处应设置隔热散热结构。

中国发明专利《烟气挡板门》，申请号为201510616900.3，公开了一种烟气挡板门，该烟气挡板门分为圆形挡板门和矩形挡板门，且挡板门包括边框和可相对于边框旋转的叶片，在边框或叶片上安装有烟气密封装置。

该发明在低成本的前提下实现了叶片与边框间的密封性，减轻了挡板门的整体泄漏率。但还存在着一些无法解决的问题，例如，一、烟气挡板门输出轴，特别是高温烟气挡板门的输出轴与电动执行器连接后，因电装温度过高，导致电装核心部件—芯片及电器元件老化、烧毁，无法工作的难题。二、挡板门的轴密封难题。

技术实现要素：

本发明就是针对《烟气挡板门》，申请号为201510616900.3，存在的缺陷，在此基础上进行的改进，本发明提供了一种烟气密封挡板门，其用在高温烟气挡板门上，结构简单，无需现场二次安装调试即可实现轴隔热功能，并完善了挡板门轴密封的性能，克服了烟气挡板门在不同工况状态下对轴密封的腐蚀问题，提高了烟气挡板叶片的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括边框和可相对于边框旋转的叶片，以及穿设在叶片上的转动轴，和用于通过转动轴控制叶片绕着转动轴在边框内旋转的执行器。

其特征在于，所述执行器与转动轴间设置有轴隔热装置；且所述转动轴上装设有烟气轴密封系统。

作为本发明的一种优选方案，所述轴隔热装置包括隔热装置框架，该隔热装置框架设置于与电动执行器相连的涡轮箱与挡板轴骨架之间，隔热装置框架的上端与涡轮箱相连，隔热装置框架的下端与挡板轴骨架相连；所述框架内设置有法兰轴、法兰轴套及连接法兰，法兰轴的轴端穿出所述框架上端、与涡轮箱的输出孔相连，法兰轴套的轴套端穿出框架下端、与挡板门输出轴相连；法兰轴的法兰端与法兰轴套的法兰端通过连接法兰相连。

作为本发明的另一种优选方案，所述隔热装置框架的上端通过连接螺栓与涡轮箱相连，隔热装置框架的下端通过连接螺栓与涡轮箱相连。

作为本发明的另一种优选方案，所述法兰轴的法兰端与连接法兰通过隔热螺栓相连，且隔热螺栓外套装有高温隔热套管；所述高温隔热套管的材质采用电木。

作为本发明的另一种优选方案，所述法兰轴套的法兰端与连接法兰通过套管螺栓相连，套管螺栓外套装有高温隔热套管；所述高温隔热套管的材质采用电木。

作为本发明的另一种优选方案，所述隔热装置框架上设置有多个散热孔。

作为本发明的另一种优选方案，所述烟气轴密封系统包括装配于转动轴上的填料盒；且该填料盒内腔前宽后窄；该填料盒以油封骨架作为压盖，塞紧于填料盒宽部的前端端口，且轴穿过油封骨架时，油封骨架与轴或轴的合金外衬套紧密配合；所述填料盒内腔的窄部设置有合金内衬套，轴由油封骨架穿入填料盒，由合金内衬套中穿出填料盒，合金内衬套上、轴穿出的一端设置有用于密封的o型密封圈，且该o型密封圈以密封垫或四氟垫压紧于合金内衬套端部；当轴穿过填料盒时，在填料盒内腔的宽部、油封骨架与密封圈之间形成密闭空腔，填料盒上开设有与密闭空腔相连通的注油孔，该注油孔用于向所述密闭空腔内注入润滑脂油。

作为本发明的另一种优选方案，所述的油封骨架为环形套状结构，轴由该套状结构穿过，油封骨架将填料盒的一端封紧；所述的油封骨架采用氟橡胶材质；所述的注油孔上设置有注油嘴；所述注油孔采用排气管螺栓；所述密封圈采用氟橡胶圈；所述密封垫以轴套压紧于填料盒的合金内衬套端部。

作为本发明的另一种优选方案，所述密封垫为密封伸缩垫，其包括中空的环形垫片结构，其特征在于，该环形垫片结构由左右两侧的环片和夹在两环片间的波纹管体组成；所述波纹管体包括作为管体外壁的外环波纹管和作为管体内壁的内环波纹管，外环波纹管与内环波纹管间留有间隙。

作为本发明的另一种优选方案，所述环片为不锈钢环片，其厚度为0.5mm，所述外环波纹管的厚度为0.35mm，内环波纹管的厚度为0.35mm，外环波纹管与内环波纹管的材质采用不锈钢材质。

与现有技术相比本发明有益效果。

本发明所述轴隔热装置，提高了挡板门轴的隔热性能，有效解决电动执行器电器元件老化问题，节约材料，同时安装简便。

本发明所述轴密封系统，改变传统挡板门由盘根压兰结构密封，为高温润滑脂油密封。突破性的解决轴密封系统的密封难题，同时轴密封系统的润滑功能得到改善，提高了轴密封填料盒外端受环境温差冷凝锈蚀能力及填料盒内端挡板门烟道冷凝的化学低温酸腐蚀能力。

本发明所述轴密封系统内的密封垫，有效的解决了轴在高温状态下的纵向伸缩补偿和轴在高温转动时的灵活及密封性，提高了挡板门的密封效率和使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明轴隔热装置结构示意图。

图3是本发明传统烟气挡板门轴与填料盒间的密封示意图。

图4是本发明轴密封系统结构示意图。

图5是本发明密封伸缩垫配装示意图。

图6是本发明密封伸缩垫膨胀伸缩示意图。

图7是本发明密封伸缩垫总成图。

图8是本发明的伸缩垫的主视图。

图9是本发明伸缩垫的左视图。

图10是本发明伸缩垫的俯视图。

1为执行器、2为涡轮箱、3为法兰轴、4为连接螺栓、5为石棉板、6为框架、7为散热孔、8为隔热螺栓、9为隔热套管一、10为连接法兰、11为套管螺栓、12为隔热套管二、13为法兰轴套、14为转动轴、15为挡板轴骨架、16为轴隔热装置、17为轴骨架支架；21为阀体、22为填料盒、24为填料、25为压盖、27为合金内衬套、28为密封垫、29为密封圈、210为注油孔、211为注油嘴、212为油封骨架、213为合金外衬套、214为润滑脂油、216为轴套；32为叶片、34为边框、310为外环波纹管、311为环片、312为内环波纹管。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括边框34和可相对于边框34旋转的叶片32，以及穿设在叶片32上的转动轴，和用于通过转动轴控制叶片32绕着转动轴在边框34内旋转的执行器。所述执行器与转动轴间设置有轴隔热装置16；且所述转动轴上装设有烟气轴密封系统。

通常，烟气挡板门电动执行器1的安装，是涡轮箱2与挡板轴骨架15相连，挡板轴骨架15通过螺栓与轴骨架支架17固定在挡板门阀体（外壳）上。挡板门输出轴（转动轴14）镶嵌在涡轮箱2的输出孔，形成直连。或者是将高温烟气挡板门的转动轴14，通过连杆进行角接，使电动执行器1远离高温烟气挡板门进行隔热。

但以上轴隔热结构的应用，虽然提高了高温烟气挡板门轴的隔热性，但是同时存在以下弊端。

1、输出轴14的加长使挡板门输出轴的轴支架加长，加长后的轴强度减弱，需要把轴加粗，方能保持强度。加长后的输出轴14，会导致扭矩加大。

2、若连杆角接隔热装置，需现场二次安装调试，而挡板门安装位置多在离地几米或十几米高空，电动执行器安装需现场制作平台或固定地面，造成不必要的人力物力消耗和危险性。

3、轴加长和连杆交接装置，起到了轴隔热性能，但其增加了制造和现场二次调试安装等工序，加大了高温烟气挡板门的制造成本，耗用大量人力物力。

本发明是在此基础上，通过隔热装置框架6将挡板门输出轴（转动轴14）断开，通过隔热装置连接法兰10及隔热部件与法兰轴14与涡轮箱2的输出孔连接达到轴隔热的性能。

如图2所示，所述轴隔热装置包括隔热装置框架6，该隔热装置框架6设置于与电动执行器1相连的涡轮箱2与挡板轴骨架15之间，隔热装置框架6的上端与涡轮箱2相连，隔热装置框架6的下端与挡板轴骨架15相连。所述框架6内设置有法兰轴14、法兰轴套13及连接法兰10，法兰轴14的轴端穿出所述框架6上端、与涡轮箱2的输出孔相连；法兰轴套13的轴套端依次由框架6下端及挡板轴骨架15中穿出、与挡板门输出轴14相连。法兰轴14的法兰端与法兰轴套13的法兰端通过连接法兰10相连。

优选地，所述隔热装置框架6的上端与涡轮箱2间夹有石棉板5，隔热装置的下端与挡板轴骨架15间也夹有石棉板5。所述隔热装置框架6的上端通过连接螺栓4与涡轮箱2相连，隔热装置框架6的下端通过连接螺栓4与涡轮箱2相连。

优选地，所述法兰轴的法兰端与连接法兰10通过隔热螺栓8相连，且隔热螺栓8外套装有高温隔热套管。所述法兰轴套13的法兰端与连接法兰10通过套管螺栓11相连，套管螺栓11外套装有高温隔热套管。所述高温隔热套管的材质采用电木。所述隔热装置框架6上设置有多个散热孔7。

本发明所述轴密封系统不同于现有技术，传统的烟气挡板门烟气轴密封装置，通常由轴和填料盒组成。如图3所示，填料盒为圆柱形中空的筒体结构，该筒体内腔呈前宽后窄状，形成宽部与窄部，用螺栓将压盖25封死填料盒前端端部后，将组装后的填料盒装置套在轴上，填料盒外、以轴套靠紧，组成轴密封系统。且填料盒装置与轴配合后在筒体内腔的宽部形成空腔，用于添加密封填料，填料选用石墨盘根。

以上的烟气挡板门烟气轴密封装置，虽然有了轴密封的性能，但仍存在以下技术不足。

1、填料盒内所填盘根的数量及密度在装配时无法准确掌控，密度小易漏烟，密度大会使轴的扭矩增大。

2、填料盒的内表面易受低温化学酸腐蚀，使填料盒与轴生锈卡死，无法使用，具体参见图3内a点。

3、填料盒的前端面、外表面，填料盒压盖25与轴受环境温差影响易产生低温冷凝，使填料盒压盖25与轴锈蚀，具体参见图3内b点。

4、由于以上2、3两点所述填料盒内表面受低温化学酸腐蚀，外表面受环境温差冷凝锈蚀，从而导致填料盒22内填料24老化、板结，使填料盒与轴锈蚀，具体参见图3内c点。

因此，烟气挡板叶片32通常是处于开或关闭状态，开关频率很低，a、b、c三点长期处于静态低温冷凝化学酸腐蚀中，最终使叶片32的转动轴无法转动。

本发明所述轴密封系统如图4所示，包括装配于（转动）轴14上的填料盒；且该填料盒22内腔前宽后窄。其中，填料盒22固定于阀体21上。

该填料盒22以油封骨架212作为压盖25，塞紧于填料盒22宽部的前端端口，且轴14穿过油封骨架212时，油封骨架212与轴14或轴的合金外衬套213紧密配合；所述填料盒内腔的窄部设置有合金内衬套27，轴由油封骨架212穿入填料盒22，由合金内衬套27中穿出填料盒，合金内衬套27上、轴穿出的一端设置有用于密封的o型密封圈29，且该o型密封圈29以密封垫28压紧于合金内衬套13端部；当轴14穿过填料盒22时，在填料盒内腔的宽部、油封骨架212与密封圈之9间形成密闭空腔，填料盒上开设有与密闭空腔相连通的注油孔210，该注油孔210用于向所述密闭空腔内注入润滑脂油214。

优选地，所述的油封骨架212为环形套状结构，轴由该套状结构穿过，油封骨架将填料盒的一端封紧。

优选地，所述的油封骨架212采用氟橡胶材质。

优选地，所述的注油孔210上设置有注油嘴211。

优选地，所述注油孔210采用排气管螺栓。

优选地，所述密封圈29采用氟橡胶圈。

优选地，所述密封垫28以轴套压紧于填料盒外，轴套216与叶片32相连。

具体地，1、本轴密封系统，由油封骨架212替代现有技术的压盖25，油封骨架212是高温氟橡胶材料制成，与轴外衬合金套管（合金外衬套213）装配时紧密配合，可承受各种工况下的低温冷凝，低温酸腐蚀，提高了b点轴密封性能。使外衬不锈钢套管后的轴14转动自如，永不锈蚀。同时，在烟气挡板门装配时，轴密封系统不再需要填充盘根填料4和压紧压盖25这两道工序，既节约人力，也节省材料和降低机加成本。

2、在烟气挡板门转动轴的轴套216前端（与填料盒装置后端）相接处，增加o型氟橡胶圈（密封圈29），镶嵌在填料盒22的内衬合金套7内圆上（近轴端），用密封垫28压紧。装配时填料盒22与外衬不锈钢套管后的轴14紧密配合，可承受挡板门内的烟气流速，同时解决风压低温酸腐蚀对轴密封装置在a点的密封难题。

3、外衬不锈钢套管后的轴14与填料盒装置装配后，使两者间形成密闭空腔，用于添加填料14，由注油嘴211注入后，打开排气孔螺栓（注油孔210），油注满后排气孔锁死。c点注满润滑脂油。a点填料盒合金内衬套27与合金外衬套213之间（0.02mm）形成润滑脂油膜，从而解决了a点填料盒22与轴14之间锈蚀这一技术难题。

更为具体地，本发明的填料盒结构与现行技术一样，类似于圆柱形中空的筒体结构，内表面加工出一个台阶，使前端与后端厚度不一样，前端薄，后端厚。组装时，先将填料盒内衬不锈钢套管（合金内衬套27）内衬于填料盒22内侧后端，与后端取齐。前端装入油封骨架212。内衬后的填料盒22、外衬后的轴14和油封骨架212形成一个空腔，用于加添填料14，从注油嘴211注入润滑脂，当注满后，自动封住排气孔，组成填料盒装置，在装置后端填料盒内衬合金套管（合金内衬套27）后端近轴侧加工圆弧槽，将o型氟橡胶圈9卡入槽内箍在外衬合金套管后的轴14上，后端用密封垫28压紧后，挤压在后端的轴套216前端。完成轴密封系统。

如图5-10，轴密封系统中的密封垫包括其包括中空的环形垫片结构，该环形垫片结构由左右两侧的环片311和夹在两环片311间的波纹管体组成；所述波纹管体包括作为管体外壁的外环波纹管310和作为管体内壁的内环波纹管312，外环波纹管310与内环波纹管312间留有间隙。

具体地，密封垫28的左右表面为环形平行平面，侧面的内、外圆呈波纹管状，两平行排列的环形采用0.5mm厚的不锈钢环片311，侧面由0.35mm厚的外环波纹管310、0.35mm厚的内环波纹管312冲压而组成。该密封垫28成型后l=12mm。该密封垫13总成装配于烟气密封挡板门上，如图5及6所示，装配受热后，l总长由12mm压缩至l=8mm，保持填料盒22（端部与内环波纹管312之间）的密封性。该密封垫28的长度l的行程，随烟气密封挡板门的温度而变化，l的设计伸缩补偿量为0～3mm。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。