烟气阀门转轴密封结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及烟气阀门。一种能够对烟气阀门的转轴进行轴端密封的且密封效果可调的烟气阀门转轴密封结构，包括填料管，所述填料管内设有依次抵接在一起的压圈、第一缓冲环、压缩弹簧、石墨密封圈和第二缓冲环，填料管的一端设有内挡边、另一端设有外挡边，压圈远离第一缓冲环的一端设有外翻边，外翻边和外挡边通过装配螺栓连接在一起，外翻边和外挡边之间设有调节间隙，第二缓冲环同所述内挡边抵接在一起，石墨密封圈的外周面同填料管内周面密封连接在一起，烟气阀门包括转轴，转轴穿设于石墨密封环内且密封抵接在一起，转轴和石墨密封环的配合面为小径端靠近内挡边的锥面。本发明解决了现有的烟气阀门会产生轴端泄漏的问题。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烟气阀门，尤其涉及一种烟气阀门转轴密封结构，属于燃机发电技术 领域。 烟气阀门转轴密封结构
【背景技术】
[0002] 烟气阀门是联接燃气轮机(又称燃机）和余热锅炉的设备，其内部烟气的温度在 500°C?700°C之间，压力为5000?6500Pa，使用时通过外部的液压油缸或电机驱动，带动 烟气阀门转轴转动，从而实现阀板的〇?90°的转动。在中国申请号为2007101646590、公 开日为2008年7月9日、名称为"烟气挡板门及密封装置"的专利文件中公开了一种烟气 阀门及密封结构。现有的烟气阀门都只解决了阀板和烟道之间合拢时的密封问题，对于烟 气阀门转轴和烟道壁之间的密封(又称轴端密封)问题没有得到有效的解决。烟气阀门转轴 密封不好时设备内部高温烟气会泄漏、影响设备的性能和造成环境污染。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种能够对烟气阀门的转轴进行轴端密封的且密封效果可调的烟 气阀门转轴密封结构，解决了现有的烟气阀门会产生轴端泄漏的问题。
[0004] 以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种烟气阀门转轴密封结构，包括填 料管，所述填料管内设有依次抵接在一起的压圈、第一缓冲环、压缩弹簧、石墨密封圈和第 二缓冲环，所述填料管的一端设有内挡边、另一端设有外挡边，所述压圈远离第一缓冲环的 一端设有外翻边，所述外翻边和所述外挡边通过装配螺栓连接在一起，外翻边和外挡边之 间设有调节间隙，所述第二缓冲环同所述内挡边抵接在一起，所述石墨密封圈的外周面同 所述填料管内周面密封连接在一起，烟气阀门包括转轴，所述转轴穿设于所述石墨密封环 内且密封抵接在一起，所述转轴和石墨密封环的配合面为小径端靠近所述内挡边的锥面。 使用时，通过将外挡边和烟道连接在一起来实现本发明的固定，当石墨密封圈和转轴之间 因为磨损而导致密封效果不良时，通过压圈去推石墨密封圈相对于转轴轴向移动、从而从 新密封上，压缩弹簧收缩提供石墨密封圈移动的空间。
[0005] 作为优选，所述石墨密封圈包括外管和至少两道沿外管轴向分布的石墨环，所述 石墨环的外周面同所述外管的内周面密封抵接在一起，所述外管的外周面同所述填料管的 内周面密封抵接在一起。单道石墨环时，由于加工精度的限制，石墨环的内周面可能产生轴 向贯通的小凹槽，使得使用时下凹槽所在的部位容易产生泄漏现象，采用至少两道石墨环 进行密封后，两道石墨环中的凹槽沿转轴周向错开的几率增大，从而不容易产生泄漏的现 象，因此能够通过随机误差互相抵消来提高密封性。
[0006] 作为优选，所述缓冲环的内周面设有沿缓存环周向延伸的环形泄压槽。开启烟气 挡板门的过程中，烟气沿转轴流动的部分的动能在抵达石墨密封圈前会先经过缓冲环的内 周面，此时泄压槽起到对该股烟气进行降速的作用、烟气到达石墨密封圈时的动能变小，从 而能够有效降低开门时烟气的瞬时冲击力对密封处的破坏，使得本发明的密封效果得到有 效提升。
[0007] 作为优选，所述内挡边和缓冲环之间、以及压圈和缓冲环之间都设有挡环，挡环的 外径小于所述缓冲环的外径，挡环的内径小于缓冲环的内径。装配过程中，若果采用局部敲 击或挤压的方法使压圈挤压内部部件时，压圈会对内部部件产生偏置力矩，该偏置力矩会 导致石墨密封圈内周向的偏磨，该技术方案能够对偏置力矩起到散开作用，从而起到降低 装配过程中对石墨密封圈内周面产生的偏磨。
[0008] 作为优选，所述石墨密封圈的两端各设有至少两个所述缓冲环，相邻的缓冲环之 间设有所述挡环。能够进一步降低装配过程中在石墨密封圈内周面所产生的偏磨和降低石 墨受到轴向力时产生的破损现象。
[0009] 作为优选，烟气阀门还包括门板，所述转轴上套设有粘接环，所述粘接环位于所述 缓冲环和石墨密封圈之间，所述粘接环包括止溢环和铝环，所述止溢环朝向石墨密封圈一 端的端面的径向内端设有环形容置槽，所述铝环位于所述容置槽内，所述铝环将所述石墨 密封圈和所述转轴密封连接在一起，所述转轴对应于所述粘接环的部位的内部设有使所述 铝环熔化用的电热管。装配前铝环是不粘接在石墨密封圈和转轴上的，当本发明装配好后， 通过电容管加热熔化铝环，然后停止加热，铝环冷却固化后而将石墨密封圈和转轴密封粘 接在一起。后续使用过程中，每次在转动转轴前通过电热管使铝环熔化而使得转轴能够轻 松方便地转动，转轴转动到位后停止加热铝环，铝环重新冷却固化而实现密封。
[0010] 作为优选，所述胶粘环位于石墨密封圈和门板之间。转轴的位于石墨密封圈和门 板之间的部位即内端的温度较高（比烟囱内的烟气温度（500°C?700°C)低50° )、另一端 的温度接近于外部环境的温度(就算夏天也不会超过60° )。该技术方案能降低熔化铝环时 的能量，使得熔化铝环时耗时短、耗能低。
[0011] 作为优选，烟气阀门还包括门板，所述转轴设有外转子电机，所述压圈位于所述门 板和外转子电机之间，所述外转子电机和所述转轴同轴，所述外转子电机的外转子上设有 使气流朝向所述压圈和转轴的连接处吹的叶片。能够以紧凑的结构沿转轴表面向烟道内部 吹气，既能起到阻止石墨密封圈磨损下的部分脱落到烟道外部、有利于保持环境，同时在密 封处产生泄漏时，该气流能够起到阻止烟气外泄的作用，密封效果得到进一步的提升。
[0012] 作为优选，所述转轴内部设有用于驱动所述外转子电机的温差发电管，所述温差 发电管的高温端位于所述门板内。实现了利用烟气的温度进行发电而驱动外转子电机来实 现密封，能够降低本发明的能耗。同时温差发电机还对门板起到了降温的作用，能够降低门 板高温老化的速度、以提高门板的使用寿命。
[0013] 作为优选，所述温差发电管的高温端为板状结构，所述温差发电管的高温端的面 积为所述门板面积的50%-80%。能够进一步提高温差发电机的发电量和对门板的降温效果。
[0014] 本发明具有下述优点：实现了对使用在高温环境中的烟气阀门的转轴的轴端密 封；设置有内挡边和压圈，而石墨密封圈两端都通过缓冲环同内挡边和压圈抵接在一起，装 配过程中石墨密封圈局部所承受到的最大瞬时冲击力小，装配过程中不容易导致石墨环的 破损，对装配时的要求低，提高了装配时的方便性；石墨密封圈和转轴通过锥面配合并设置 压缩弹簧，使得密封不良后可以再次进行调节而从新密封上；设置填料管对各个部件进行 统一固定，安装时的方便性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明没有画出转轴时的示意图。
[0016] 图2为图1的A处的局部放大示意图。
[0017] 图3本发明的示意图。
[0018] 图4为图3的B处的局部放大示意图。
[0019] 图中：填料管1、内挡边11、外挡边12、连接孔13、调节间隙15、压圈2、外翻边21、 装配螺栓22、石墨密封圈3、外管31、石墨环32、第一缓冲环41、第二缓冲环42、泄压槽41、 挡环5、粘接环6、电热管61、止溢环62、环形容置槽621、铝环63、烟气阀门7、门板71、转轴 72、烟气挡板门驱动机构73、外转子电机8、叶片81、温差发电管9、温差发电管的高温端91、 压缩弹簧10、缓冲环的外径R1、挡环的外径R2、缓冲环的内径R3、挡环的内径R4。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0021] 参见图1，一种烟气阀门转轴密封结构，包括填料管1和压圈2。填料管1的右端 设有内挡边11。填料管1的左端设有外挡边12。外挡边12设有连接孔13。填料管1内设 有依次抵接在一起的2个第一缓冲环41、压缩弹簧10、石墨密封圈3、2个第二缓冲环42。
[0022] 压圈2的外端即图中左端设有外翻边21。外翻边21和外挡边12之间通过装配螺 栓22连接在一起，外翻边21和外挡边12之间设有调节间隙15。压圈2的右端穿设在填料 管1的左端内且同第一缓冲环41抵接在一起。
[0023] 石墨密封圈3包括外管31和石墨环32。石墨环32的外周面同外管31的内周面 密封抵接在一起。外管31的外周面和填料管1的内周面密封抵接在一起。石墨环的内周 面321为锥面，石墨环的内周面321右端为小径端。
[0024] 压圈2和第一缓冲环41之间、2个第一缓冲环41之间、2个第二缓冲环42之间、 以及第二缓冲环42和内挡边11之间都设有挡环5。
[0025] 第一缓冲环41和第二缓冲环42的结构相同。
[0026] 参见图2,第二缓冲环42的内周面设有环形泄压槽43。挡环的外径R2小于缓冲 环的外径R1。挡环的内径R4小于缓冲环的内径R3。
[0027] 参见图3,烟气挡板门7包括门板71、转轴72和烟气挡板门驱动机构73。门板71 连接在转轴72的右端。烟气挡板门驱动机构73为电机。烟气挡板门驱动机构73连接在 转轴72的左端。转轴72和石墨密封环3之间为锥面配合。当石墨密封圈和转轴之间磨损 后，通过紧装配螺栓22使压圈2右移而右推石墨密封环3使得转轴72和石墨密封环之间 从新密封上。
[0028] 转轴72和门板71都为中空结构。转轴72设有外转子电机8。外转子电机8和转 轴72同轴地设置在转轴72上。外转子电机8的外转子上设有叶片81。压圈2位于门板 71和外转子电机8之间。转轴72内部设有用于驱动外转子电机8的温差发电管9。温差 发电管的高温端91位于门板71内。温差发电管的高温端91为板状结构。温差发电管的 高温端91的面积为门板71面积的50%。转轴72上套设有粘接环6。胶粘环6位于石墨密 封圈3和门板71之间。转轴72对应于粘接环的部位的内部设有电热管61。
[0029] 参见图4,粘接环6位于缓冲环4和石墨密封圈3之间。粘接环6包括止溢环62 和铝环63。止溢环62朝向石墨密封圈一端的端面的径向内端设有环形容置槽621。铝环 63位于容置槽621内。
[0030] 使用时，参见图3和图4,通过安装螺栓穿管连接孔13而外挡边12和烟道的外壳 连接在一起来实现本发明的固定。填料管3和烟道之间为密封连接的 在660°温度以下时，铝环63是处于固态的。当本发明的各个部件组装好后，给电热管 61供电，电容管61产生的热量经转轴72传递给铝环63而使得铝环63熔化。在止溢环62 的作用下，熔化的铝环63不会从止溢环62和转轴72之间、以及止溢环62和石墨密封圈3 之间流出。然后停止给电热管61供电，铝环63降温而固化，固化后的铝环63将石墨密封 圈3和转轴72密封粘接在一起。当要转动转轴72去驱动门板71时，则先通过电热管61 加热错环63到液态、然后进行转动转轴；转动完毕后、停止电热管61而使错环63重新固化 而将石墨密封圈3和转轴72密封粘接在一起。
[0031] 门板72在高温烟气的作用下温度升高，使得温差发电管9发电，温差发电管9发 出的电驱动外转子电机8转动，外转子电机8带动叶片81转动，叶片81产生的风朝向压圈 2吹，使得石墨密封圈3使用过程中产生的碎片不能够从外端（即图中左端)掉出，且该风起 到如果石墨密封环3和铝环63的密封都失效后继而阻止烟气沿转轴周向外泄的作用。
[0032] 实施例二，同实施例一的不同之处为：温差发电管的高温端的面积为门板面积的 80%。
【权利要求】
1. 一种烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，包括填料管，所述填料管内设有依次抵 接在一起的压圈、第一缓冲环、压缩弹簧、石墨密封圈和第二缓冲环，所述填料管的一端设 有内挡边、另一端设有外挡边，所述压圈远离第一缓冲环的一端设有外翻边，所述外翻边和 所述外挡边通过装配螺栓连接在一起，外翻边和外挡边之间设有调节间隙，所述第二缓冲 环同所述内挡边抵接在一起，所述石墨密封圈的外周面同所述填料管内周面密封连接在一 起，烟气阀门包括转轴，所述转轴穿设于所述石墨密封环内且密封抵接在一起，所述转轴和 石墨密封环的配合面为小径端靠近所述内挡边的锥面。
2. 根据权利要求1所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，所述石墨密封圈包括 外管和至少两道沿外管轴向分布的石墨环，所述石墨环的外周面同所述外管的内周面密封 抵接在一起，所述外管的外周面同所述填料管的内周面密封抵接在一起。
3. 根据权利要求1或2所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，所述缓冲环的内周 面设有沿缓存环周向延伸的环形泄压槽。
4. 根据权利要求1或2所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，所述内挡边和缓冲 环之间、以及压圈和缓冲环之间都设有挡环，挡环的外径小于所述缓冲环的外径，挡环的内 径小于缓冲环的内径。
5. 根据权利要求4所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，所述石墨密封圈的两 端各设有至少两个所述缓冲环，相邻的缓冲环之间设有所述挡环。
6. 根据权利要求1或2所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，烟气阀门还包括门 板，所述转轴上套设有粘接环，所述粘接环位于所述缓冲环和石墨密封圈之间，所述粘接环 包括止溢环和铝环，所述止溢环朝向石墨密封圈一端的端面的径向内端设有环形容置槽， 所述铝环位于所述容置槽内，所述铝环将所述石墨密封圈和所述转轴密封连接在一起，所 述转轴对应于所述粘接环的部位的内部设有使所述铝环熔化用的电热管。
7. 根据权利要求6所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，所述胶粘环位于石墨 密封圈和门板之间。
8. 根据权利要求1或2所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，烟气阀门还包括门 板，所述转轴设有外转子电机，所述压圈位于所述门板和外转子电机之间，所述外转子电机 和所述转轴同轴，所述外转子电机的外转子上设有使气流朝向所述压圈和转轴的连接处吹 的叶片。
9. 根据权利要求8所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，所述转轴内部设有用 于驱动所述外转子电机的温差发电管，所述温差发电管的高温端位于所述门板内。
10. 根据权利要求9所述的烟气阀门转轴密封结构，其特征在于，所述温差发电管的高 温端为板状结构，所述温差发电管的高温端的面积为所述门板面积的50%-80%。
【文档编号】F16J15/16GK104110496SQ201410130501
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】危金兰 申请人:衢州兰玲机电科技有限公司