空气预热器齿轮式柔性密封装置及包含它的扇形板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种空气预热器齿轮式柔性密封装置及包含它的扇形板，所述装置包括固定板、活动板和用来支撑活动板的压簧支撑机构，所述活动板的一端和固定板转动连接，另一端设有齿轮式滚动机构，齿轮式滚动机构不低于活动板，所述压簧支撑机构设在固定板上。本实用新型空气预热器齿轮式柔性密封装置以齿轮齿条啮合的方式代替众多柔性密封装置干摩擦的方式与扇形板或弧形板接触，微观接触点、线或面均不存在相对滑移，故不存在切削磨损的问题，这一技术改进大大延长了柔性密封装置的使用寿命，空气预热器能够长期保持较低的漏风率。
【专利说明】空气预热器齿轮式柔性密封装置及包含它的扇形板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空气预热器齿轮式柔性密封装置及包含它的扇形板，属于空气预热器密封领域。
【背景技术】
[0002]空气预热器是一种用于大型电站锅炉的热交换设备，它利用锅炉烟气的热量来加热燃烧所需的空气，以此来提高锅炉的效率。
[0003]在热态运行状态下，空气预热器各部件均会因受热而发生膨胀和强度变化，故冷态安装时转子与扇形板、弧形板之间需预留密封间隙。一般而言，密封间隙随负荷增加而变化，除热端径向远离中心筒位置的间隙会变大外，其余大部分间隙都会变小。
[0004]为保证空气预热器运行的安全性，预留密封间隙需考虑极限工况下转子的蘑菇状变形量。这种蘑菇状变形受多种因素影响，很难精确计算，再加上转子中心偏差、各密封面的位置偏差以及安装偏差等因素的影响，空气预热器普遍存在漏风率偏大的问题。空气预热器采用传统刚性密封片密封，漏风率在工况良好时为6%-10%，密封不良时甚至达到20%-30%。
[0005]目前市场上空气预热器柔性密封装置众多，也已大量应用于设备改造中，取得了可观的收益。柔性密封装置安装在空气预热器转子隔板上，与扇形板或弧形板接触，可适应不同工况下动静间隙的变化，大大减小密封间隙，从而降低空气预热器的漏风率。
[0006]但目前所有柔性密封装置都是以干摩擦的方式与扇形板或弧形板接触，运行初期电流增大明显，自身磨损和扇形板或弧形板磨损过快，寿命偏短，且给设备后期的维护带来麻烦。
[0007]随着火电机组向大容量、高参数方向发展，空气预热器转子直径变得越来越大，冷、热态下动静间隙变化也越来越大，如1000MW机组空气预热器冷、热态下动静间隙变化超过50mm,但目前几乎所有柔性密封装置在有限的安装空间里只能允许最大IOmm的变形，远远满足不了空气预热器各种工况下动静间隙的变化，大大影响了其密封效果。
[0008]目前很多柔性密封装置受安装空间的制约，设计了过于细小的结构件，空气预热器工作环境极为恶劣，高温、粉尘以及定期吹灰均极易损伤小构件。与传统刚性密封片相t匕，目前的柔性密封装置的可靠性差，寿命短，无法保证一个大修周期内空气预热器的安全和经济运行。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的是提供一种空气预热器齿轮式柔性密封装置及包含它的扇形板。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0011]空气预热器齿轮式柔性密封装置，包括固定板、活动板和用来支撑活动板的压簧支撑机构；所述活动板的一端和固定板转动连接，另一端设有齿轮式滚动机构，齿轮式滚动机构不低于活动板；所述压簧支撑机构设在固定板上。
[0012]为了获得更佳的柔性退让与接触的特性，所述压簧支撑机构包括底座、压簧和顶块，底座连接在固定板上，顶块连接在活动板上，压簧装设在底座和顶块之间。
[0013]为了提高活动板转动的稳定性，所述底座上设有定位簧芯，压簧的底部套接在定位簧芯的外围，压簧的顶部与顶块接触，顶块上与压簧接触的面为球面。
[0014]上述定位簧芯与底座可以是一体结构，也可以是焊接、螺栓连接或其它连接关系。
[0015]为了提高装置的可靠性，所述压簧支撑机构中存在滑动摩擦的部位均设有喷涂层。
[0016]上述压簧支撑机构中存在滑动摩擦的部位指:压簧在压缩和弹起过程中整个装置的各构件可能存在滑动摩擦的部位， 申请人:经研究发现喷吐层的设置提高了材料表面硬度和光洁度。
[0017]为了节约材料、制备简便，同时保证密封装置的性能，所述齿轮式滚动机构包括芯轴、齿轮、连接件和锁调螺母，连接件为环状，齿轮、连接件和锁调螺母依次套接在芯轴上，齿轮转动连接在芯轴上，锁调螺母螺纹连接在芯轴上，芯轴通过连接件连接在活动板上。上述锁调螺母对芯轴起到了很好的固定作用。上述连接件与活动板可一体成型，也可通过焊接等方式连接在一起。
[0018]为了保证齿轮易于滚动，所述齿轮和芯轴之间设有至少两列滚珠，所述滚珠为自润滑滚珠。
[0019]为了节约材料、提高密封效果，所述活动板设有齿轮式滚动机构的一端为半圆柱状，半圆柱状的外径小于齿轮齿顶圆的外径；齿轮式滚动机构有两个，分别设在半圆柱状的两端。
[0020]为了防止装置因不可抗拒的变形而引起的密封效果的减退，同时方便装置安装，所述固定板为折弯结构；所述固定板上设有安装腰型孔。
[0021]上述折弯结构的设计有助于减缓装置因不可抗拒的变形而引起的密封效果减退的影响。
[0022]上述安装腰型孔的设计是为了便于将空气预热器齿轮式柔性密封装置安装在转子隔板上。
[0023]包含上述的空气预热器齿轮式柔性密封装置的预热器的扇形板，在扇形板的入口位置和/或出口位置设有齿轮导块，齿轮导块上设有与齿轮式滚动机构相互啮合的第一齿条。
[0024]为了实现齿轮的持续滚动，扇形板上对应齿轮式滚动机构运动轨迹的弧段设有与齿轮式滚动机构相互啮合的第二齿条。
[0025]上述齿轮齿条相啮合的设计可保证齿轮始终处于转动状态，减弱粉尘污染对转动灵活性的影响。
[0026]为了充分发挥上述空气预热器齿轮式柔性密封装置的性能，优选将其安装在热端径向隔板上。
[0027]包含上述的空气预热器齿轮式柔性密封装置的预热器的扇形板调节系统:包括顺序相接的程控柜、执行机构和调节杆，所述调节杆与热端扇形板连接。
[0028]上述各部件所用材料应选用同时具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料。[0029]本实用新型未特别限定的技术均为现有技术。
[0030]本实用新型空气预热器齿轮式柔性密封装置以齿轮齿条啮合的方式代替众多柔性密封装置干摩擦的方式与扇形板或弧形板接触，微观接触点、线或面均不存在相对滑移，故不存在切削磨损的问题，这一技术改进大大延长了柔性密封装置的使用寿命，空气预热器能够长期保持较低的漏风率。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型实施例1中空气预热器齿轮式柔性密封装置的主视图。
[0032]图2为图1的A-A向剖面图。
[0033]图3为图2的B-B向剖面图。
[0034]图4为图2的C-C向剖面图。
[0035]图5为图2的D-D向剖面图。
[0036]图6为图2的E-E向剖面图。
[0037]图7为图2的F-F向剖面图。
[0038]图8为图2的G-G向剖面图。
[0039]图9为实施例1中空气预热器齿轮式柔性密封装置工作过程示意图。
[0040]图10为空气预热器冷热态间隙变化对比示意图，左侧表示冷态时各部位间隙，右侧表示热态时各部位间隙情况(采用传统刚性密封技术且未配备LCS系统)。
[0041]图11为本实用新型扇形板调节系统的不意图。
[0042]图12为图11扇形板密封面齿条布置的示意图。
[0043]图中，I为固定板,2为活动板,3为芯轴,4为齿轮,5为滚珠,6为连接件,7为锁调螺母，8为底座,9为压簧，10为顶块,11为定位簧芯，12为齿轮导块,13为第二齿条,14为热端扇形板，15为轴向弧形板，16为冷端扇形板,17为转子，18为热端径向隔板,19为调节杆，20为执行机构，21为程控柜，22为控制数据，23为冷态，24为热态，25为热端径向三角漏风区域。
【具体实施方式】
[0044]为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0045]实施例1
[0046]如图所示的空气预热器齿轮式柔性密封装置，包括固定板、活动板和用来支撑活动板的压簧支撑机构，活动板的一端和固定板铰链连接，另一端设有齿轮式滚动机构，齿轮式滚动机构不低于活动板，压簧支撑机构包括底座、压簧和顶块，底座连接在固定板上，顶块连接在活动板上，压簧装设在底座和顶块之间；底座上设有定位簧芯，压簧的底部套接在定位簧芯的外围，压簧的顶部与顶块接触，顶块上与压簧接触的面为球面；压簧支撑机构中存在滑动摩擦的部位均设有喷涂层。
[0047]齿轮式滚动机构包括芯轴、齿轮、连接件和锁调螺母,连接件为环状,齿轮、连接件和锁调螺母依次套接在芯轴上，齿轮转动连接在芯轴上，锁调螺母螺纹连接在芯轴上，芯轴通过连接件连接在活动板上；齿轮和芯轴之间设有两列滚珠，滚珠为自润滑滚珠。[0048]活动板设有齿轮式滚动机构的一端为半圆柱状，半圆柱状的外径小于齿轮齿顶圆的外径，半圆柱状的两端分别设有一齿轮式滚动机构。
[0049]固定板为折弯结构；固定板上设有安装腰型孔。
[0050]包含上述的空气预热器齿轮式柔性密封装置的预热器的扇形板，在扇形板的入口位置和出口位置设有齿轮导块，齿轮导块上设有与齿轮式滚动机构相互啮合的第一齿条；扇形板上对应齿轮式滚动机构运动轨迹的弧段设有与齿轮式滚动机构相互啮合的第二齿条。
【权利要求】
1.空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:包括固定板、活动板和用来支撑活动板的压簧支撑机构；所述活动板的一端和固定板转动连接，另一端设有齿轮式滚动机构，齿轮式滚动机构不低于活动板；所述压簧支撑机构设在固定板上。
2.如权利要求1所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:所述压簧支撑机构包括底座、压簧和顶块，底座连接在固定板上，顶块连接在活动板上，压簧装设在底座和顶块之间。
3.如权利要求2所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:所述底座上设有定位簧芯，压簧的底部套接在定位簧芯的外围，压簧的顶部与顶块接触，顶块上与压簧接触的面为球面。
4.如权利要求1-3任意一项所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:所述压簧支撑机构中存在滑动摩擦的部位均设有喷涂层。
5.如权利要求1-3任意一项所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:所述齿轮式滚动机构包括芯轴、齿轮、连接件和锁调螺母，连接件为环状，齿轮、连接件、和锁调螺母依次套接在芯轴上，齿轮转动连接在芯轴上，锁调螺母螺纹连接在芯轴上，芯轴通过连接件连接在活动板上。
6.如权利要求5所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:所述齿轮和芯轴之间设有至少两列滚珠，所述滚珠为自润滑滚珠。
7.如权利要求1-3任意一项所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:所述活动板设有齿轮式滚动机构的一端为半圆柱状，半圆柱状的外径小于齿轮式滚动机构的外径；齿轮式滚动机构有两个，分别设在半圆柱状的两端。
8.如权利要求1-3任意一项所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，其特征在于:所述固定板为折弯结构；所述固定板上设有安装腰型孔。
9.一种扇形板，其特征在于:包含权利要求1-8任意一项所述的空气预热器齿轮式柔性密封装置，在扇形板的入口位置和/或出口位置设有齿轮导块，齿轮导块上设有与齿轮式滚动机构相互啮合的第一齿条。
10.如权利要求9所述的扇形板，其特征在于:扇形板上对应齿轮式滚动机构运动轨迹的弧段设有与齿轮式滚动机构相互啮合的第二齿条。
【文档编号】F23L15/00GK203454191SQ201320347169
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2013年6月17日
【发明者】石伟伟, 杨建明, 韦红旗, 王丽丽 申请人:南京博沃科技发展有限公司