过滤器装置的制作方法

本发明涉及一种用于煤气化除尘的过滤器装置，特别涉及一种过滤器装置的滤芯密封结构。

背景技术：

煤气化生成粗煤气的过程中，原煤中所含的相当一部分灰分、硫分、氮以及碱金属和卤化物会转移到粗煤气中，以粉尘、HS+COS、NH₃+HCN、碱金属盐蒸汽、HCl+HF等形式存在。气体中残留的较大固体颗粒会回收重新进行气化，而较小固体颗粒会随着混合气经高温过滤系统飞灰过滤器装置中的高精度滤芯进行分离截留。

飞灰过滤器装置是煤气化除尘过程中的核心设备，而其中的滤芯(陶瓷或金属)更是承担着过滤净化粗煤气中粉尘颗粒物的重要任务。同时，滤芯密封的优劣对过滤器装置除尘的正常高效运行至关重要。通常情况下，滤芯密封主要靠密封垫圈密封，常用的密封垫圈以耐高温的有机硅胶垫及无机陶瓷胶垫为主。

然而，在大部分煤气化工艺(如SHEEL，U-GAS，E-GAS等)的过滤器装置中，当过滤滤芯受到过滤震荡冲击力后极易产生一定角度的偏倾斜，致使环形密封垫圈受力不均、胶质层或胶垫很容易失效，从而导致密封面局部泄露，管板孔处极易受压差气流的冲蚀，产生很多深度划痕，且对管板孔造成非常恶劣的损坏，极大影响装置的正常运行，造成非常严重的设备故障。

因此，亟需要一种安装简单、密封可靠及成本经济性好的密封结构来克服环形密封垫圈易失效的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种过滤器装置，以解决现有技术存在的易损坏、可靠性较低等问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种过滤器装置，包括具有多孔的管板、滤芯，所述滤芯穿插在所述管板的孔中，并且所述滤芯的异形端端部位于所述管板的孔中，其中，还包括：石墨密封环，整体呈圆环形，所述滤芯的异形端端面外侧为一凹台，内侧圆周面倾斜，所述石墨密封环套设在所述凹台上，使得所述石墨密封环的内侧面抵压在所述滤芯异形端端面的内侧圆周面上；滤芯底座，呈柱状，第一端插入所述管板的孔中，抵顶在所述石墨密封环上方；弹簧，套设在所述滤芯底座上，并且使所述滤芯底座压紧在所述石墨密封环上；压盖板，螺纹连接所述滤芯底座的另一端端部，压紧并调节所述弹簧。

优选地，在上述过滤器装置中，所述滤芯底座上套设有整体呈环形的套管，所述弹簧抵顶在所述套管上。

优选地，在上述过滤器装置中，所述套管的截面呈矩形。

优选地，在上述过滤器装置中，所述石墨密封环的截面呈圆形。

优选地，在上述过滤器装置中，还包括：密封垫圈，整体呈圆环形，截面呈外侧宽、内侧窄的楔形；所述管板的孔里端向中心突出，并形成环形的倾斜面；所述滤芯的异形端端部外径大于其主体的外径，并在结合处形成倾斜面；所述密封垫圈位于所述滤芯异形端端部的倾斜面和所述管板的孔里端的倾斜面之间。

优选地，在上述过滤器装置中，所述压盖板为滤芯的施压板，受螺杆螺母啮合，向下紧固至一定位置后可挤压弹簧；弹簧产生的向下预紧力垂直传送至滤芯底座上，密封垫圈将首先受力变形形成第一道密封；随着受力的增大，石墨密封环将会按压于滤芯的异形端的凹台上，并受滤芯的异形端斜面的挤压对径向产生向外的作用力形成二次径向密封效果。

优选地，在上述过滤器装置中，所述滤芯底座的外径小于管板的孔内径。

分析可知，本发明提供一种过滤器装置，其通过采用合理的过滤滤芯异形端部的结构设计并配合相应的石墨密封环，与目前使用的环形密封垫圈形成双重密封效果，既有效防止密封垫圈的易失效问题，还可以提高滤芯在不同工况条件下的密封可靠性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的滤芯异形端的剖视结构示意图；

图3为现有技术的滤芯异形端的剖视结构示意图；

图中：1、密封垫圈；2、滤芯；21、异形端；22、凹台；23、内侧面圆周；24、倾斜面；3、石墨密封环；4、管板；40、孔；41、倾斜面；5、滤芯底座；6、套管；7、弹簧；8、压盖板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例包括：密封垫圈1、滤芯2、石墨密封环3、管板4、滤芯底座5、套管6、弹簧7、压盖板8。

具体而言，过滤器装置的筒体口部设置有管板4，管板4为其上具有多孔40的管板，滤芯2穿插在管板4的孔40中，并且滤芯2的异形端端部位于管板4的孔40中。石墨密封环3整体呈圆环形，截面优选呈圆形，由于石墨材质较软，被挤压之后，石墨密封环3的截面形状将发生变化。

再如图2所示，并且与图3相比，可知本实施例的滤芯2与现有技术存在明显不同，本实施例的滤芯2的异形端21端面外侧为一凹台22，且在径向方向上的内侧圆周面23倾斜。又如图1所示，石墨密封环3套设在凹台22上，使得石墨密封环3的内侧面抵压在滤芯2异形端21端面的内侧圆周面23上。滤芯底座5呈柱状，第一端插入管板4的孔40中，平整的抵顶在石墨密封环3上方；滤芯底座5的外径小于管板4的孔40的内径。弹簧7套设在滤芯底座5上，并且使滤芯底座5压紧在石墨密封环3上，优选地，滤芯底座5上套设有整体呈环形的套管6，弹簧7的一端抵顶在套管6上且二者扣于滤芯底座5上；滤芯底座5上的套管6保证了弹簧7所产生的预紧力能均匀的作用在滤芯底座5上，使弹簧7的预紧力垂直而不倾斜。进一步地，套管6的截面呈矩形，滤芯底座5上弹簧7套设部分外径稍小，形成一台阶，套管6的内侧抵顶在该台阶上，通过该套管6，弹簧7可以更稳定地套设在滤芯底座5、驱动滤芯底座5抵顶在石墨密封环3上。为了向弹簧7施加压力，压盖板8上设有螺孔，其螺纹连接滤芯底座5的另一端端部，压紧并调节弹簧7。压盖板8为整组滤芯2的施压板，受螺杆螺母啮合，向下紧固至一定位置；通过挤压弹簧7，将向下的预紧力垂直传送至滤芯底座5上，进一步造成密封垫圈1和石墨密封环3受压变形，产生双重密封效果。

优选地，在本实施例中，密封垫圈1整体呈圆环形，截面呈外侧宽、内侧窄的楔形(图1中，因为受到挤压，密封垫圈1的外侧在较上位置，内侧在较下的位置)。管板4的孔40里端向中心突出，并形成环形的倾斜面41。滤芯2的异形端21端部外径大于其主体的外径，并在结合处形成倾斜面24。密封垫圈1位于滤芯2异形端21端部的倾斜面24和管板4的孔40里端的倾斜面41之间，当然，密封垫圈1的外侧在上，内侧在下。

密封垫圈1作为滤芯2与管板4之间的第一道密封、石墨密封环3作为滤芯2与管板4之间的第二道径向密封，共同承担着对过滤器装置中滤芯2的双重密封作用。

在本实施例中，压盖板8螺纹锁紧能够耐高温的弹簧7，当滤芯底座5受向下的弹簧7的预紧力时，会保证预紧压力均匀的作用在石墨密封环3上，密封垫圈1将首先受力变形并形成第一道密封，随着受力的增大，石墨密封环3将会按压于滤芯2的异形端21的凹台上，并受斜面的挤压对径向产生向外的作用力而形成二次径向密封效果。

具体讲，是通过石墨密封环3将弹簧7产生的预紧力由滤芯底座5均匀施加在滤芯2异形端21端面上，从而将滤芯2外径上的密封垫圈1压紧，从而产生第一道密封效果。同时，因滤芯2异形端部凹台22上的内侧圆周面23进行一定斜面角度的结构设计，将会使垂直向下的预紧压力的一部分转化为石墨密封环3对滤芯2径向管板4孔侧的挤压力，形成近似填料密封，起到第二道径向密封的作用，从而达到双重密封的作用。本实施例的石墨密封环3不仅发挥了独特的二次径向密封效果，还能起到固定滤芯2垂直度并防止其受过滤震荡冲击力而产生偏倾斜的作用。一方面，其可以将滤芯2的端部充分固定，并使弹簧7产生的预紧力垂直作用在滤芯2异形端21的端面上。另一方面，在滤芯2发生过滤震荡时，可通过石墨材质的特性和滤芯2的异形端部结构的设计来减缓相应的震荡冲击力影响和滤芯2偏倾斜的问题，从而起到防止管板4密封面处有机密封垫圈因滤芯2倾斜易失效的问题，很大程度上还可提高滤芯2的使用寿命，降低过滤装置的设备故障率。

其中，石墨密封环3优选地至少承受5MPa压力，以满足实际工况所需，其不但具有明显的成本优势，还具有装置拆检后无损重复利用的显著效果。在测试时，安装石墨密封环3的过滤装置在拆卸压盖板8、弹簧7及滤芯底座5后进行密封检测发现，密封效果优良，且石墨密封环3仍可继续使用、无需更换，极大简化了实际操作和检修工序，可大幅延长过滤装置的使用周期，降低设备故障率及节省大量检修材料的费用。

综上，本发明的有益效果如下：

设计合理、独特的滤芯异形端部的结构并配合相应的石墨密封环，与目前的密封垫圈形成双重密封效果，可大大增强滤芯的密封效果，有效防止密封垫圈的易失效问题，进一步减少过滤滤芯密封面的冲蚀，极大改善下游的操作工况。

滤芯异形端部的独特结构设计配合安装石墨密封环不但可以形成二次密封效果，而且可以起到固定滤芯垂直度、改善滤芯受过滤震荡冲击力易偏倾斜及提高滤芯使用寿命等多重有益效果。

石墨密封环具有拆检无损重复利用的明显优势，极大简化实际操作和检修工序，可大幅延长过滤装置的使用周期，降低设备故障率及节省大量检修材料的费用。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。