回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置转让专利
申请号 : CN200910310884.X
文献号 : CN101788154A
文献日 : 2010-07-28
发明人 : 沈士帆
申请人 : 宁波市镇海福尔迅电梯部件厂
摘要 :
本发明涉及设备密封技术领域，尤其是涉及一种回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，解决了现有回转式空气预热器密封结构不合理，漏风率大的问题，包括扇形板、径向隔板、轴向弧形板，回转式空气预热器转子的冷热两端均设有密封装置，密封装置有若干个密封元件组成，密封元件包括元件安装主板，安装在元件安装主板上的若干层弹性薄片，每两层相邻的弹性薄片之间设有护片，弹性薄片的工作端高出扇形板的密封端面5～20mm；当空气预热器回转时，密封元件转动到回转式空气预热器径向扇形板下方和轴向弧形密封板位置，弹性薄片与扇形板一端面及轴向弧形密封板以弹性接触的方式密封。
权利要求 :
1.一种回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，包括扇形板(1)、安装在空气预热器转子上下端的径向隔板(4)、安装在回转式空气预热器转子外筒的轴向弧形板(5)，其特征在于回转式空气预热器转子的冷热两端均设有密封装置，密封装置有若干个密封元件(3)组成，密封元件(3)包括元件安装主板(33)，安装在元件安装主板上的若干层弹性薄片(31)，每两层相邻的弹性薄片(31)之间设有护片(32)，弹性薄片(31)的工作端高出扇形板(1)的密封端面5～20mm。
当回转式空气预热器回转时，密封元件转动到回转式空气预热器径向位置的扇形板下方和轴向弧形密封板位置，弹性薄片与扇形板一端面及轴向弧形密封板以弹性接触的方式密封。
2.根据权利要求1所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于所述的弹性薄片(31)在同一块元件安装主板(33)中，每层弹性薄片由若干弹性薄单片组成，由护片(32)隔开的相邻层弹性薄片的各弹性薄单片之间呈交错排列；弹性薄片(31)和护片(32)通过螺钉(34)固定在元件安装主板(33)上，元件安装主板(33)成长方体形。
3.根据权利要求2所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于所述的弹性薄单片的密封工作端设有矩形槽口(310)。
4.根据权利要求2所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于所述的弹性薄单片的密封工作端设有锯齿槽口(311)。
5.根据权利要求1所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于所述的密封装置通过元件安装主板(33)分别固定在径向隔板(4)和轴向弧形板(5)上。
6.根据权利要求1或2所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于元件安装主板(33)的长度方向，密封元件(3)与密封元件之间的接口，为凹凸形配合形式。
7.根据权利要求1或2所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于在元件安装主板(33)长度方向，密封元件(3)与密封元件之间的接口，为阶梯形配合形式。
8.根据权利要求1或2所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于所述的护片(32)朝弹性薄片(31)的一端比元件安装主板(33)的端面高出5～12mm。
9.根据权利要求1或2所述的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，其特征在于所述的弹性薄片(31)每片厚度为0.03～0.25mm。
说明书 :
技术领域
本发明涉及机械设备密封技术领域，尤其是涉及一种回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置。
背景技术
回转式空气预热器是大中型电站锅炉上的重要设备且被普遍使用，它是一种以逆流方式运行的再生式热交换器，实现烟气和空气的热交换，为电站锅炉配套服务。漏风率是空气预热器的重要技术指标，有效地控制漏风率，将从降低送、引风机的电耗和提高锅炉效率两个方面来节能和获得收益。
从现有的空气预热器使用情况来分析，每台空气预热器要机组额定出力时的漏风率第一年内应小于6％，而实际上都在8％以上，甚至高达22％，严重影响发电机组运行的经济性，如附图2所示的现有空气预热器的结构方式。另外如专利号为ZL02246159.0一种回转式空气预热器的密封装置，其中径向固定密封板一边焊接到预热器外壳的中心梁上，另一边用螺栓固定在扇形板的两侧面上，而轴向固定密封板一边焊接到预热器外壳上，另一边用螺栓固定在轴向板的两侧面上，安装在隔板上的径向密封片与扇形板密封表面之间的间隙量和安装在转子外壳上的轴向密封片与轴向板密封表面之间的间隙量均是根据预先计算出转子的热膨胀量和热变形的修正值所确定，并由调节螺杆调整。中国专利号为200720173503.4一种空气预热器的密封装置，在密封板底部设置平衡配重块，在转轴装置处设置定位支撑件，在密封板上部还设有柔性耐高温材料构件，利用配重块的重量使密封板随时回复垂直位置，来补偿空气预热器转子蘑菇状变形产生的缝隙，减少直接漏风率。这两种结构并未改变如附图2所示的密封缺陷。
又如专利号为ZL200720117228.4一种回转式空气预热器随动式柔性密封装置，包括径向随动式柔性密封装置、轴向随动式柔性密封装置、环向随动式柔性密封装置，在转子上安装柔性密封片，安装环形轨道，柔性密封片与转子固定连接，数个扇形板块由柔性板连接成一个整体的随动式扇形板，每个扇形板块上端安装耳板，在耳板中间安装主滚轮、备用滚轮，轴穿在耳板中，冷却软管连接在空心轴一端，主滚轮、备用滚轮内部结构是在滚轮轮辐上钻有通风孔，在滚轮中心安装耐高温轴承，在空心轴上钻有通气孔，通气孔位于轮辐与防尘盖之间，此结构与本发明大不相同，结构较为复杂，而且需要经常维护和测量间隙量并作间隙调整。
从现有的空气预热器使用情况来分析，每台空气预热器要机组额定出力时的漏风率第一年内应小于6％，而实际上都在8％以上，甚至高达22％，严重影响发电机组运行的经济性，如附图2所示的现有空气预热器的结构方式。另外如专利号为ZL02246159.0一种回转式空气预热器的密封装置，其中径向固定密封板一边焊接到预热器外壳的中心梁上，另一边用螺栓固定在扇形板的两侧面上，而轴向固定密封板一边焊接到预热器外壳上，另一边用螺栓固定在轴向板的两侧面上，安装在隔板上的径向密封片与扇形板密封表面之间的间隙量和安装在转子外壳上的轴向密封片与轴向板密封表面之间的间隙量均是根据预先计算出转子的热膨胀量和热变形的修正值所确定，并由调节螺杆调整。中国专利号为200720173503.4一种空气预热器的密封装置，在密封板底部设置平衡配重块，在转轴装置处设置定位支撑件，在密封板上部还设有柔性耐高温材料构件，利用配重块的重量使密封板随时回复垂直位置，来补偿空气预热器转子蘑菇状变形产生的缝隙，减少直接漏风率。这两种结构并未改变如附图2所示的密封缺陷。
又如专利号为ZL200720117228.4一种回转式空气预热器随动式柔性密封装置，包括径向随动式柔性密封装置、轴向随动式柔性密封装置、环向随动式柔性密封装置，在转子上安装柔性密封片，安装环形轨道，柔性密封片与转子固定连接，数个扇形板块由柔性板连接成一个整体的随动式扇形板，每个扇形板块上端安装耳板，在耳板中间安装主滚轮、备用滚轮，轴穿在耳板中，冷却软管连接在空心轴一端，主滚轮、备用滚轮内部结构是在滚轮轮辐上钻有通风孔，在滚轮中心安装耐高温轴承，在空心轴上钻有通气孔，通气孔位于轮辐与防尘盖之间，此结构与本发明大不相同，结构较为复杂，而且需要经常维护和测量间隙量并作间隙调整。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有回转式空气预热器密封结构不合理，漏风率大的问题，提供一种通过弹性薄片与扇形板之间的弹性接触，实现无间隙密封的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，包括扇形板、安装在空气预热器转子上下端的径向隔板、安装在回转式空气预热器转子外筒的轴向弧形板，其特征在于回转式空气预热器转子的冷热两端均设有密封装置，密封装置有若干个密封元件组成，密封元件包括元件安装主板，安装在元件安装主板上的若干层弹性薄片，每两层相邻的弹性薄片之间设有护片，弹性薄片的工作端高出扇形板的密封端面5～20mm；弹性薄片高出扇形板的一端与扇形板下端密封面接触。
当空气预热器回转时，密封元件转动到回转式空气预热器径向位置的扇形板下方和轴向弧形密封板位置，弹性薄片与扇形板一端面及轴向弧形密封板以弹性接触的方式密封。
作为优选，所述的弹性薄片在同一块元件安装主板中，每层弹性薄片由若干弹性薄单片组成，由护片隔开的相邻层弹性薄片的各弹性薄单片之间呈交错排列；弹性薄片和护片通过螺钉固定在元件安装主板上，元件安装主板成长方体形。每个密封元件中含有3～15层弹性薄片，每层弹性薄片由4～12片弹性薄单片组成。
作为优选，所述的弹性薄单片的密封工作端设有矩形槽口。单片弹性薄片的一端固定在元件安装主板上，另一端是工作端，为了使弹性薄片更加具有弹性不易磨损，在工作端的整个面上冲压出不同形状的缺口。
作为优选，所述的弹性薄单片的密封工作端设有锯齿槽口。这种梯形缺口使单片弹性薄片成锯齿口形状。
作为优选，所述的密封装置通过元件安装主板分别固定在径向隔板和轴向弧形板上。密封装置由多个密封元件组成，根据回转式空气预热器的不同规格和要求确定安装位置，在空气预热器径向和轴向都安装密封元件，使空气预热器整个内部的漏风通道或间隙达到密封，实现无间隙密封的效果。
作为优选，所述的元件安装主板的长度方向，密封元件与密封元件之间的接口，为凹凸形配合形式。为了防止弹性薄片接口处的漏风，在弹性薄片安装时，各个密封元件对接处的采用多种接口方式。
作为优选，所述的在元件安装主板长度方向，密封元件与密封元件之间的接口，为阶梯形配合形式。凹凸形配合形式、阶梯形配合形式、波浪形配合形式等等都有是为了防止弹性薄片接口处的漏风。
作为优选，所述的护片朝弹性薄片的一端比元件安装主板的端面高出5～12mm。本发明每层弹性薄片之间插入一件护片，护片高出元件安装主板起着保护弹性薄片的作用。
作为优选，所述的弹性薄片每片厚度为0.03～0.25mm。
弹性薄片要具有弹性、耐磨性、耐高温、防腐蚀的特性。根据空气预热器的工作环境要求，弹性薄片采用纳米金属材料和非金属材料制作，具有较高的抗疲劳性；护片采用的材料可以与弹性薄片材料相同。
本发明的有效效果是：
1.本发明的装置不会形成密封间隙，扇形板与弹性薄片之间无间隙，气流无法通过，因此，在空气预热器环向等其它密封部位完好时，转子及静态密封板无严重变形的条件下，漏风率可调节到4％以下；
2.由于弹性薄片摩擦系数小，μ＜0.1，所以对径向扇形板和轴向其它弧形板不会产生冲击性磨损，对主轴电机的驱动电流影响很小，一般不超过1A，系统能长时间安全运行；
3.空气预热器的转子在热态状况运行时，有一定的圆端面变形和周围其它方向的变形，即形成蘑菇状，而弹性薄片自身具有弹性，能随间隙大小的变化进行自动调节，始终与扇形板及轴向其它弧形板紧密封接触，因此，本发明还特别适用于空气预热器的技术改造。
4.密封元件作为标准件制造，成本低，可简化发电企业现场安装工艺，缩短装配修理周期。
因此，本发明是一种结构设计合理，实用性强，漏风率低，维修量少的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，包括扇形板、安装在空气预热器转子上下端的径向隔板、安装在回转式空气预热器转子外筒的轴向弧形板，其特征在于回转式空气预热器转子的冷热两端均设有密封装置，密封装置有若干个密封元件组成，密封元件包括元件安装主板，安装在元件安装主板上的若干层弹性薄片，每两层相邻的弹性薄片之间设有护片，弹性薄片的工作端高出扇形板的密封端面5～20mm；弹性薄片高出扇形板的一端与扇形板下端密封面接触。
当空气预热器回转时，密封元件转动到回转式空气预热器径向位置的扇形板下方和轴向弧形密封板位置，弹性薄片与扇形板一端面及轴向弧形密封板以弹性接触的方式密封。
作为优选，所述的弹性薄片在同一块元件安装主板中，每层弹性薄片由若干弹性薄单片组成，由护片隔开的相邻层弹性薄片的各弹性薄单片之间呈交错排列；弹性薄片和护片通过螺钉固定在元件安装主板上，元件安装主板成长方体形。每个密封元件中含有3～15层弹性薄片，每层弹性薄片由4～12片弹性薄单片组成。
作为优选，所述的弹性薄单片的密封工作端设有矩形槽口。单片弹性薄片的一端固定在元件安装主板上，另一端是工作端，为了使弹性薄片更加具有弹性不易磨损，在工作端的整个面上冲压出不同形状的缺口。
作为优选，所述的弹性薄单片的密封工作端设有锯齿槽口。这种梯形缺口使单片弹性薄片成锯齿口形状。
作为优选，所述的密封装置通过元件安装主板分别固定在径向隔板和轴向弧形板上。密封装置由多个密封元件组成，根据回转式空气预热器的不同规格和要求确定安装位置，在空气预热器径向和轴向都安装密封元件，使空气预热器整个内部的漏风通道或间隙达到密封，实现无间隙密封的效果。
作为优选，所述的元件安装主板的长度方向，密封元件与密封元件之间的接口，为凹凸形配合形式。为了防止弹性薄片接口处的漏风，在弹性薄片安装时，各个密封元件对接处的采用多种接口方式。
作为优选，所述的在元件安装主板长度方向，密封元件与密封元件之间的接口，为阶梯形配合形式。凹凸形配合形式、阶梯形配合形式、波浪形配合形式等等都有是为了防止弹性薄片接口处的漏风。
作为优选，所述的护片朝弹性薄片的一端比元件安装主板的端面高出5～12mm。本发明每层弹性薄片之间插入一件护片，护片高出元件安装主板起着保护弹性薄片的作用。
作为优选，所述的弹性薄片每片厚度为0.03～0.25mm。
弹性薄片要具有弹性、耐磨性、耐高温、防腐蚀的特性。根据空气预热器的工作环境要求，弹性薄片采用纳米金属材料和非金属材料制作，具有较高的抗疲劳性；护片采用的材料可以与弹性薄片材料相同。
本发明的有效效果是：
1.本发明的装置不会形成密封间隙，扇形板与弹性薄片之间无间隙，气流无法通过，因此，在空气预热器环向等其它密封部位完好时，转子及静态密封板无严重变形的条件下，漏风率可调节到4％以下；
2.由于弹性薄片摩擦系数小，μ＜0.1，所以对径向扇形板和轴向其它弧形板不会产生冲击性磨损，对主轴电机的驱动电流影响很小，一般不超过1A，系统能长时间安全运行；
3.空气预热器的转子在热态状况运行时，有一定的圆端面变形和周围其它方向的变形，即形成蘑菇状，而弹性薄片自身具有弹性，能随间隙大小的变化进行自动调节，始终与扇形板及轴向其它弧形板紧密封接触，因此，本发明还特别适用于空气预热器的技术改造。
4.密封元件作为标准件制造，成本低，可简化发电企业现场安装工艺，缩短装配修理周期。
因此，本发明是一种结构设计合理，实用性强，漏风率低，维修量少的回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是现有密封装置结构示意图。
图3是本发明的一种在空气预热器径向使用状态结构示意图。
图4是本发明的图3的单个密封元件安装结构示意图。
图5是本发明的一种在空气预热器轴向使用状态结构示意图。
图6是本发明的一种密封元件结构示意图。
图7是本发明图6的A向结构示意图。
图8是本发明图6的俯视结构示意图。
图9是本发明的一种无槽口弹性薄片实施例结构示意图。
图10是本发明的一种矩形槽口弹性薄片实施例结构示意图。
图11是本发明的一种锯齿槽口弹性薄片实施例结构示意图。
图12是本发明的一种密封元件对接结构示意图。
图13是本发明图12的B向凹凸形配合形式结构示意图。
图14是本发明图12的B向阶梯形配合形式结构示意图。
图15是本发明图12的B向台阶形配合形式结构示意图。
图中：1.扇形板、2.老式径向密封片、3.密封元件、31.弹性薄片，31a.无槽口薄片，31b.矩形槽口薄片，310.矩形槽口，31c.锯齿槽口薄片，311.锯齿槽口，32.护片，33.元件安装主板，34.螺钉，35.压板，4.径向隔板、5.轴向弧形板。
图2是现有密封装置结构示意图。
图3是本发明的一种在空气预热器径向使用状态结构示意图。
图4是本发明的图3的单个密封元件安装结构示意图。
图5是本发明的一种在空气预热器轴向使用状态结构示意图。
图6是本发明的一种密封元件结构示意图。
图7是本发明图6的A向结构示意图。
图8是本发明图6的俯视结构示意图。
图9是本发明的一种无槽口弹性薄片实施例结构示意图。
图10是本发明的一种矩形槽口弹性薄片实施例结构示意图。
图11是本发明的一种锯齿槽口弹性薄片实施例结构示意图。
图12是本发明的一种密封元件对接结构示意图。
图13是本发明图12的B向凹凸形配合形式结构示意图。
图14是本发明图12的B向阶梯形配合形式结构示意图。
图15是本发明图12的B向台阶形配合形式结构示意图。
图中：1.扇形板、2.老式径向密封片、3.密封元件、31.弹性薄片，31a.无槽口薄片，31b.矩形槽口薄片，310.矩形槽口，31c.锯齿槽口薄片，311.锯齿槽口，32.护片，33.元件安装主板，34.螺钉，35.压板，4.径向隔板、5.轴向弧形板。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
参见图1，本实施例一种回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，包括扇形板1、径向隔板4、轴向弧形板5，在回转式空气预热器转子的冷热两端均装有密封装置。
如图3所示，密封装置有多个密封元件3组成，密封元件3由弹性薄片31、护片32组成，弹性薄片31和护片32通过螺钉34、压板35固定在元件安装主板33上，元件安装主板33为长方体形，参见图6。弹性薄片31的工作端在空气预热器的径向高出扇形板1的密封端面10mm；空气预热器轴向的弹性薄片31的工作端高出轴向弧形密封板8mm。
在一件密封元件3中，装7层弹性薄片31，每相邻两层弹性薄片31之间都设一片护片32，加上外侧各一片，共8片护片32，如图7所示，护片32朝弹性薄片31的一端比元件安装主板33的端面高出8mm。弹性薄片31在同一块元件安装主板33中，每层弹性薄片由7件弹性薄单片组成，通过护片32隔开的相邻层弹性薄片的各弹性薄单片之间呈交错排列，参见图8。
如图4所示，在空气预热器转子上下端的径向隔板4上安装密封元件3，如图5所示，安装在空气预热器转子外筒的轴向弧形板5上安装密封元件3。
弹性薄片31采用金属材料制作，具有弹性好、耐磨性、耐高温性及防腐蚀性，每片厚度为0.05mm。弹性薄单片有多种结构形式。
实施例一：如图9所示的弹性薄片31为无槽口薄片31a，它为一种无任何槽口的整条的薄片。
实施之二：如图10所示的弹性薄片31为矩形槽口薄片31b，在弹性薄单片的密封工作端设有矩形槽口310，使弹性薄单片工作时更具有弹性。
实施之三：如图11所示的弹性薄片31锯齿槽口薄片31c，这种弹性薄单片的密封工作端的槽口开设成锯齿槽口311，每个锯齿槽口311成梯形状。
在元件安装主板33的长度方向，密封元件3与密封元件之间的接口，同样有多种实施方案，参见图12。
密封元件3之间接口的实施例一：凹凸形配合形式，如图13，装配弹性薄单片时，每件单片错开排列，在密封元件3沿弹性薄片垂直方向运行时，防止了并列安装的密封元件3之间的接口部位漏风。波浪形配合形式也是这种实施例的一种特例。
密封元件3之间接口的实施例二：阶梯形配合形式，如图14，每件弹性薄单片错开排列，使密封元件3之间的接口空隙成一斜线。
密封元件3之间接口的实施例三：台阶形配合形式，如图15，一半弹性薄单片为一组，另一的弹性薄单片为一组，使密封元件3之间的接口空隙成台阶形状。
当空气预热器回转时，密封元件3转动到回转式空气预热器径向扇形板的下方和轴向弧形密封板位置，由装在不同位置的弹性薄片31与扇形板1的密封端面及轴向弧形密封板以弹性接触的方式实现密封。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。
参见图1，本实施例一种回转式空气预热器弹性薄片接触式密封装置，包括扇形板1、径向隔板4、轴向弧形板5，在回转式空气预热器转子的冷热两端均装有密封装置。
如图3所示，密封装置有多个密封元件3组成，密封元件3由弹性薄片31、护片32组成，弹性薄片31和护片32通过螺钉34、压板35固定在元件安装主板33上，元件安装主板33为长方体形，参见图6。弹性薄片31的工作端在空气预热器的径向高出扇形板1的密封端面10mm；空气预热器轴向的弹性薄片31的工作端高出轴向弧形密封板8mm。
在一件密封元件3中，装7层弹性薄片31，每相邻两层弹性薄片31之间都设一片护片32，加上外侧各一片，共8片护片32，如图7所示，护片32朝弹性薄片31的一端比元件安装主板33的端面高出8mm。弹性薄片31在同一块元件安装主板33中，每层弹性薄片由7件弹性薄单片组成，通过护片32隔开的相邻层弹性薄片的各弹性薄单片之间呈交错排列，参见图8。
如图4所示，在空气预热器转子上下端的径向隔板4上安装密封元件3，如图5所示，安装在空气预热器转子外筒的轴向弧形板5上安装密封元件3。
弹性薄片31采用金属材料制作，具有弹性好、耐磨性、耐高温性及防腐蚀性，每片厚度为0.05mm。弹性薄单片有多种结构形式。
实施例一：如图9所示的弹性薄片31为无槽口薄片31a，它为一种无任何槽口的整条的薄片。
实施之二：如图10所示的弹性薄片31为矩形槽口薄片31b，在弹性薄单片的密封工作端设有矩形槽口310，使弹性薄单片工作时更具有弹性。
实施之三：如图11所示的弹性薄片31锯齿槽口薄片31c，这种弹性薄单片的密封工作端的槽口开设成锯齿槽口311，每个锯齿槽口311成梯形状。
在元件安装主板33的长度方向，密封元件3与密封元件之间的接口，同样有多种实施方案，参见图12。
密封元件3之间接口的实施例一：凹凸形配合形式，如图13，装配弹性薄单片时，每件单片错开排列，在密封元件3沿弹性薄片垂直方向运行时，防止了并列安装的密封元件3之间的接口部位漏风。波浪形配合形式也是这种实施例的一种特例。
密封元件3之间接口的实施例二：阶梯形配合形式，如图14，每件弹性薄单片错开排列，使密封元件3之间的接口空隙成一斜线。
密封元件3之间接口的实施例三：台阶形配合形式，如图15，一半弹性薄单片为一组，另一的弹性薄单片为一组，使密封元件3之间的接口空隙成台阶形状。
当空气预热器回转时，密封元件3转动到回转式空气预热器径向扇形板的下方和轴向弧形密封板位置，由装在不同位置的弹性薄片31与扇形板1的密封端面及轴向弧形密封板以弹性接触的方式实现密封。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。