專利名稱：填料密封石墨軸承檔板的制作方法
技術領域：
本發明主要是用于石油化工行業的工業爐系統中煙囪和煙、風道的余熱回收系統，用以切斷和調節煙氣和空氣流通量的擋板設備。在加熱爐系統中，分為加熱爐和余熱回收兩部分，正常情況下，為保證加熱爐操作平穩，余熱回收部分充分發揮作用，確保加熱爐的熱效率，擋板起切斷作用。當余熱回收部分處于事故狀態時，加熱爐系統為了裝置的正常操作將甩掉余熱回收部分繼續工作，此時要求擋板瞬時從全關的切斷狀態改為打開的調節狀態，避免加熱爐發生爆炸等事故，保證加熱爐正常操作。
根據使用情況，要求擋板既要切斷完全密封，又要開啟調節時靈活、可靠。
目前使用的擋板難以做到完全切斷流動煙氣的目的，主要是在軸和擋板葉連接的端部，現有結構設計中，為適應裝置生產的波動性(與擋板接觸的流動介質的溫度也隨之發生高、低變化)，為保證其高溫(500-600℃)下轉動靈活，必須留有間隙，無法將其密封。在高溫下，平面內的膨脹變形使得擋板葉和軸連接的端部間隙也隨溫度的升高而減少。在低溫下，平面內的膨脹變形使得擋板葉和軸連接的端部間隙也隨溫度的降低而減少。正常使用時，由于隨溫度變化的間隙的存在，使擋板無法完全密封。而擋板葉邊緣與上、下擋板圈接觸為硬接觸，在制造、安裝過程中，極易損壞其密封面。在使用過程中，平面外的翹曲變形使得密封面無法正常吻合。這些不足都是造成高溫流動介質泄漏的原因。具體結構見圖1。
中國專利91102219.8披露了密封殼體和穿過殼體內的孔延伸的轉軸之間的環形空間的密封。解決了阻斷介質沿著軸長度方向流動，從殼體內泄漏出去的問題，而未解決煙氣、空氣沿著垂直于擋板軸的正常流通方向流動的問題。它采取的密封手段主要是依靠在軸與軸套之間的密閉空隙內形成高壓而達到阻止介質泄漏的目的。
根據密封擋板使用的環境特點，擋板長期處于不轉動的狀態，只在少數情況下，才偶爾轉動一下。但是這種擋板的靈活性、可靠性十分重要，它直接關系到裝置生產的安全性。目前采用兩種方法。
1)在軸和套管之間放一個暴露于大氣中的軸承，軸承里的潤滑油在長期的煙氣、大氣環境中，變于而失去作用。由此使軸承中的滾珠失去保護，直接受到煙氣和大氣的腐蝕，加上時動時停，加速了磨振腐蝕，一段時間后，便失去了轉動的靈活性、可靠性。見圖2。
2)在軸和套管之間放置一個暴露于大氣中的鍘刀式套管結構，其缺點是軸和鍘刀尖接觸，由于其暴露于大氣和煙氣中，時動時停，即使材料采用不銹鋼系列，也會使材料表面形成的保護膜遭到破壞產生嚴重的磨振腐蝕。使用一段時間后，擋板軸和鍘刀尖之間的磨擦系數大幅度增加，使其轉動的靈活性、可靠性受到較大的影響。見圖3。
為了解決泄漏問題，針對軸(4)和擋板葉(3)連接之間留有間隙，該間隙無法密封，造成不能完全將煙氣、空氣切斷的問題。本發明擋板采取了新的傳動方式(見圖4)，采用的檔板軸(4)為1～3對，伸到擋板筒體(1)之外面，由石墨軸承支撐，并配有齒輪(11)傳遞力矩，使兩擋板軸(4)同步逆向旋轉，從而帶動一對擋板葉(3)象一對翅膀一樣動作。
考慮到擋板軸(4)沿長度方向在溫度下的熱膨脹的影響及一對平行擋板軸(4)之間必然存在的間隔，為了達到密封的效果，在一對平行擋板軸(4)下面設有一個密封橋(13)，橋上填滿密封填料(9)，使這對平行擋板軸(4)陷入填料(9)之中，并在填料(9)中轉動，從而將其間隙完全消除掉。(見圖6、8(II))在擋板筒體(1)適當的位置上，安裝環向密封槽(12)，槽內填滿柔性密封填料(9)。在擋板葉(3)的環向外邊緣，設有一剛度相對比較大的鍘刀形密封環(10)，其目的之一是盡量減少擋板葉(3)平面外的翹曲變形。在高溫(500-600℃)工作環境下，由于熱膨脹引起的擋板葉(3)平面內徑向變形，可由密封槽(12)上部開口寬度方向尺寸吸收，保證擋板葉(3)環向外邊緣的鍘刀形密封環(10)，在冷態和熱態時能夠順利地切入密封槽內。由于熱應力而引起的擋板葉(3)平面外翹曲變形，可由擋板葉(3)環向外邊緣的鍘刀形密封環(10)切入密封槽(12)內密封填料(9)的深度自動解決其環向外邊緣的密封性。兩擋板軸(4)上的擋板葉(3)，象一對蝴蝶的翅膀，在運行的過程中任意靜止位置，對流動的煙氣、空氣進行調節。當擋板葉(3)處于同一平面時，擋板葉(3)環向外邊緣的鍘刀形密封環(10)切入密封槽內(12)的密封填料(9)中，從而切斷了流動的煙氣、空氣。
針對轉動靈活性、可靠性差的問題，本發明在軸(4)和套管(7)之間放置一個石墨軸承(8)，該材料的特點是高強度、耐溫、耐腐蝕、自潤滑，以增加擋板轉動的靈活性、可靠性(見圖4)。考慮到熱膨脹，在擋板軸(4)和石墨軸套(8)之間留有一間隙，擋板軸(4)靠自重，放在該石墨軸套(8)上，形成沿擋板軸(4)長度方向上的線接觸，因而轉動時阻力很小。
由于在目前范圍內，擋板軸是靠外力作用，通過傳動機構產生力矩而帶動其轉動的，而產生外力的機構比較經濟，則必然在外力的發生過程中，伴隨著無緩沖過程、突然性的力的遞增現象，從而使石墨軸承(8)受到較大的沖擊力。這就要求石墨軸承(8)具有高強度。
本發明擋板采用了浸有金屬的高強度、耐溫、耐腐蝕、自潤滑石墨做為軸承。以其高強度(抗壓強度≥200MPa、抗折強度≥60MPa)來承受由經濟型產生外力的機構發力時帶來的瞬時沖擊力。以其耐溫性(使用溫度＜600℃)來適應擋板工作環境溫度。以其耐腐蝕性來抵御煙氣和大氣對它的長期腐蝕。以其自潤滑特性，來增加擋板的轉動靈活性，并將平時的維護工作量降到最低。上述幾項特點的實現，無疑使擋板的可靠性大幅度提高。
本發明的石墨軸承擋板可以在低于600℃的溫度下可靠作用，能承受不穩定、低轉速及有沖擊力工作條件。
本發明中所采用的石墨軸承為抗沖擊力強的整體石墨軸套結構，材料選用的是浸有金屬的高強度(抗壓強度≥200MPa、抗折強度≥60MPa)，耐高溫(使用溫度＜600℃)石墨。
在大型生產裝置中，以前使用的擋板，由于密封性、生產后期的靈活性、可靠性差，產生了大量的不必要的能量從密封不住的密封擋板中損失掉，由于長期操作，擋板軸軸承部分銹蝕，使之難以在自動調節機構作用下自動調節，此時，則需要操作工蹬高調節擋板開度。尤其在緊急情況下，需將密封擋板從關閉狀態迅速打開，由于長期操作，擋板軸軸承部分銹蝕，可能使密封擋板無法迅速自動打開，派操作工去開，需要一定的時間。在緊急情況下，也許就在這短暫的時間內加熱爐出現事故，從而引起整個裝置的停產，造成巨大的經濟損失。正是基于上述這些，本發明擋板進一步改善了密封擋板的密封性，生產后期的靈活性和可靠性，從而減少了能量損失，方便了生產操作，保證了裝置生產的連續性。


1擋板筒體2上密封擋圈 3擋板葉4擋板軸 5下密封擋圈 6襯里7套管8軸承、鍘刀環、石墨軸套9密封填料10鍘刀形密封環11齒輪 12密封槽 13密封橋
權利要求1.一種填料密封石墨軸承擋板，由擋板筒體(1)、上密封擋圈(2)、擋板葉(3)、擋板軸(4)、下密封擋圈(5)、襯里(6)、套管(7)、軸承(8)、密封填料(9)等組成，其特征是擋板軸(4)為1～3對，每個軸端部配有齒輪(11)來傳遞力距，擋板軸(4)下面設有一個密封橋(13)，橋上填滿密封填料(9)，擋板軸(4)陷入填料(9)中，軸在填料中轉動，擋板葉(3)外邊緣設有一個鍘刀形密封環(10)，密封環切入密封填料(9)中。
2.按照權利要求1的填料密封石墨軸承擋板，其特征是1～3對軸(4)伸到筒體(1)的外面，由石墨軸承支撐，并配有齒輪(11)傳遞力距，使兩個擋板軸(4)同步逆向旋轉，從而帶動擋板葉(3)象一對翅膀一樣動作。
3.按照權利要求1的填料密封石墨軸承擋板，其特征是擋板葉(3)的環向外邊緣設有一個鍘刀形密封環(10)，密封環切入裝在密封槽(12)的密封填料(9)中。
專利摘要一種填料密封石墨軸承檔板，有1～3對檔板軸，每個軸的端部由石墨軸承支撐，并配有齒輪來傳遞力距，使兩檔板軸同步逆向旋轉，從而帶動檔板葉象一對翅膀一樣動作；在檔板軸下面設有一個密封橋，橋上填滿密封填料，檔板軸陷入填料之中，軸在填料中轉動，以達到完全消除其間隙；檔板葉的環向外邊緣設有一剛度大的鍘刀形密封環，切入到密封填料中，使檔板轉動靈活，運轉可靠，密封性好。
文檔編號F16C33/78GK2237748SQ9520884
公開日1996年10月16日 申請日期1995年4月26日 優先權日1995年4月26日
發明者闕志建, 孫興權 申請人:中國石化北京設計院