一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置的制作方法

1.本发明属于工业炉密封技术领域，具体涉及一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置。


背景技术：

2.回转窑作为一种工业炉，在固体废弃物焚烧、冶金、石灰煅烧、水泥等建筑材料煅烧、固态物料干燥等行业都有广泛应用。回转窑窑体是一个空心圆柱状筒体，物料从筒体的进料端进入，随筒体转动的同时被加热，完成干燥、热解、焚烧等传质反应，最后从筒体的出料端排出。反应产生的高温、有毒有害气体，从进料端或者出料端的罩体引出，进行后续净化处理。
3.回转窑筒体作为传质传热的反应器是一种旋转部件，转速一般为1
‑
3r/min，通常直径在1m以上，最大直径可达5m左右，长度一般为直径的4
‑
20倍。进料端和出料端的罩体在筒体两端，静止不动，作用是物料和气体的进出装置。回转窑筒体和两端罩体需要动静密封装置，将反应产生的高温、有毒有害气体与大气隔绝，防止高温、有毒有害气体溢出。
4.由于密封面尺寸大（通常直径1m~5m），工作温度高（通常在300℃以上），变形补偿量大（径向变形量高达30mm，轴向变形量高达100mm以上，），同时废气中携带大量粉尘，常见的橡胶圈密封、机械密封都无法实现有效密封。目前，回转窑主要采用的密封形式有：鱼鳞片密封、填料密封、石墨滑块密封、迷宫密封。
5.申请号201710575135.4专利公开了一种回转窑密封装置，包括密封罩、多个鱼鳞片、拉紧钢丝绳、多个钢丝绳定位钩和两个配重，该装置通过配重和钢丝绳将多个鱼鳞片拉紧，贴合在密封罩上，实现密封。为了耐高温，鱼鳞片为金属材质，与回转窑筒体硬摩擦，磨损快，而且金属鱼鳞片刚度大，贴合效果不佳，泄漏量大。
6.申请号201821815963.7专利公开了一种回转窑密封装置，包括密封套、布气管、密封材料、压盖等，通过压盖压紧填料形成密封。该装置结构复杂，轴向变形补偿量较大，径向变形补偿量很小。
7.申请号202020576925.1专利公开了一种氧化钼焙烧回转窑密封装置，包括环形槽、石墨块、固定机构等，通过石墨块组成密封环与回转窑形成滑动密封。该装置结构复杂，在补偿径向变形过程中石墨块承受很大的挤压力，容易破裂。
8.申请号202020239056.3专利公开了一种迷宫式回转窑密封装置，包括装置外壳、窑体、充气仓和缓冲块，该装置通过在迷宫结构中充保护气实现内外气体隔离，结构复杂，需要提供额外的保护气，部分保护气漏入内部气体，如果内部气体压力较大会破坏保气，导致密封失效。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，采用折叠带结构，通过自身柔性和耐磨环紧密贴合转窑筒体，具由密封效果
好，气体泄露比例低的优点，并且可以承受较大的内部气压。
10.本发明提供以一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，包括折叠带（1）、耐磨环（2）、转窑筒体（3）和罩体（4），耐磨环（2）套接固定于转窑筒体（3）的周向上，折叠带（1）为圆锥环状，其小头端与耐磨环（2）紧密贴合，大头端通过耐高温胶与罩体（4）粘结固连。
11.作为本发明的进一步技术方案，叠带（1）、耐磨环（2）、转窑筒体（3）和罩体（4）的轴心位于同一轴线上，折叠带（1）的斜边与轴线的夹角为15
°
~45
°
。
12.进一步的，折叠带（1）的小头端的内表面置于耐磨环（2）的外表面上，两者相贴合可产生相对滑移。
13.进一步的，折叠带（1）的材料为石墨膜，厚度为0.2mm~1mm，最高耐热度为≥500℃，折叠带（1）为多层折叠构成圆锥环状，多层折叠为沿斜边方向折叠，每个折叠的厚度为1mm~5mm，每个折叠与转窑筒体（3）的外圆线的倾斜角度为5
°
~15
°
。
14.进一步的，耐磨环（2）的材料为硬质石墨环，其厚度为10~40mm。
15.本发明的优点在于，该密封装置结构简单，密封效果好，使用寿命长，补偿变形能力大。折叠带柔软且具有一定的韧性，锥形结构使其与石墨环贴合紧密，因此密封效果好，气体泄露比例低，并且可以承受较大的内部气压。折叠带和耐磨环材质均为石墨，具有自润滑特性，耐高温，耐磨损，因此使用寿命长。多层折叠结构折叠带可以通过折叠面滑移来补偿回转窑筒体的径向变形。折叠带与耐磨环的密封面为沿回转窑筒体轴向的圆柱面，可以补偿轴向变形。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的折叠带折叠方式示意图。
具体实施方式
17.请参阅图1，本实施例提供一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，包括折叠带1、耐磨环2、转窑筒体3和罩体4，耐磨环2套接固定于转窑筒体3的周向上，折叠带1为圆锥环状，其小头端与耐磨环2紧密贴合，大头端通过耐高温胶与罩体4粘结固连。
18.叠带1、耐磨环2、转窑筒体3和罩体4的轴心位于同一轴线上，折叠带1的斜边与轴线的夹角为15
°
~45
°
。
19.折叠带1的小头端的内表面置于耐磨环2的外表面上，两者相贴合可产生相对滑移。
20.如图2所示，折叠带1的材料为石墨膜，厚度为0.2mm~1mm，最高耐热度为≥500℃，折叠带1为多层折叠构成圆锥环状，多层折叠为沿斜边方向折叠，每个折叠的厚度为1mm~5mm，每个折叠与转窑筒体3的外圆线的倾斜角度为5
°
~15
°
。
21.耐磨环2为硬质石墨环，其厚度为10~40mm。
22.本实施例中转窑筒体3直径2.5m，长20m。
23.折叠带1的特点为：其为固定在静止的罩体上的圆锥环状，与转窑筒体轴线成30
°
夹角，通过自身柔性和耐磨环紧密贴合。
24.折叠带1的宽度200mm，其中与耐磨环2的贴合面长50mm。
25.耐磨环2的特点为：固定在转窑筒体3外表面，随转窑筒体3一起旋转，与折叠带1接触面发生滑移。
26.折叠带1采用0.5mm柔性石墨膜，最高耐温性能≥500℃，与转窑筒体3外圆线倾斜10
°
角度，折叠部分长度100mm，整体为圆锥环状，5层折叠，总厚度2.5mm。
27.耐磨环2为硬质石墨环，厚度为20mm，宽度150mm。
28.该密封装置的内部压力为500pa，内部气体泄露率≤1%，工作温度350℃下，补偿了径向变形为20mm，补偿了轴向变形150mm，在转窑筒体平均1r/min转速情况下，使用寿命达到7200小时以上。
29.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，其特征在于，包括折叠带（1）、耐磨环（2）、转窑筒体（3）和罩体（4），所述耐磨环（2）套接固定于所述转窑筒体（3）的周向上，所述折叠带（1）为圆锥环状，其小头端与所述耐磨环（2）紧密贴合，大头端通过耐高温胶与罩体（4）粘结固连。2.根据权利要求1所述的一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，其特征在于，所述叠带（1）、耐磨环（2）、转窑筒体（3）和罩体（4）的轴心位于同一轴线上，所述折叠带（1）的斜边与轴线的夹角为15
°
~45
°
。3.根据权利要求1所述的一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，其特征在于，所述折叠带（1）的小头端的内表面置于所述耐磨环（2）的外表面上，两者相贴合可产生相对滑移。4.根据权利要求1所述的一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，其特征在于，所述折叠带（1）的材料为石墨膜，厚度为0.2mm~1mm，最高耐热度为≥500℃，所述折叠带（1）为多层折叠构成圆锥环状，多层折叠为沿斜边方向折叠，每个折叠的厚度为1mm~5mm，每个折叠与所述转窑筒体（3）的外圆线的倾斜角度为5
°
~15
°
。5.根据权利要求1所述的一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，其特征在于，所述耐磨环（2）的材料为硬质石墨环，其厚度为10~40mm。

技术总结
一种柔性石墨折叠式回转窑密封装置，包括折叠带、耐磨环、转窑筒体和罩体，耐磨环套接固定于转窑筒体的周向上，折叠带为圆锥环状，其小头端与耐磨环紧密贴合，大头端通过耐高温胶与罩体粘结固连，将转窑内外气体隔离，形成密封。折叠带的材料为石墨膜，厚度为0.2mm~1mm，最高耐热度为≥500℃，折叠带为多层折叠构成圆锥环状，多层折叠为沿斜边方向折叠，每个折叠的厚度为1mm~5mm，每个折叠与转窑筒体3的外圆线的倾斜角度为5


技术研发人员：周永贤 胡孙 张长富 陈纪赛 张永良
受保护的技术使用者：南京中船绿洲环保有限公司
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2021/11/5