一种应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构

技术领域

本申请涉及机械领域，尤其涉及一种应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构。

背景技术

自动振打除灰装置因有效的解决了气化设备换热面积灰影响传热的问题而得到了广泛推广和应用，其执行单元-机械振打器直接安装在气化设备上，其运行环境复杂，不合适的密封方式将造成严重的事故。由于该装置多应用于高温高压工况下，因此，在设计时要非常注意装置的隔热性和抗压性；同时，气化工艺对其密封性能的要求也极其严格，需保证机械振打器在所有工况下没有至大气侧的泄漏，即外泄漏量为零，设计时需要考虑装置的密封性，防止外漏；振打器工作时，活塞将不停的做往复运动，防抱死效能也需要考虑。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构，旨在改善现有的机械振打器的在高温高压工况下密封性能差的问题。

本申请的技术方案是：

一种应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构，包括同轴设置的导向管、导筒、套管、密封组件、活塞、活塞杆以及压缩弹簧；所述导向管固定套接于所述导筒上，所述导筒固定套接于所述套管上；所述套管套接于所述活塞上，且所述活塞的一端可移动地延伸出所述套管，并处于所述导筒的内腔中；所述活塞杆的一端固定于所述活塞的端部内，另一端依次穿出所述活塞、所述导筒；所述压缩弹簧套接于所述活塞以及所述活塞杆上，且处于由所述活塞、所述活塞杆、所述导筒以及所述套管共同构成的空腔内，所述压缩弹簧的一端连接于所述活塞的中部外侧壁上，另一端连接于所述导筒的内壁上；所述密封组件套接于所述活塞上，且外接于所述套管的内壁上，所述密封组件处于所述活塞的端部与所述压缩弹簧之间。

作为本申请的一种技术方案，所述密封组件包括压盖、第一密封压环以及多个相邻连接的第一密封圈；所述压盖、所述第一密封压环以及所述第一密封圈依次套接于所述活塞的外壁上，且依次外接于所述套管的内壁上，所述压盖、所述第一密封压环以及所述第一密封圈分别到所述压缩弹簧的距离逐渐减小。

作为本申请的一种技术方案，所述第一密封圈为O型硅橡胶密封圈，且包括三个。

作为本申请的一种技术方案，所述活塞的周壁上开设有多个依次间隔地环形限位槽，每个所述环形限位槽上均套接有活塞环；所述活塞环外接于所述套管的内壁上，且处于所述密封组件与所述压缩弹簧之间。

作为本申请的一种技术方案，所述活塞的周壁上开设有多个依次间隔地环形限位槽，每个所述环形限位槽上均套接有活塞环；所述活塞环外接于所述套管的内壁上，且处于所述第一密封压环和所述第一密封圈之间。

作为本申请的一种技术方案，所述导筒与所述活塞杆相接触的内周壁上间隔地开设有四个环形限位槽，其中两个所述环形限位槽上套接有衬圈，另两个所述环形限位槽上套接有导环，且所述衬圈处于两个所述导环之间，所述衬圈和所述导环均套接于所述活塞杆上。

作为本申请的一种技术方案，所述导筒远离所述活塞的一端的内周壁上间隔地开设有多个相邻接的凹槽，多个所述凹槽中依次套接有第二密封圈、第二密封压环以及压紧螺母，所述第二密封圈、所述第二密封环以及所述压紧螺母依次套接于所述活塞杆上，且所述第二密封圈、所述第二密封环以及所述压紧螺母分别到所述活塞的距离逐渐增大。

本申请的有益效果：

本申请的应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构中，其为多重密封结构，有效解决了机械振打器的内密封问题，避免了高温气体在活塞与活塞套管密封处发生泄露并产生露点腐蚀，有效保护了密封元件，延长机械振打器的使用寿命；同时，活塞环在活塞与导筒接触处形成一道密封，进一步增强结构的内密封能力；活塞环套在活塞上可有效降低活塞与导筒之间的摩擦，减小摩擦损伤，延长结构的使用寿命。此外，因为压缩弹簧可以压缩，允许安装时有一定余量，因此，其大大方便了导筒的安装，在工作状态时，压缩弹簧的预紧力使产生位移的撞击杆和活塞杆又恢复原来位置，保持了气化炉外壁面、撞击杆以及活塞杆三者之间的紧密接触，增大了能量的传递效率，且由于压缩弹簧的可压缩性，可以大大减小作用在压缩弹簧和导筒上的作用力，有效保护了振打器，延长了振打器的使用寿命；并且，压缩弹簧在压缩预紧时，还可使活塞内表面与活塞杆端部保持紧密接触，形成了活塞内表面与活塞杆间的内密封。因此，第一密封圈、活塞环以及压缩弹簧三个部件的共同作用，形成了高效的内密封系统，有效改善了机械振打器的内密封性能，且延长了其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请第一实施例提供的应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构示意图；

图2为本申请第二实施例提供的应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构示意图。

图标：1-应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构；2-导向管；3-导筒；4-套管；5-密封组件；6-活塞；7-活塞杆；8-压缩弹簧；9-压盖；10-第一密封压环；11-第一密封圈；12-活塞环；13-衬圈；14-导环；15-第二密封圈；16-第二密封压环；17-压紧螺母。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

第一实施例：

请参照图1，本申请提供一种应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构1，包括同轴设置的导向管2、导筒3、套管4、密封组件5、活塞6、活塞杆7以及压缩弹簧8；其中，导向管2固定套接于导筒3上，导筒3固定套接于套管4上；套管4套接于活塞6上，且活塞6的一端可移动地延伸出套管4，并处于导筒3的内腔中；活塞杆7的一端固定于活塞6的端部内，另一端依次穿出活塞6、导筒3；压缩弹簧8套接于活塞6以及活塞杆7上，且处于由活塞6、活塞杆7、导筒3以及套管4共同构成的空腔内，压缩弹簧8的一端连接于活塞6的中部外侧壁上，另一端连接于导筒3的内壁上，压缩弹簧8在起始状态时处于压缩状态；密封组件5套接于活塞6上，且外接于套管4的内壁上，密封组件5处于活塞6的端部与压缩弹簧8之间。

进一步地，在本实施例中，密封组件5包括压盖9、第一密封压环10以及多个相邻连接的第一密封圈11；压盖9、第一密封压环10以及第一密封圈11依次套接于活塞6的外壁上，且依次外接于套管4的内壁上，压盖9、第一密封压环10以及第一密封圈11分别到压缩弹簧8的距离逐渐减小。压盖9布置在套管4与活塞6之间，与套管4和活塞6紧密接触，同时第一密封压环10与压盖9紧密连接，压盖9与第一密封压环10的材质相同。压盖9与第一密封压环10主要用于封堵腔体，起密封作用，阻碍高温气体的进入，防止事故的发生。

具体地，第一密封圈11为O型硅橡胶密封圈，且包括三个。三个第一密封圈11依次紧密布置，均安装在活塞6上的环形沟槽内，与压环紧密连接，被压盖9与第一密封压环10压紧；其可以选用隔热材质，有隔热和密封作用。当振打器工作时，高温高压气体会给压盖9、第一密封压环10一个力，挤压第一密封胶圈，从而产生更好的密封效果。

同时，活塞6的周壁上开设有多个依次间隔地环形限位槽，每个环形限位槽上均套接有活塞环12；活塞环12外接于套管4的内壁上，且处于第一密封圈11与压缩弹簧8之间。具体地，活塞环12可以为三个。通过环形限位槽固定活塞环12的位置，活塞环12可以防止活塞6与套管4壁直接接触，保证活塞6平顺运动，同时也可以使活塞杆7处于中间位置，不发生偏移，有对中导向作用，确保活塞杆7水平。

此外，在导筒3与活塞杆7相接触的内周壁上间隔地开设有四个环形限位槽，其中两个环形限位槽上套接有衬圈13，另两个环形限位槽上套接有导环14，且衬圈13处于两个导环14之间，衬圈13和导环14均套接于活塞杆7上。导环14和衬圈13布置在导筒3与活塞杆7的连接处，通过导筒3上的环形限位槽确定位置，由于衬圈13与套管4的材质不同，因此，衬圈13与活塞杆7的连接处产生的摩擦不会与套管4的摩擦粘连一起，可以起到防抱死作用；导环14可以固定活塞杆7的位置，防止活塞杆7与套管4壁直接接触，保证活塞6平顺运动，同时也可以调整对中度，确保活塞杆7水平，不发生偏移。

同时，导筒3远离活塞6的一端的内周壁上间隔地开设有多个相邻接的凹槽，多个凹槽中依次套接有第二密封圈15、第二密封压环16以及压紧螺母17，第二密封圈15、第二密封环以及压紧螺母17依次套接于活塞杆7上，且第二密封圈15、第二密封环以及压紧螺母17分别到活塞6的距离逐渐增大。最右端的多个第二密封圈15主要用于防止外漏，由压紧螺母17压紧，第二密封压环16进行密封；当外界气体想要进入时，外界压力会给压紧螺母17一个力，通过压紧第二密封圈15，增加密封效果。

具体地，压盖9与第一密封压环10构成第一重密封，阻碍腔内气体的泄露；多个第一密封圈11形成第二层密封，同时具有隔热的作用；三个活塞环12是第三层密封，有对中导向作用；衬圈13和导环14有防抱死作用；最右端的多个密封圈主要作用为防外漏；通过增加压盖9、活塞6等结构简单的密封装置，形成了高效的密封结构，能够有效地提高机械振打器的密封效果，还可以延长其使用寿命。

在防止气化炉内高温有效气体泄漏时，在导筒3内通入一定压力气体(一般比气化炉内压力大0.5～0.6MPa),压盖9与第一密封压环10受压力造成微小位移，压紧第一密封圈11，增强密封效果，同时整个活塞6也发生微小位移，依靠气体的压力差，在活塞环12外圆面以及活塞环12和环形限位槽的一个侧面之间形成内密封；由于气化炉内的高温以及活塞6与壁面的摩擦，使得活塞6的温度比较高，此时第一密封圈11具有隔热作用，同时活塞环12也可以将活塞6的热量传导给套管4，增强散热，起冷却作用，保护活塞6；此外，活塞环12还起到支承作用；活塞环12将活塞6保持在套筒中，防止活塞6与套管4壁直接接触，保证活塞6平顺运动，降低摩擦阻力，减少结构的摩擦损伤，并增加能量传递效率；导环14与衬圈13起到防抱死作用，导环14同时可以防止活塞杆7与活塞6套管4壁直接接触，保证活塞6平顺运动，也可以调整对中度，确保活塞杆7水平；最右端的密封圈主要用于防止外漏。

机械振打器将撞击杆与活塞杆7分离，将能量传递过程中的大位移变为活塞杆7的微小位移。在振打器工作条件下，在安装时压缩态的压缩弹簧8使得气化炉外壁面、撞击杆和活塞杆7三者之间保持紧密接触，增强能量的传递效率。在工作状态下，活塞杆7周期的进行往复微小位移运动，相较于固定式安装，压缩弹簧8可以大大减小这种往复运动对振打器的撞击力，而且压缩弹簧8允许这种往复运动的存在。整个运行过程中，极大地保护了振打器，延长其使用寿命。

综上可知，本申请的应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构1中，其为多重密封结构，有效解决了机械振打器的内密封问题，避免了高温气体在活塞6与活塞6套管4密封处发生泄露并产生露点腐蚀，有效保护了密封元件，延长机械振打器的使用寿命；同时，活塞环12在活塞6与导筒3接触处形成一道密封，进一步增强结构的内密封能力；活塞环12套在活塞6上可有效降低活塞6与导筒3之间的摩擦，减小摩擦损伤，延长结构的使用寿命。此外，因为压缩弹簧8可以压缩，允许安装时有一定余量，因此，其大大方便了导筒3的安装，在工作状态时，压缩弹簧8的预紧力使产生位移的撞击杆和活塞杆7又恢复原来位置，保持了气化炉外壁面、撞击杆以及活塞杆7三者之间的紧密接触，增大了能量的传递效率，且由于压缩弹簧8的可压缩性，可以大大减小作用在压缩弹簧8和导筒3上的作用力，有效保护了振打器，延长了振打器的使用寿命；并且，压缩弹簧8在压缩预紧时，还可使活塞6内表面与活塞杆7端部保持紧密接触，形成了活塞6内表面与活塞杆7间的内密封。因此，第一密封圈11、活塞环12以及压缩弹簧8三个部件的共同作用，形成了高效的内密封系统，有效改善了机械振打器的内密封性能，且延长了其使用寿命。

第二实施例：

请参照图2，本实施例提供一种应用于高温高压工况下的机械振打器的内密封结构1，其结构与第一实施例中的大致相同；区别在于二者的密封组件5的安装位置有所不同。

在本实施例中，活塞6的周壁上开设有多个依次间隔地环形限位槽，每个环形限位槽上均套接有活塞环12；活塞环12外接于套管4的内壁上，且处于第一密封压环10和第一密封圈11之间。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本申请的保护范围之内。