RU181263U1

RU181263U1 - LABYRINTH RADIAL SEALING DRUM DRYER

Info

Publication number: RU181263U1
Application number: RU2017135709U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Денис Михайлович Кутепов; Наталья Андреевна Прохоренко; Ксения Васильевна Чёрикова; Вячеслав Александрович Балашов
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2018-07-09

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к уплотнительным устройствам барабанных сушилок и может найти применение в химической, нефтехимической, горнодобывающей, строительной, металлургической, энергетической, автодорожной, пищевой, фармацевтической, деревоперерабатывающей и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах сушки твердообразных отходов перед их вторичной переработкой.Технический результат достигается тем, что в лабиринтном радиальном уплотнении барабанной сушилки, включающем барабан, камеру, кольца неподвижные и кольца подвижные, причем, что каждое подвижное кольцо снабжено манжетой, выполненной из эластичного материала и обеспечивающей возможность скольжения по наружной поверхности барабана с натягом, а каждое наружное кольцо выполнено в виде диска с двумя фланцами, образующими кольцевую полость для установки в ней подвижного кольца, при этом неподвижные кольца жестко соединены с камерой с помощью шпилек, шайб и гаек.The proposed solution relates to sealing devices for drum dryers and can be used in chemical, petrochemical, mining, construction, metallurgical, energy, road, food, pharmaceutical, wood processing and other industries, as well as in environmental processes for drying solid waste before recycling . The technical result is achieved by the fact that in the labyrinth radial seal of the drum dryer, including a drum, a chamber, fixed rings and movable rings, moreover, each movable ring is equipped with a cuff made of elastic material and allows sliding on the outer surface of the drum with interference, and each outer ring is made in the form of a disk with two flanges forming an annular cavity for installation of a movable rings, while the fixed rings are rigidly connected to the camera using studs, washers and nuts.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к уплотнительным устройствам барабанных сушилок и может найти применение в химической, нефтехимической, горнодобывающей, строительной, металлургической, энергетической, автодорожной, пищевой, фармацевтической, деревоперерабатывающей и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах сушки твердообразных отходов перед их вторичной переработкой.The proposed solution relates to sealing devices for drum dryers and can be used in chemical, petrochemical, mining, construction, metallurgical, energy, road, food, pharmaceutical, wood processing and other industries, as well as in environmental processes for drying solid waste before recycling .

Известные лабиринтные уплотнения, уплотняющее действия которых основано на создании малого зазора сложной извилистой формы между вращающимися и неподвижными деталями узла, выполненные в виде подвижных (вращающихся) колец, прикрепленных к вращающемуся валу или ротору, и неподвижных колец, прикрепленных к неподвижному корпусу аппарата (Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя издание 8-е, строение, 1967, с. 647, 648; Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, - М. Машиностроение, 1977. Т. З, стр. 187).Known labyrinth seals, the sealing action of which is based on creating a small gap of complex tortuous shape between the rotating and stationary parts of the assembly, made in the form of movable (rotating) rings attached to a rotating shaft or rotor, and fixed rings attached to the fixed body of the apparatus (Anuryev V .I. Handbook of a designer-mechanical engineer 8th edition, building, 1967, p. 647, 648; Anuryev V.I. Handbook of a designer-mechanical engineer, M. Mashinostroenie, 1977. T. Z., p. 187).

К причинам препятствующим достижению заданного технического результата, относятся большие затраты времени на установку вращающихся (подвижных) колец внутри неподвижных колец, особенно при больших диаметрах корпуса аппарата как это имеет место в барабанных сушилках, что уменьшает основное время работы и приводит к снижению производительности.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the large amount of time spent on installing rotating (movable) rings inside the fixed rings, especially with large diameters of the apparatus body, as is the case in drum dryers, which reduces the main working time and leads to a decrease in productivity.

Известно уплотнение турбины, содержащее корпус, в котором выполнена по крайней мере одна кольцевая канавка, в которой размещено и жестко закреплено кольцо, имеющее на наружной поверхности выступ, а на внутренней поверхности усики, при этом выступ и усики выполнены из того же материала, что и кольцо, причем кольцо выполнено из материала на основе фторполимера и имеет радиальный разрез (Свидетельство на полезную модель РФ №10422; МПК F01D 11/00. 1999 г.).A turbine seal is known that comprises a housing in which at least one annular groove is made, in which a ring is located and rigidly fixed, having a protrusion on the outer surface and an antenna on the inner surface, while the protrusion and antenna are made of the same material as a ring, and the ring is made of a material based on fluoropolymer and has a radial section (Certificate for useful model of the Russian Federation No. 10422; IPC F01D 11/00. 1999).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся сложности установки кольца в кольцевой канавке, что приводит к значительным затратам времени при установке лабиринтного уплотнения, уменьшению времени основной работы особенно при больших диаметрах уплотнительных узлов, например, в барабанных сушилках, и как следствие снижению производительности.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include the difficulty of installing the ring in the annular groove, which leads to significant time losses when installing the labyrinth seal, reducing the time of the main work, especially with large diameters of the sealing units, for example, in drum dryers, and, as a consequence, reducing productivity .

Известно лабиринтно-луночное уплотнение (описание полезной модели к патенту РФ №60151, F04D 29/08. 2006 г.), содержащее лабиринт с лабиринтными гребешками и серпообразными лунками, расположенными на внутреннем диаметре диафрагмы, разделяющей полость высокого и полость низкого давления, и ротор, причем в каждом гребешке серпообразные лунки размещены друг за другом по внутреннему диаметру гребешка, при этом каждый гребешок имеет по два зуба, образованных фасками, выполненными со стороны меньшего давления, и содержит дополнительное лабиринтное уплотнение из антифрикционного полимерного материала, кроме того, дополнительное лабиринтное уплотнение может быть установлено с зазором к уплотняющей поверхности, или без зазора к уплотняющей поверхности, или выполнено с лунками.A labyrinth-well seal is known (utility model description to the patent of the Russian Federation No. 60151, F04D 29/08. 2006), containing a labyrinth with labyrinth combs and crescent-shaped dimples located on the inner diameter of the diaphragm separating the high and low pressure cavities, and the rotor moreover, in each scallop, the crescent-shaped holes are arranged one after another along the inner diameter of the scallop, each scallop has two teeth formed by chamfers made from the side of lower pressure and contains an additional labyrinth seal tnenie of antifriction plastics material, moreover, an additional labyrinth seal can be installed with a gap to the sealing surface, with or without clearance against the sealing surface, or formed with holes.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность установки известного уплотнения не на роторе, а на барабанной сушилке, так как диаметр барабанной сушилки значительно превышает диаметр ротора компрессора, для которого предназначено известное лабиринтно-луночное уплотнение, что приводит к значительным затратам времени на монтаж такого уплотнения на барабане сушилки, уменьшению основного времени работы барабанной сушилки и снижению ее производительности.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include the difficulty of installing the known seal, not on the rotor, but on the drum dryer, since the diameter of the drum dryer is much larger than the diameter of the compressor rotor, for which the well-known labyrinth-well seal is intended, which leads to a significant investment of time installation of such a seal on the dryer drum, reducing the main operating time of the drum dryer and reducing its performance.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к предлагаемой конструкции и принятым за прототип является лабиринтное радиальное уплотнение барабанной сушилки, включающее барабан, камеру, кольца неподвижные и кольца подвижные (вращающиеся) (Машины и аппараты химических производств: учебник для вузов / А.С. Тимонин, Б.Г. Балдин, В.Я. Борщев, Калуга: Издательство "Ноосфера", с. 643).The closest technical solution for the totality of features to the proposed design and adopted as a prototype is a labyrinth radial seal of the drum dryer, including a drum, a chamber, fixed rings and movable (rotating) rings (Machines and equipment for chemical production: a textbook for high schools / A. Timonin , B.G. Baldin, V.Ya. Borschev, Kaluga: Publishing House "Noosphere", p. 643).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность установки подвижных колец внутри неподвижных колец при малом кольцевом зазоре между подвижными и неподвижными кольцами, что приводит к значительным затратам времени. При сборке и разборке такого лабиринтного уплотнения, уменьшению основного времени работы барабанной сушилки и уменьшению ее производительности.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the difficulty of installing movable rings inside the fixed rings with a small annular gap between the movable and fixed rings, which leads to a significant investment of time. When assembling and disassembling such a labyrinth seal, reducing the main operating time of the drum dryer and reducing its performance.

Техническим результатом предлагаемого лабиринтного радиального уплотнения барабанной сушилки является увеличение производительности.The technical result of the proposed labyrinthine radial seal drum dryer is to increase productivity.

Поставленный технический результат достигается тем, что в лабиринтном радиальном уплотнении барабанной сушилки, включающем барабан, камеру, кольца неподвижные и кольца подвижные, причем, что каждое подвижное кольцо снабжено манжетой, выполненной из эластичного материала, а каждое наружное кольцо выполнено в виде диска с двумя фланцами, образующими кольцевую полость для установки в ней подвижного кольца, при этом неподвижные кольца жестко соединены с камерой с помощью шпилек, шайб и гаек.The technical result is achieved by the fact that in the labyrinth radial seal of the drum dryer, including a drum, a chamber, the rings are stationary and the rings are movable, moreover, each movable ring is equipped with a cuff made of elastic material, and each outer ring is made in the form of a disk with two flanges forming an annular cavity for installing a movable ring in it, while the fixed rings are rigidly connected to the camera with the help of studs, washers and nuts.

Снабжение каждого подвижного кольца манжетой, выполненной из эластичного материала и обеспечивающей возможность скольжения по наружной поверхности барабана с натягом, позволяет за счет эластичности манжеты устанавливать ее на внешней поверхности барабана без больших затрат времени и усилий, что снижает затраты этого времени на монтаж и демонтаж подвижных колец, а значит увеличивает время основной работы барабанной сушилки и тем самым приводит к росту производительности.The supply of each movable ring with a cuff made of elastic material and providing the possibility of sliding on the outer surface of the drum with an interference fit, due to the elasticity of the cuff, can be installed on the outer surface of the drum without a lot of time and effort, which reduces the cost of this time for mounting and dismounting the movable rings , which means it increases the time of the main operation of the drum dryer and thereby leads to an increase in productivity.

Выполнение каждого наружного кольца в виде диска с двумя фланцами, образующими кольцевую полость, позволяет быстро устанавливать эту кольцевую полость относительно подвижного кольцах образованием одного лабиринтного уплотнения, что ускоряет время монтажа и демонтажа, уменьшает время на ремонт или замену лабиринтного уплотнения, увеличивая время основной работы барабанной сушилки, а значит и ее производительность.The execution of each outer ring in the form of a disk with two flanges forming an annular cavity allows you to quickly install this annular cavity relative to the movable rings by the formation of one labyrinth seal, which speeds up the installation and dismantling time, reduces the time for repair or replacement of the labyrinth seal, increasing the time of the main drum operation dryers, and hence its performance.

Герметичное соединение обоих фланцев наружного кольца с камерой с помощью шпилек, шайб и гаек позволяет быстро устанавливать и разбирать лабиринтное уплотнение предлагаемой конструкции при ремонте или его замене, что уменьшает время этих вспомогательных операций, увеличивает время основной работы барабанной сушилки, а значит ее производительность.The tight connection of both flanges of the outer ring with the chamber using studs, washers and nuts allows you to quickly install and disassemble the labyrinth seal of the proposed design during repair or replacement, which reduces the time of these auxiliary operations, increases the time of the main operation of the drum dryer, and therefore its productivity.

Кроме того, предлагаемая конструкция лабиринтного уплотнения позволяет последовательно друг за другом устанавливать подвижные кольца на барабане, внутри кольцевых полостей неподвижных колец с герметичным уплотнением их на камере с помощью шайб, гаек и шпилек, на которые одеты фланцы неподвижных колец.In addition, the proposed design of the labyrinth seal allows sequentially one after another to install the movable rings on the drum, inside the annular cavities of the fixed rings with hermetic sealing on the camera using washers, nuts and studs on which the flanges of the fixed rings are worn.

Такой каскад из нескольких установленных лабиринтных уплотнений позволяет уменьшить подсос наружного холодного воздуха внутрь барабана, его смешение с горячим сушильным агентом, что позволяет сохранить высокую температуру сушильного агента, а значит скорость сушки и производительность.Such a cascade of several installed labyrinth seals allows to reduce the suction of external cold air inside the drum, its mixing with a hot drying agent, which allows you to keep the drying agent at a high temperature, which means drying speed and productivity.

На фиг. 1 представлен общий вид лабиринтного радиального уплотнения барабанной сушилки предлагаемой конструкции для барабанной сушилки.In FIG. 1 shows a General view of the labyrinth radial seal of a drum dryer of the proposed design for a drum dryer.

Лабиринтное радиальное уплотнение барабанной сушилки состоит из барабана 1, камеры 2, колец неподвижных, выполненных в виде диска 3 с двумя фланцами 4, образующих кольцевую полость 5, подвижных колец 6, снабженных манжетами 7, выполненных из эластичного материала (например, резины или полимера) и имеющих внутренний диаметр, обеспечивающий возможность скольжения манжеты 7 по наружной поверхности диаметру барабана 1 с натягом. Оба фланца 4 каждого диска 3 неподвижного кольца герметично соединены с камерой 2 шпилькой 8 с помощью шайб 9 и гаек 10. Для увеличения герметичности лабиринтных уплотнений между фланцами 4 смежных неподвижных колец установлены прокладки 11.The labyrinth radial seal of the drum dryer consists of a drum 1, a chamber 2, fixed rings made in the form of a disk 3 with two flanges 4 forming an annular cavity 5, movable rings 6 provided with cuffs 7 made of an elastic material (for example, rubber or polymer) and having an inner diameter that allows the cuff 7 to slide on the outer surface of the diameter of the drum 1 with interference. Both flanges 4 of each disk 3 of the fixed ring are hermetically connected to the chamber 2 by a pin 8 using washers 9 and nuts 10. To increase the tightness of the labyrinth seals, gaskets 11 are installed between the flanges of 4 adjacent fixed rings.

Установку лабиринтного уплотнения барабанной сушилки осуществляют следующим образом.Installation of the labyrinth seal of the drum dryer is as follows.

С левого свободного конца барабана 1 последовательно продвигают слева направо неподвижные кольца 3 с двумя фланцами 4, затем подвижные кольца 6 и прокладки 11.From the left free end of the drum 1, the stationary rings 3 with two flanges 4 are successively advanced from left to right, then the movable rings 6 and gaskets 11.

Затем барабан 1 устанавливают в камере 2. К боковой стенке камеры 2 сдвигают первое подвижное кольцо 6, продвигая его манжету 7 влево и устанавливая с зазором δ относительно боковой стенки камеры 2. Затем на шпильки 8 надевают прокладку 11 и продвигают ее влево к боковой стенке камеры 2. На шпильку 8 продвигают справа налево первое неподвижное кольцо 3, одев на шпильки 8 оба его фланца 4, при этом подвижное кольцо 6 оказывается в середине кольцевой полости 5. Затем слева направо по барабану 1 продвигают манжету 7 со вторым подвижным кольцом 6, устанавливают на шпильки 8 вторую прокладку 11 и также слева направо продвигают второе неподвижное кольцо, до соприкосновения с прокладкой 11, при этом второе подвижное кольцо 6 оказывается внутри кольцевой полости второго неподвижного кольца 3. Повторяют вышеописанные операции для третьего лабиринтного уплотнения с его подвижным кольцом 6 манжетой 7 и неподвижным кольцом 3 с двумя фланцами 4 и прокладкой 11 так, чтобы третье подвижное кольцо 6 оказалось внутри кольцевой полости 5, образованной третьим диском 3 с двумя его фланцами 4, одетыми на шпильки 8.Then, the drum 1 is installed in the chamber 2. The first movable ring 6 is moved to the side wall of the chamber 2, moving its cuff 7 to the left and installing with a gap δ relative to the side wall of the chamber 2. Then, a gasket 11 is put on the studs 8 and advanced to the left to the side wall of the chamber 2. On the pin 8, the first stationary ring 3 is moved from right to left, wearing both of its flanges 4 on the pins 8, while the movable ring 6 is in the middle of the annular cavity 5. Then, the cuff 7 is moved from left to right along the drum 1 with the second movable ring 6, the second gasket 11 is pushed onto the studs 8 and also the second stationary ring is advanced from left to right until it contacts the gasket 11, while the second movable ring 6 is inside the annular cavity of the second stationary ring 3. The above operations are repeated for the third labyrinth seal with its movable ring 6 cuff 7 and a fixed ring 3 with two flanges 4 and a gasket 11 so that the third movable ring 6 is inside the annular cavity 5 formed by the third disk 3 with its two flanges 4, dressed on the studs 8.

Одевают на шпильку 8 граверную шайбу 9 и, закручивая гайку 10, герметично уплотняют на прокладках 11 неподвижные кольца с их дисками 3 и фланцами 4 каждого уплотнения.An engraving washer 9 is put on the pin 8 and, tightening the nut 10, the fixed rings with their disks 3 and flanges 4 of each seal are tightly sealed on the gaskets 11.

Разборка предлагаемой конструкции лабиринтного уплотнения проводится в обратном порядке.Dismantling of the proposed design of the labyrinth seal is carried out in the reverse order.

Развинчивают гайки 10 и сдвигают последовательно вправо третье неподвижное кольцо, состоящее из диска 3 с двумя фланцами 4, тоже делают с прокладкой 11, снимая ее со шпильки 8. Затем, продвигают слева направо последовательно третье подвижное кольцо, сдвигая манжету 7, по барабану 1, второе неподвижное кольцо 3 с его двумя фланцами, прокладку 11 и второе подвижное кольцо 6 с мешалкой 7, тоже повторяют с прокладкой 11, первым неподвижным кольцом с его диском 3 и двумя фланцами 4, подвижным кольцом 6 с манжетой 7 и первой прокладкой 11.Unscrew the nuts 10 and move the third fixed ring, consisting of a disk 3 with two flanges 4, sequentially to the right, also do with the gasket 11, removing it from the stud 8. Then, the third movable ring is advanced from left to right, shifting the cuff 7, along the drum 1, the second fixed ring 3 with its two flanges, the gasket 11 and the second movable ring 6 with the mixer 7, is also repeated with the gasket 11, the first stationary ring with its disk 3 and two flanges 4, the movable ring 6 with the sleeve 7 and the first gasket 11.

Работа лабиринтного уплотнения предлагаемой конструкции проходит как у известных типовых лабиринтных уплотнений барабанной сушилки, описанных в прототипе.The labyrinth seal of the proposed design is similar to the well-known typical labyrinth seals of the drum dryer described in the prototype.

При вращении барабана 1 вместе с ним вращаются подвижные кольца 6 с манжетами 7. Воздух снаружи имеет большее давление, чем сушильный агент в барабане 1 сушилки. Поэтому воздух по каналам, образованным в кольцевой полости 5 между боковыми поверхностями диска 3 и смежными с ними боковыми поверхностями подвижных колец 6 совершает зигзагообразное движение, что увеличивает его гидравлическое сопротивление и уменьшает объем, поступающий внутрь барабана 1 на смешение с сушильным агентом, и позволяет сохранять высокую температуру сушильного агента, скорость тепло- и массопереноса, а значит и производительность барабанной сушилки.When the drum 1 rotates, movable rings 6 with cuffs 7 rotate with it. The outside air has a higher pressure than the drying agent in the dryer drum 1. Therefore, the air through the channels formed in the annular cavity 5 between the side surfaces of the disk 3 and adjacent side surfaces of the movable rings 6 makes a zigzag movement, which increases its hydraulic resistance and reduces the volume entering the drum 1 for mixing with the drying agent, and allows you to save high temperature of the drying agent, the rate of heat and mass transfer, and hence the performance of the drum dryer.

Основное преимущество предлагаемой конструкции по сравнению с лабиринтным уплотнением барабанной сушилки, выбранной за прототип, является сокращение времени установки подвижных колец 6 в полости 5 дисков 3 неподвижных колец. Их надо было деформировать, и они не позволяли образовывать высокие кольцевые зазоры, то есть увеличивать путь движения подсасываемого воздуха между дисками 3 неподвижных колец и подвижными кольцами 6. Особенно сложно с большими затратами времени устанавливать сразу несколько подвижных колец 6 между дисками 3 неподвижных колец в типовых лабиринтных уплотнениях барабанной сушилки, выбранных за прототип.The main advantage of the proposed design compared with the labyrinth seal of the drum dryer selected for the prototype is the reduction in the installation time of the movable rings 6 in the cavity 5 of the disks 3 of the fixed rings. They had to be deformed, and they did not allow the formation of high annular gaps, that is, to increase the path of the intake air between the disks 3 of the fixed rings and the movable rings 6. It is especially difficult to install several movable rings 6 at once between the disks of 3 fixed rings in standard labyrinth seals of a drum dryer selected for the prototype.

Таким образом, снабжение каждого подвижного кольца 6 манжетой 7, выполненной из эластичного материала и имеющей внутренний диаметр, обеспечивающий ее скольжение по наружной поверхности барабана 1 с натягом, а также выполнение каждого наружного кольца в виде диска 3 с двумя фланцами 4, образующими кольцевую полость 5 для установки в ней подвижного кольца 6, и герметичное соединение фланцев 4 каждого наружного кольца с камерой 2 с помощью шпилек 8, шайб 9 и гаек 10 позволяет уменьшить затраты времени на сборку и разборку лабиринтного уплотнения барабана 1 барабанной сушилки, увеличить основное время сушки и уменьшить объем воздуха, поступающего через лабиринтное уплотнение на смешение с сушильным агентом, и в целом увеличить скорость тепло- и массообменных процессов, а значит и производительность барабанной сушилки.Thus, the supply of each movable ring 6 with a cuff 7 made of an elastic material and having an inner diameter that allows it to slide along the outer surface of the drum 1 with an interference fit, as well as the design of each outer ring in the form of a disk 3 with two flanges 4 forming an annular cavity 5 for installing a movable ring 6 in it, and a tight connection of the flanges 4 of each outer ring to the chamber 2 with the help of studs 8, washers 9 and nuts 10 reduces the time required for assembling and disassembling the labyrinth seal ba Raban 1 drum dryer, increase the main drying time and reduce the amount of air entering through the labyrinth seal to mix with the drying agent, and generally increase the speed of heat and mass transfer processes, and hence the performance of the drum dryer.

Claims

A labyrinth radial seal of the drum dryer, including a drum, a chamber, fixed rings and movable rings, characterized in that each movable ring is provided with a cuff made of elastic material, each outer ring is made in the form of a disk with two flanges forming an annular cavity for installation in it a movable ring, while the fixed rings are rigidly connected to the camera using studs, washers and nuts.