一种防止回转滚筒漏灰的单向返料装置的制作方法

本实用新型属于回转筒体密封技术领域，适用于回转滚筒型设备入口端或出口端的密封，可广泛应用于石化，冶炼，火电，钢铁，煤化工等行业，具体涉及一种防止回转滚筒漏灰的单向返料装置。

背景技术：

固体小颗粒及粉料在动、静设备结合处泄漏，是各行业都非常重视但尚未完全解决的问题，比如现代cfb锅炉的标准配置辅机——滚筒冷渣器。滚筒冷渣器及类似结构的回转滚筒型设备的进/出料端，始终存在静态进料管与动态回转筒体的动静结合面。该结合面的密封结构，需同时满足回转筒体灵活运转和防止物料泄漏两方面要求。

目前滚筒冷渣器入口端的密封结构一般采用间隙迷宫密封，反向螺旋密封或两者结合的结构。间隙迷宫密封，控制动、静结合处零件间隙在1～2mm，通过小的间隙及多回路的物料泄漏路径，增加物料流动阻力来实现密封。该结构对回转筒体运转精度要求高，密封结构磨损快，使用寿命短。反向螺旋密封，动、静结合处零件间隙1～10mm，在间隙内加装与回转筒体旋转方向相反的螺旋，利用螺旋的反向输送作用，阻止物料往筒体外泄漏。间隙迷宫密封与反向螺旋密封相结合的结构则是通过两者在回转筒体轴向组合，通过延长物料泄漏路径实现密封。现有密封结构中，无论间隙迷宫密封、反向螺旋密封或两者的组合结构，都是通过封堵的方式进行密封，对于流动性强，粒度细的物料，特别是cfb锅炉的热渣无法实现真正密封，暂未泄漏的设备只是因为物料堆积高度未达到密封结构的下缘。

介于流动性强物料在动、静结合处不可完全密封的特性，一种防止回转滚筒漏灰的单向返料装置，采用专门设计的单向阀门将泄漏的物料输送回回转筒体，通过物料的动态循环实现了滚筒冷渣器入口端的密封。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种防止回转滚筒漏灰的单向返料装置，用于解决现有技术中的密封结构中，无论间隙迷宫密封、反向螺旋密封或两者的组合结构，都是通过封堵的方式进行密封，对于流动性强，粒度细的物料，特别是cfb锅炉的热渣无法实现真正密封，暂未泄漏的设备只是因为物料堆积高度未达到密封结构的下缘。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种防止回转滚筒漏灰的单向返料装置，包括收灰环槽、拦灰板、临时存灰空间、单向阀和返灰管；

所述收灰环槽设置于回转滚筒的一次密封外侧，所述收灰环槽随回转滚筒转动；

所述拦灰板设置于所述收灰环槽内部，所述拦灰板不随回转滚筒转动，当回转滚筒逆时针旋转时，所述拦灰板设置于ⅱ-ⅲ象限之间，当回转滚筒顺时针旋转时，所述拦灰板设置于ⅲ-ⅳ象限之间，用于将所述收灰环槽内部的溢流灰阻挡在所述收灰环槽下部，其中ⅱ、ⅲ和ⅳ象限分别表示侧视所述回转滚筒时的右端、下端和左端；

所述临时存灰空间设置于所述收灰环槽的外侧，所述收灰环槽下部集聚的溢流灰在所述拦灰板的阻挡和重力作用下流入所述临时存灰空间的进灰口；

所述临时存灰空间的出灰口与所述返灰管连通，且所述单向阀设置于所述临时存灰空间的出灰口。

优选的，所述临时存灰空间内设置有导向板，所述导向板用于防止所述临时存灰空间内的溢流灰逆流。

通过上述方案，该单向返料装置安装载体为回转滚筒的动、静结合处，与回转滚筒的一次密封，端板有直接装配关系。其中，收灰环槽，安装于回转滚筒一次密封的外侧，收集回转滚筒溢流的细灰。拦灰板，回转滚筒逆时针旋转时安装于ⅱ-ⅲ象限之间，顺时针旋转时安装于ⅲ-ⅳ象限之间；回转滚筒转动时拦灰板将收灰环槽中的溢流灰挡在的收灰环槽的下部；随着转动的持续，当临时存灰空间的进灰口逐渐靠近拦灰板，在拦灰板的阻挡以及重力作用下，收灰环槽中堆积的灰在重力作用下流入临时存灰空间的进灰口。临时存灰空间，安装于收灰环槽的外侧，随回转滚筒转动，内设防逆流的导向板，当回转滚筒转动时，其内部物料在重力和导向板双重作用下，自进灰口向出灰口单向流动，并暂时存储于出灰口附近。单向阀，安装于临时存灰空间的出灰口，随回转滚筒转动，当其转动至ⅲ-ⅳ象限之间时，单向阀关闭，将临时存灰空间与回转滚筒隔断，临时存灰空间开始有进灰口进料；当其转动到ⅰ-ⅱ象限之间时，单向阀打开，将临时存灰空间与回转滚筒连通，临时存灰空间内的暂存物料经返灰管在重力作用下回流进入回转滚筒。

优选的，所述单向阀为活塞式重力单向阀，所述活塞式重力单向阀包括开阀缓冲区、活塞套管、活塞和关阀缓冲区，所述活塞设置于所述活塞套管之中，所述开阀缓冲区与所述活塞套管的连接处为开阀位置，所述关阀缓冲区与所述活塞套管的连接处为关阀位置。

优选的，所述活塞为双头锥形圆柱体或球体。

通过上述方案，所述活塞式重力单向阀，活塞在活塞套管内运动，当活塞运动至“开阀”位置时，阀门打开，当活塞运动至“关阀”位置时，阀门关闭。所述开阀缓冲区，用于存储开阀时从活塞套管内挤排出的物料。所述关阀缓冲区，用于存储关阀时从活塞套管内挤排出的物料。所述开阀缓冲区关阀缓冲区，可与相邻的大空间容器相接，以增加其存灰容积。

优选的，所述单向阀为回转式单向阀，所述回转式单向阀包括重锤、回转阀瓣、回转轴和阀体，所述回转阀瓣上设置有第一通灰槽，所述回转阀瓣的一端与所述回转轴连接，所述回转阀瓣的另一端与所述临时存灰空间的出灰口连通，所述阀体通过第二通灰槽与所述临时存灰空间相接，所述重锤通过所述回转轴与所述回转阀瓣连接。

通过上述方案，所述回转阀瓣为开通灰槽的圆筒体，所述圆筒体一端装有端板与回转轴固接，一端为通孔与临时存灰空间的出灰口相接。所述阀体，可以是临时存灰空间的延伸，也可以是独立圆筒结构。所述阀体，与临时存灰空间相接处开第一通灰槽。所述阀体与临时存灰空间同步旋转，第二通灰槽的开口方向相对重力方向呈周期性变化。所述回转式单向阀，重锤与回转阀瓣通过回转轴连为一体；所述回转阀瓣在重锤作用下，其通灰槽维持斜向上的角度不变化。所述回转式单向阀，在回转滚筒转动过程中，当第一通灰槽与第二通灰槽重合时单向阀开启，临时存灰空间内的存灰通过返回管在重力作用下回流进入回转滚筒；当第一通灰槽与第一通灰槽不重合时，单向阀关闭，将临时存灰空间与回转滚筒隔断。所述回转式单向阀，开启与关闭的时机，通过第一通灰槽的角度进行调整。

优选的，所述单向阀为回转蝶形单向阀，所述回转蝶形单向阀包括重锤、连接轴、阀板和阀板限位装置，所述阀板限位装置设置于所述临时存灰空间出灰口侧的内壁上，所述阀板设置于所述阀板限位装置内部，且所述阀板可在所述阀板限位装置内部旋转，所述阀板上开设有阀板缺口，所述重锤通过所述连接轴与所述阀板连接。

通过上述方案，所述阀板为圆形结构，局部开有缺口。所述阀板限位装置为圆筒形结构，紧固于临时存灰空间背面，内径大于阀板的直径，控制阀板只能在阀板限位装置内旋转。所述连接轴，将重锤与阀板连接为一体，可同步转动。所述回转蝶形单向阀，在临时存灰空间背面开有通灰孔，通灰孔与返灰管连接。所述回转蝶形单向阀，当蝶形单向阀随回转滚筒转动时，阀板在重锤和回转滚筒转动的共同作用下，与临时存灰空间的背面形成相对转动。当阀板的缺口与临时存灰空间背面的通灰孔重合时，蝶形单向阀打开；其余时间蝶形单向阀关闭。所述回转蝶形单向阀打开或关闭的时机，通过阀板的缺口和临时存灰空间背面的通灰孔的相对位置进行调整。

优选的，所述单向阀为回转螺旋式单向阀，所述回转螺旋式单向阀包括重锤、阀体和螺旋轴，所述阀体的进料口与所述临时存灰空间的出灰口连接，所述阀体的出料口与所述返灰管连接，所述螺旋轴设置于所述阀体内部，所述螺旋轴与所述重锤连接，且所述螺旋轴的旋转方向与回转滚筒的旋转方向相反。

优选的，所述螺旋轴还可采用电驱动、机械驱动或气力驱动。

通过上述方案，所述阀体为圆筒结构，设进料口，出料口各一；所述进料口与临时存灰空间相接，所述出料口与端板相接；与回转滚筒同步转动所述螺旋轴，安装于阀体内部；一端与重锤连为一体。所述螺旋轴螺旋方向与筒体旋向相反。所述回转螺旋式单向阀，当螺旋式单向阀随回转滚筒转动时，螺旋轴在重锤和回转滚筒转动的共同作用下，与阀体形成相对转动，对阀体内积灰进行推动。当螺旋式单向阀运动至回转滚筒上半部时，临时存灰空间内的积灰，自流进入阀体，并在螺旋轴的推动作用下回流至回转滚筒。

优选的，所述防止回转滚筒漏灰的单向返料装置设置于回转滚筒的进料端或出料端。

本实用新型的有益技术效果是：(1)本实用新型建立起了回转滚筒类设备进/出料端动、静结合处的物料动态循环，并以此为机理设计了以单向阀为核心的单向返料装置，密封机制与物料运动规律相适应，密封效果好。

(2)本实用新型的单向返料装置，对回转筒体内物料堆积高度适应能力强。当回转筒体内物料堆积上沿高于回转滚筒一次密封下沿时，从一次密封泄漏的物料仍能返回回转滚筒，保持良好的密封效果。

(3)本实用新型的单向返料装置，结构可随回转筒体端板进行调整，结构适应能力强。可用于新设备，也可用于已建设回转滚筒设备的改造。

附图说明

图1显示为本实用新型的实施例1的结构示意图；

图2显示为本实用新型的实施例2的活塞式重力单向阀结构示意图；

图3显示为本实用新型的实施例3的结构示意图；

图4显示为本实用新型的实施例3的回转式单向阀结构示意图；

图5显示为本实用新型的实施例4的结构示意图；

图6显示为本实用新型的实施例4的回转蝶形单向阀结构示意图；

图7显示为本实用新型的实施例5的结构示意图；

图8显示为本实用新型的实施例5的回转螺旋式单向阀结构示意图。

其中，收灰环槽1

拦灰板2

临时存灰空间3

单向阀4

返灰管5

一次密封6

端板7

开阀缓冲区a41

活塞套管a42

活塞a43

关阀缓冲区a44

回转式单向阀b4

第一重锤b41

回转阀瓣b42

回转轴b43

第一阀体b44

第一通灰槽e1

第二通灰槽e2

回转蝶形单向阀c4

第二重锤c41

连接轴c42

阀板c43

阀板限位装置c44

螺旋式单向阀d4

第三重锤d41

第二阀体d42

螺旋轴d43。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图1-8，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种防止回转滚筒漏灰的单向返料装置，通过合理的结构设计，让溢流灰经过收集，临时存储和单向回送三个环节返回回转筒体，以此实现回转滚筒的动态密封。

所述收集环节，设置与回转滚筒同步转动的收灰环槽1，安装于回转滚筒一次密封6的外侧，收集回转滚筒的溢流灰，并在拦灰板2的作用下将溢流灰聚集于收灰环槽1的下部。

所述临时存储环节，设置容积满足溢流灰体积要求的临时存灰空间3；所述临时存灰空间3，内部设导向防逆流导向板，空间出灰口装设单向阀，并可带动单向阀随收灰环槽1同步转动。

所述单向回送环节，单向返料装置在随回转滚筒转动过程中，溢流灰单向进入临时存灰空间，随着转动的持续进行，溢流灰在临时存灰空间内往临时存灰空间的出灰口单向流动，单向阀4在回转滚筒物料堆积区域为关闭状态，防止回转滚筒内物料进入临时存灰空间，单向阀4离开物料堆积区域后打开，将临时存灰空间3与回转滚筒连通，临时存灰空间3内暂存的物料则通过返灰管5回流进入回转筒体。

本实施例的工作原理简述：在回转滚筒原一次密封6基础上增加单向返料装置，单向返料装置随回转筒体一起转动。在转动过程中，从一次密封6的溢流灰，进入收灰环槽1，并在拦灰板2和重力的共同作用下，集中在收灰环槽1下部。收灰环槽1下部收集的溢流灰在重力和拦灰板2的阻挡双重作用下，流入临时存灰空间3；临时存灰空间4内设防逆流导向板当回转滚筒转动时，其内部物料在重力和导向板双重作用下，自进灰口向出灰口单向流动，并暂时存储于出灰口附近。临时存灰空间3出口处设单向阀4，单向阀4的开、闭状态在回转滚筒转动过程中，呈周期性变化，以回转滚筒逆时针旋转为例，即：当单向阀4随回转滚筒旋转至ⅲ-ⅳ象限之间时，单向阀4关闭，切断返灰管5与临时存灰空间通道，收灰环槽1中的暂存灰开始进入临时存灰空间3；当单向阀4随回转滚筒旋转至ⅰ-ⅱ象限之间时，单向阀4打开，连通返灰管5和回转滚筒，临时存灰空间3中的暂存灰在重力作用下经单向阀4和返灰管5回流至回转滚筒。此过程随回转滚筒旋转自动进行，无需人工干预。本方案中单向阀的启、闭驱动力可采用重力也可采用机械力驱动、电能驱动或气力驱动。本方案的核心设备为单向阀4，单向阀4可以有不同的结构型式。

实施例2：

如图2所示，在实施例1的基础上，所述单向阀4为一种活塞式重力单向阀。所述活塞式重力单向阀主要构成为：a41开阀缓冲区，a42活塞套管，a43活塞，a44关阀缓冲区。

所述活塞式重力单向阀4，活塞a43在活塞套管a42内运动，当活塞a43运动至“开阀”位置时，阀门打开，当活塞运动至“关阀”位置时，阀门关闭。

所述开阀缓冲区a41，用于存储开阀时从活塞套管a42内挤排出的物料。

所述关阀缓冲区a44，用于存储关阀时从活塞套管a42内挤排出的物料。

所述开阀缓冲区a41关阀缓冲区a44，可与相邻的大空间容器相接，以增加其存灰容积。

所述活塞a43，可以是双头锥形圆柱，也可以是球形。

本实施例的工作原理简述：活塞式重力单向阀，设有活塞和活塞套管。当回转滚筒转动时，活塞在活塞套内往复运动，根据往复运动与回转滚筒转动的变化规律，在活塞套一端开孔即可实现单向阀呈周期性开闭。将开闭状态与回转滚筒内物料堆积状态相结合(回转滚筒物料堆积区关闭，非物料堆积区开启)，即可达到返料所需的活塞式重力单向阀运行状态。

实施例3：

如图3和图4所示，在实施例1的基础上，所述单向阀4为一种回转式单向阀b4。所述回转式单向阀b4，主要构成为b41重锤，b42回转阀瓣，b43回转轴，b44阀体。

所述回转阀瓣b42为开第一通灰槽e1的圆筒体，所述圆筒体一端装有端板与回转轴b43固接，一端为通孔与临时存灰空间3的出灰口相接。

所述第一阀体b44，可以是临时存灰空间3的延伸，也可以是独立圆筒结构。所述第一阀体b44，与临时存灰空间3相接处开第二通灰槽e2。所述第一阀体b44与临时存灰空间3同步旋转，第二通灰槽e2的开口方向相对重力方向呈周期性变化。

所述回转式单向阀b4，第一重锤b41与回转阀瓣b42通过回转轴b43连为一体；所述回转阀瓣b42在第一重锤b41作用下，其通灰槽维持斜向上的角度不变化。

所述回转式单向阀b4，在回转滚筒转动过程中，当第一通灰槽e1与第二通灰槽e2重合时单向阀b4开启，临时存灰空间3内的存灰通过返回管5在重力作用下回流进入回转滚筒；当第一通灰槽e1与第二通灰槽e2不重合时，单向阀b4关闭，将临时存灰空间3与回转滚筒隔断。

所述回转式单向阀b4，开启与关闭的时机，通过第一通灰槽e1的角度进行调整。

本实施例的工作原理简述：该方案中的回转式单向阀，设有重锤，回转阀瓣和阀体。回转阀瓣和阀体上分别开通灰槽，回转阀瓣在重锤作用下，其通灰槽方向保持不变，在回转滚筒转动过程中，阀体所开通灰槽方向呈周期性变化；当两通灰槽重合时单向阀打开，不重合时单向阀关闭。通过调整回转阀瓣通灰槽角度即可控制回转式单向阀开、闭时机与回转筒体转动过程相适应，达到返料所需的回转单向阀运行状态。

实施例4：

如图5和图6所示，在实施例1的基础上，所述单向阀为一种回转蝶形单向阀c4。所述回转蝶形单向阀c4，主要构成为：c41重锤，c42连接轴，c43阀板，c44阀板限位装置。

所述阀板c43为圆形结构，局部开有缺口。

所述阀板限位装置c44为圆筒形结构，紧固于临时存灰空间3背面，内径大于阀板c43的直径，控制阀板c43只能在限位装置内旋转。

所述连接轴c42，将第二重锤c41与阀板c43连接为一体，可同步转动。

所述回转蝶形单向阀c4，在临时存灰空间3背面开有通灰孔，通灰孔与返灰管5连接。

所述回转蝶形单向阀c4，当蝶形单向阀c4随回转滚筒转动时，阀板c43在第二重锤c41和回转滚筒转动的共同作用下，与临时存灰空间3的背面形成相对转动。当阀板c43的缺口与临时存灰空间3背面的通灰孔重合时，蝶形单向阀c4打开；其余时间蝶形单向阀c4关闭。

所述回转蝶形单向阀c4打开或关闭的时机，通过阀板c43的缺口和临时存灰空间3背面的通灰孔的相对位置进行调整。

本实施例的工作原理简述：本方案的回转蝶形单向阀，设有重锤，连接轴，阀板和阀板限位装置。阀板开有缺口，临时存灰空间背面开有通灰孔。阀板缺口在重锤作用下方式保持不变，在回转筒体转动过程中，通灰孔与阀板缺口发生相对转动；当通灰孔与阀板缺口重合时单向阀打开，不重合时单向阀关闭。通过调整通灰孔和阀板缺口的角度即可控制回转蝶形单向阀开、闭时机与回转筒体转动过程相适应，达到返料所需的回转蝶形单向阀运行状态。

实施例5：

如图7和图8所示，在实施例1的基础上，所述单向阀为一种回转螺旋式单向阀d4。所述螺旋式单向阀d4，主要构成为：d41重锤，d42阀体，d43螺旋轴。

所述第二阀体d42为圆筒结构，设进料口，出料口各一；所述进料口与临时存灰空间3相接，所述出料口与端板7相接；与回转滚筒同步转动。

所述螺旋轴d43，安装于第二阀体d42内部；一端与第三重锤d41连为一体。所述螺旋轴d43螺旋方向与筒体旋向相反。

所述回转螺旋式单向阀d4，当螺旋式单向阀d4随回转滚筒转动时，螺旋轴d43在第三重锤d41和回转滚筒转动的共同作用下，与第二阀体d42形成相对转动，对第二阀体d42内积灰进行推动。当螺旋式单向阀d4运动至回转滚筒上半部时，临时存灰空间3内的积灰，自流进入第二阀体d42，并在螺旋轴d43的推动作用下回流至回转滚筒。

本实施例的工作原理简述：回转螺旋式单向阀，设有重锤，阀体和螺旋轴，螺旋轴与重锤连为一体可在阀体内转动。当回转螺旋式单向阀随回转滚筒转动过程中，螺旋轴在重锤和回转滚筒转动双重作用下，与阀体发生相对转动。螺旋轴上设与回转滚筒旋向相反的螺旋，当螺旋轴与阀体转动时，螺旋将溢流灰推向回转滚筒。回转螺旋式单向阀，在回转滚筒过程中持续运转，通过螺旋实现单向推料和密封，是单向阀中运转状态的特例。

值得注意的是：本申请中的ⅰ、ⅱ、ⅲ和ⅳ象限与数学里面的象限意义不同，在本申请中，ⅰ、ⅱ、ⅲ和ⅳ象限分别指的是回转滚筒侧视图中的上端、右端、下端和左端，在本行业的技术人员(即行业内的工作人员)默认的意义，相互之间的沟通都采用这种方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型，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实用新型的限制。