(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 211778964 U(45)授权公告日 2020.10.27
(21)申请号 201922216859.7(22)申请日 2019.12.05
(73)专利权人 上海齐耀热能工程有限公司
地址 201108 上海市闵行区华宁路3111号1
幢2楼
专利权人 中国船舶重工集团公司第七一一
研究所(72)发明人 薛茂梅 张世程 刘世俊 潘博
侯守坤 (74)专利代理机构 北京市磐华律师事务所
11336
代理人 郭佳寅(51)Int.Cl.
F16J 15/14(2006.01)F23G 7/08(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图7页
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
一种用于石化火炬系统的动态密封装置(57)摘要
本实用新型公开了一种用于石化火炬系统的动态密封装置。该装置包括筒体、第一折流件以及第二折流件。筒体用于安装在石化火炬系统上；第一折流件设置在筒体的内壁上；第二折流件设置在筒体内；第一折流件和第二折流件之间限定形成一气体流道。较之常规的动态密封装置，氮气流速峰值的出现从火炬中心向筒壁附近移动。在同一氮气流速下，该流场可更加足以抵抗外部空气的入侵。因此，本申请的石化火炬系统的动态密封装置更为安全。在保持同样的密封效果下，该环形通道的动态密封火炬头可更节约氮气的消耗。CN 211778964 UCN 211778964 U
权 利 要 求 书
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1.一种用于石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，包括：筒体，用于安装在所述石化火炬系统上；第一折流件，设置在所述筒体的内壁上；第二折流件，设置在所述筒体内；
所述第一折流件和所述第二折流件之间限定形成一气体流道。2.根据权利要求1所述的石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，所述第一折流件为所述筒体的内壁向上倾斜延伸的板。
3.根据权利要求2所述的石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，所述第一折流件与所述筒体的内壁之间的夹角为0度到90度之间，所述第一折流件沿所述筒体的周长方向延伸设置。
4.根据权利要求1所述的石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，所述第二折流件为倒锥形结构，所述第二折流件的直径沿气体流动方向逐渐变大。
5.根据权利要求4所述的石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，所述第二折流件的轴线与所述筒体的轴线重合。
6.根据权利要求4或5所述的石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，所述第二折流件沿所述气体流动方向的截面的夹角为0度到90度之间。
7.根据权利要求1所述的石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，所述第二折流件通过设置在所述筒体的内壁上的支撑件固定设置在所述筒体内。
8.根据权利要求1所述的石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，所述第二折流件为一个或多个。
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说 明 书
一种用于石化火炬系统的动态密封装置
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技术领域
[0001]本实用新型涉及石油化工设备领域，具体地涉及一种用于石化火炬系统的动态密封装置。
背景技术
[0002]现有技术中，为了避免石化火炬系统在无排放或小流量时，空气倒流进入火炬筒体内而引发回火或爆炸事故，石化火炬系统内需要设置密封装置，进而在在无排放或小流量时对火炬筒体进行密封，进而阻止空气的进入。[0003]密封装置包括动态密封和分子封。动态密封通过持续注入密封气，以确保石化火炬系统在无排放或小流量时，阻止空气倒流进入火炬筒体内而引发回火或爆炸事故。[0004]分子封是一个安装在火炬头和火炬筒体之间的独立设备，结构形式为倒吊钟式。参照图1所示，工作原理为通过在其入口前端连续通入分子量较空气轻的吹扫气体(氮气或天然气)，利用吹扫气体的浮力在分子密封器的钟罩内形成一个微正压区域，阻止空气进入。分子封的优点在于比较低的吹扫气流速即可满足密封效果，但其结构的复杂性，使得火炬排放阻力较大，且设备重量大，增加投资。实用新型内容
[0005]在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]为了至少部分地解决上述问题，提供了一种用于石化火炬系统的动态密封装置，其特征在于，包括：[0007]筒体，用于安装在所述石化火炬系统上；[0008]第一折流件，设置在所述筒体的内壁上；[0009]第二折流件，设置在所述筒体内；
[0010]所述第一折流件和所述第二折流件之间限定形成一气体流道。[0011]可选的，所述第一折流件为所述筒体的内壁向上倾斜延伸的板。[0012]可选的，所述第一折流件与筒体的内壁之间的夹角为0度到90度之间，所述第一折流件沿所述筒体的周长方向延伸设置。[0013]可选的，所述第二折流件为倒锥形结构，所述第二折流件的直径沿气体流动方向逐渐变大。
[0014]可选的，所述第二折流件轴线与所述筒体的轴线重合。[0015]可选的，所述第二折流件沿气体流动方向的截面夹角为0度到90度之间。[0016]可选的，所述第二折流件通过设置在所述筒体的内壁上的支撑件固定设置在所述筒体内。
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可选的，所述第二折流件为一个或多个。
[0018]较之常规的动态密封装置，氮气流速峰值的出现从火炬中心向筒壁附近移动。在同一氮气流速下，该流场可更加足以抵抗外部空气的入侵。因此，本申请的动态密封装置更为安全。在保持同样的密封效果下，该环形通道的动态密封火炬头可更节约氮气的消耗。以及，动态密封圈为双折流板形式，在保证相同的流通直径比同时，大大提高了流通面积。附图说明
[0019]本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，[0020]图1为分子封的工作原理图；
[0021]图2为现有技术的动态密封装置的结构示意图；
[0022]图3a为本实用新型的实施例提供的一种用于石化火炬系统的动态密封装置的结构图；
[0023]图3b为本实用新型的实施例提供的一种用于石化火炬系统的动态密封装置的俯视图；
[0024]图4为本实用新型的实施例提供的一种用于石化火炬系统的动态密封装置的气体流向图；
[0025]图5为用于石化火炬系统的动态密封装置形成的环形的流道示意图。
[0026]图6a为本实用新型的实施中d:D＝0.8的未设置有第二折流件的动态密封装置的结构示意图；
[0027]图6b为本实用新型的实施中d:D＝0.8的未设置有第二折流件的动态密封装置的俯视图；
[0028]图7a为本实用新型的实施中d:D＝0.8的设置有第二折流件的动态密封装置的结构示意图；
[0029]图7b为本实用新型的实施中d:D＝0.8的设置有第二折流件的动态密封装置的俯视图；
[0030]图8a为本实用新型的实施中d:D＝0.7的未设置有第二折流件的动态密封装置的结构示意图；
[0031]图8b为本实用新型的实施中d:D＝0.7的未设置有第二折流件的动态密封装置的俯视图；
[0032]图9a为本实用新型的实施中d:D＝0.7的设置有第二折流件的动态密封装置的结构示意图；
[0033]图9b为本实用新型的实施中d:D＝0.7的设置有第二折流件的动态密封装置的俯视图。
具体实施方式
[0034]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些
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技术特征未进行描述。
[0035]为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。[0036]以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。[0037]现有技术中，常用的动态密封技术中，当气体流体在管中自下而上缓慢流动时，受流体粘滞力的作用，附壁处的流速为零，中心轴线上的流体，受管壁的影响最小，流速最大。流场的分布如图2所示。进而使得筒壁处的密封效果不佳。
[0038]目前常用的动态密封正是为解决筒壁处密封效果不佳的问题，即在火炬头的附壁处设置了一圈或数圈的截顶圆锥折流板，当从附壁附近渗入的空气遇到挡板后，立即改变了其流动方向，随着吹扫气体排走。如图2所示。该类动态密封装置结构非常简单，不需要单独的设备，靠吹扫气体的速度形成屏障，吹扫气体的流速直接影响着装置的安全性。[0039]但长期以来，在缺少相关研究的情况下，本专业领域的人员在吹扫速度的取值上仅仅依赖于工程经验并加上一定的安全余量。因此，导致了动态密封的氮气消耗量比较大。[0040]在发现该技术问题后，基于该技术问题，本实用新型的一个优选实施方式提供了一种用于石化火炬系统的动态密封装置。结合图3和图4，本实用新型提供的了一种用于石化火炬系统的动态密封装置。
[0041]参照图3a以及图3b所示，该装置可以包括：筒体10、第一折流件20以及第二折流件30。筒体10可以为金属材料的结构，例如不锈钢的筒状结构。筒体10可以设置在石化火炬筒和火炬头之间，进而使动态密封装置可以位于石化火炬筒和火炬头之间。[0042]第一折流件20可以设置在筒体10的内壁上。例如，第一折流件20为筒体10的内壁向上倾斜延伸的板，该板可以沿筒体10的内侧壁周向设置，进而使得第一折流件20为一端部被截掉的梯形结构。第一折流件20与筒体10的内壁之间的夹角为0度到90度之间。现有技术的动态密封装置(如图2)所示，也包括类似第一折流件20的结构，本领域的技术人员可以通过阅读公开的资料来了解第一折流板的具体结构，作用和设置方式，在此不再赘述。[0043]第二折流件30可以设置在筒体10内。例如，优选的，第二折流件30可以位于筒体10中间位置，即当第二折流件30为一倒锥形结构时，第二折流件30轴线与筒体10的轴线重合。[0044]第二折流件30可以为一个或多个，一个或多个第二折流件30可以通过设置在筒体10的内壁上的支撑件40固定设置在筒体10内。例如，支撑件40可以为型钢，筒体10的侧壁上可以等间隔地设置多个型钢，多个型钢倾斜向上延伸，进而共同将第二折流件30固定设置在筒体10内预定的位置，从而能较为稳定地将第二折流件30固定设置在筒体10内。当第二折流件30为一倒锥形结构时第二折流件30沿气体流动方向的截面夹角为0度到90度之间。[0045]本实用新型提供的了一种用于石化火炬系统的动态密封装置，其可以在筒体10内，例如筒体10的中心轴线上增设置一圈倒锥形的第二折流件30(如图3a所示)，进而形成一个环形的流道(图5俯视图的阴影区域)。环形通道的动态密封圈设置将使得氮气流速的峰值向筒壁靠近(参考图4)，而筒壁附近正是空气最容易入侵的部位。较之常规的动态密封装置，氮气流速峰值的出现从火炬中心向筒壁附近移动，使得筒壁处的气体的流速相对变
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大。在同一氮气流速下，该流场可更加足以抵抗外部空气的入侵。因此，本申请的动态密封装置的密封效果更好，且更为安全。[0046]同时，在保持同样的密封效果下，该环形通道的动态密封火炬头可更节约氮气的消耗。动态密封圈为双折流板形式，在保证相同的流通直径比同时，大大提高了流通面积。例如，以DN1000的火炬为例，当d:D＝0.8时(如图6a所示)，其中，d表示气体的流体流通的直径，D表示环形通道(筒体10)的直径。参照图6a和6b所示，其中图6b为现有技术中未设置有第二折流件30的动态密封装置的俯视图并显示了其流体流通面积。继续参照图7a和7b所示，图7b为设置有第二折流件的动态密封装置的俯视图并显示了流体流通面积。因设置有第二折流件30，以氮气为例，氮气流速的峰值会向筒壁靠近，筒体的侧壁和流速峰值之间距离会变窄，使得图7a中的第一折流件20的宽度可以设置的相比图6a的更小，因此流体流通面积就可以变得更大，使得环形通道的动态密封装置可比目前常用的动态密封装置增加流体流通面积25％。在另外一个实施例中，参照图8a和8b以及图9a和9b所示，当d:D＝0.7时，增加流通面积43％，进而减少了火炬中的气体在排放时的阻力。同时，在同样的氮气流速下，密封效果更佳，进而提高了密封效果。[0047]除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
[0048]本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
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