專利名稱：雙浮動(dòng)管板列管式換熱器組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及換熱器密封，特別是雙浮動(dòng)管板列管式換熱器密封。
背景技術(shù)：
CN99244104號(hào)“雙浮動(dòng)管板列管式換熱器”專利采用管板浮動(dòng)技術(shù)，將傳統(tǒng)列管式換熱器固定管板所受的變形約束解除，從而消除管板邊緣的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力，達(dá)到減薄管板設(shè)計(jì)厚度、降低制造成本及制造難度，同時(shí)提高設(shè)備使用壽命的目的。為把管板浮動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，還必須解決結(jié)構(gòu)邊界處的密封問題，特別是高壓高溫場(chǎng)合下密封的可靠性問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是雙浮動(dòng)管板列管式換熱器的浮動(dòng)密封問題，特別是提供一種在高壓高溫場(chǎng)合下可靠的浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的由填料密封環(huán)、金屬波紋管、橡膠O形圈密封元件組成組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。填料密封環(huán)截面為三角形或梯形，其一個(gè)銳角指向低壓低溫側(cè)，密封環(huán)材料為柔性石墨或石棉與石墨粉混合物。填料密封環(huán)設(shè)置在端部法蘭內(nèi)壁與管板外緣的交界處，采用緊固件壓緊方式，并在螺母與壓環(huán)之間設(shè)置彈性墊。金屬波紋管裝在填料密封環(huán)上方，換熱器的高壓高溫側(cè)，與端部法蘭、管板焊成一體。在端部法蘭內(nèi)設(shè)有注油孔，注油孔出口在法蘭內(nèi)壁表面，其開口位置不與波紋管及填料密封環(huán)接觸。橡膠O形圈裝在填料密封環(huán)下方，換熱器的低壓低溫側(cè)，其材料為耐熱橡膠。在本實(shí)用新型的組合式密封中，以填料密封作為主密封，由于組成密封環(huán)的柔性石墨或石棉與石墨粉混合物具有耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性好的性能，可保證密封的持久性；密封環(huán)結(jié)構(gòu)為三角形或梯形，其一個(gè)銳角指向低壓低溫側(cè)，可利用彈性墊施加的預(yù)緊力及高壓側(cè)壓力形成的自緊力，在密封關(guān)鍵部位形成應(yīng)力集中，提高了填料的密封能力；柔性石墨或石棉與石墨粉混合物的柔軟性系數(shù)大，且處在被液體包圍的工作條件下，均有利于保證密封效果。金屬波紋管作為應(yīng)急密封，金屬密封是高壓高溫場(chǎng)合的一種可靠密封方式，考慮到本密封組合需要浮動(dòng)，設(shè)計(jì)成波紋管形狀可滿足密封組合的浮動(dòng)要求。通過注油孔往波紋管外部封閉空間注入高溫油，形成液態(tài)密封條件。正常工作時(shí)波紋管只起溫差補(bǔ)償和貯液的作用，關(guān)鍵時(shí)刻則發(fā)揮出金屬密封的保險(xiǎn)功能。橡膠O形圈作為輔密封，用耐熱橡膠制作，將其設(shè)置在低溫側(cè)，保證其密封性能。由以上三種密封方式組合成浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，能很好地解決雙浮動(dòng)管板列管式換熱器的浮動(dòng)密封問題，特別是在高壓高溫場(chǎng)合下的浮動(dòng)密封問題。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、使用安全可靠。主要密封材料采用耐高溫且穩(wěn)定性好的柔性石墨或石棉與石墨粉混合物，可保證在高溫高壓條件下的密封可靠性。即使填料密封和橡膠O形圈密封都出現(xiàn)問題，波紋管形成的金屬密封仍可保證設(shè)備在一定周期內(nèi)的使用安全性。
2、可檢測(cè)、預(yù)警。在設(shè)備制造過程中，可借助橡膠O形圈密封對(duì)填料密封進(jìn)行檢測(cè)，從而保證填料密封的裝配質(zhì)量。同時(shí)，借助注油口，也可對(duì)波紋管密封進(jìn)行檢漏。此外，在填料密封與橡膠O形圈密封之間可設(shè)監(jiān)測(cè)孔，當(dāng)填料密封出現(xiàn)異常時(shí)，與監(jiān)測(cè)孔口連接的現(xiàn)場(chǎng)壓力表或遠(yuǎn)控傳感器馬上有反映，從而可以及時(shí)采取處理措施。
3、維修方便。當(dāng)設(shè)備內(nèi)件需要維修或密封材料需要更換時(shí)，可從波紋管與端部法蘭連接的連接塊處將組合密封件拆除。


圖1是本實(shí)用新型在雙浮動(dòng)管板列管式換熱器內(nèi)的安裝示意圖；圖2是圖1的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2，本雙浮動(dòng)管板列管式換熱器組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)由填料密封環(huán)11、金屬波紋管2、橡膠O形圈13等密封材料組成。填料密封環(huán)11由柔性石墨或石棉與石墨粉混合物壓制成整體密封環(huán)。當(dāng)工作溫度≤200℃的情況下，填料密封環(huán)11還可采用聚四氟乙烯、氟橡膠、硅橡膠等材料制成。密封環(huán)11的截面形狀為三角形或梯形，其一個(gè)銳角最好為20～30°，指向低壓低溫側(cè)。填料密封環(huán)11安裝在端部法蘭15內(nèi)壁與管板12外緣之間，采用緊固件壓緊方式。在密封環(huán)11上面放置墊圈10、壓環(huán)8、螺母5，在螺母5與壓環(huán)8之間設(shè)置彈性墊7。壓環(huán)8與彈性墊7用螺栓6固定在管板12上。壓環(huán)8上面還設(shè)有護(hù)蓋3。彈性墊7采用耐高溫的蝶形彈簧墊或環(huán)形彈簧墊，可選用50CrVA等耐高溫材料制作。金屬波紋管2安裝在填料密封環(huán)11上方，換熱器的高壓高溫側(cè)，一端通過連接塊1與端部法蘭15焊接，另一端與管板12焊接。波紋管2最好采用耐高溫且延展性好的奧氏體不銹鋼制作。在端部法蘭15內(nèi)設(shè)有注油孔4，注油孔4出口位于法蘭15內(nèi)壁表面，其開口位置對(duì)向護(hù)蓋3或壓環(huán)8，以保證不與波紋管2及填料密封環(huán)11接觸。注油孔進(jìn)口端與油泵連接。通過注油孔4往波紋管外部封閉空間注入高溫油，形成液態(tài)密封條件。正常工作時(shí)，波紋管外側(cè)空腔內(nèi)充入的高溫油將對(duì)填料密封起保護(hù)作用，填料密封失效時(shí)，其將轉(zhuǎn)化成金屬密封，對(duì)設(shè)備安全使用起保險(xiǎn)作用。在設(shè)備制造過程中，還可利用注油孔4通入壓縮空氣，對(duì)波紋管與連接塊、管板之間的焊縫進(jìn)行檢查。橡膠O形圈12裝在填料密封環(huán)11下方，換熱器的低壓低溫側(cè)。橡膠O形圈12最好選用耐高溫性能好的氟橡膠制作。在其低壓側(cè)設(shè)置擋圈14，以提高橡膠圈的抗擠壓能力。擋圈14最好選用聚四氟乙烯材料制作。橡膠O形圈密封結(jié)構(gòu)的工作溫度一般控制在150℃以下，最高不超過200℃，以保證其長(zhǎng)期工作的可靠性。為便于監(jiān)測(cè)，在端部法蘭15內(nèi)還開有監(jiān)測(cè)孔9，其出口端位于法蘭15內(nèi)壁表面，處在橡膠O形圈12與填料密封環(huán)11之間，且不與填料密封環(huán)11及橡膠O形圈12接觸，其進(jìn)口端與壓力表或壓力傳感器連接。在設(shè)備制造過程中，可利用監(jiān)測(cè)孔9通入壓縮空氣，對(duì)填料密封環(huán)、橡膠O形圈裝配質(zhì)量進(jìn)行檢查。在設(shè)備使用前，往監(jiān)測(cè)孔注入高溫油，可對(duì)填料密封用滑動(dòng)表面進(jìn)行防銹保護(hù)；在設(shè)備使用過程中，可利用監(jiān)測(cè)孔監(jiān)測(cè)填料密封是否失效。
上述組合式浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)不僅可以滿足雙浮動(dòng)管板列管式換熱器在其主要應(yīng)用領(lǐng)域(壓力≤40Mpa，溫度≤300℃)的使用要求，而且還適用于需用浮動(dòng)密封解除邊界約束、減少應(yīng)力的其它應(yīng)用場(chǎng)合。
權(quán)利要求1.一種雙浮動(dòng)管板列管式換熱器組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于由填料密封環(huán)、金屬波紋管、橡膠O形圈密封元件組成組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，填料密封環(huán)截面為三角形或梯形，其一個(gè)銳角指向低壓低溫側(cè)，密封環(huán)材料為柔性石墨或石棉與石墨粉混合物，填料密封環(huán)設(shè)置在端部法蘭內(nèi)壁與管板外緣的交界處，采用緊固件壓緊方式，并在螺母與壓環(huán)之間設(shè)置彈性墊；金屬波紋管裝在填料密封環(huán)上方，換熱器的高壓高溫側(cè)，與端部法蘭、管板焊成一體；在端部法蘭內(nèi)設(shè)有注油孔，注油孔出口在法蘭內(nèi)壁表面，其開口位置不與波紋管及填料密封環(huán)接觸；橡膠O形圈裝在填料密封環(huán)下方，換熱器的低壓低溫側(cè)，其材料為耐熱橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述的填料密封環(huán)的銳角為20～30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述的壓環(huán)上面還設(shè)有護(hù)蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征是所述的彈性墊為耐高溫的蝶形彈簧墊或環(huán)形彈簧墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征是在所述的橡膠O形圈的低壓側(cè)設(shè)置擋圈14。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，其特征是在所述的端部法蘭內(nèi)開有監(jiān)測(cè)孔，其出口端位于所述的端部法蘭內(nèi)壁表面，處在所述的橡膠O形圈與填料密封環(huán)之間，且不與填料密封環(huán)及橡膠O形圈接觸，其進(jìn)口端與壓力表或壓力傳感器連接。
專利摘要一種雙浮動(dòng)管板列管式換熱器組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu),屬換熱器密封技術(shù)領(lǐng)域,由填料密封環(huán)、金屬波紋管、橡膠O形圈密封元件組成組合浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu),填料密封環(huán)截面為三角形或梯形,材料為柔性石墨或石棉與石墨粉混合物,填料密封環(huán)設(shè)置在端部法蘭內(nèi)壁與管板外緣的交界處,采用緊固件壓緊方式,并設(shè)置彈性墊;金屬波紋管裝在填料密封環(huán)上方,換熱器的高壓高溫側(cè),與端部法蘭、管板焊成一體;在端部法蘭內(nèi)設(shè)有注油孔,注油孔出口在法蘭內(nèi)壁表面;橡膠O形圈裝在填料密封環(huán)下方,換熱器的低壓低溫側(cè)。本實(shí)用新型有效解決了在高溫高壓場(chǎng)合下雙浮動(dòng)管板列管式換熱器的浮動(dòng)密封問題,具有使用安全可靠,可檢測(cè)、預(yù)警,維修方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F28F9/04GK2493906SQ0123438
公開日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2001年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月22日
發(fā)明者仇志暉, 李桂桓 申請(qǐng)人:佛山市佛化機(jī)設(shè)備工程有限公司, 南海市桂城寶峰勝高新科技開發(fā)有限公司