本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置，以解決現(xiàn)有密封裝置所存在的密封孔上的螺紋容易損壞、密封結(jié)構(gòu)與安裝過程比較復(fù)雜、密封圈不能補(bǔ)償徑向間隙等問題。本發(fā)明專利技術(shù)密封裝置由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)密封圈(3)、金屬殼體(2)和外密封圈(4)，金屬殼體由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)側(cè)板(21)和外側(cè)板(22)。內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板的底部設(shè)有圓環(huán)形的底板(23)，頂部設(shè)有圓環(huán)形的蓋板(5)，蓋板上設(shè)有開孔(51)。內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、底板和蓋板之間形成腔體，腔體內(nèi)設(shè)有膨脹橡膠(1)，膨脹橡膠為吸水或吸油膨脹橡膠。本發(fā)明專利技術(shù)主要用于石油化工、煤化工等行業(yè)的石墨管式換熱器中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于密封裝置
，涉及一種石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置。
技術(shù)介紹
石油化工、煤化工等行業(yè)中使用的換熱器一般由金屬材料制造，但是在換熱介質(zhì)具有腐蝕性時(shí)，金屬材料制造的換熱器顯然不能滿足使用要求。為使換熱器能夠在腐蝕性環(huán)境中工作，可以使用石墨管式換熱器。石墨管式換熱器的管板和換熱管均由石墨材料制造；石墨材料有著良好的傳熱性能，并且具有很強(qiáng)的耐腐蝕性能。但是，石墨是脆性材料，易于損壞；石墨管板與換熱管之間還不能焊接密封，通常是采用密封填料密封或粘結(jié)劑黏結(jié)密封。粘結(jié)劑黏結(jié)密封是在石墨換熱管外表面和管板密封孔的表面上涂一層粘結(jié)劑，換熱管與管板裝配好后經(jīng)過固化連接在一起，形成密封。黏結(jié)密封的缺點(diǎn)是，在石墨管板和換熱管受熱產(chǎn)生熱膨脹差時(shí)容易造成密封失效。中國專利CN201780037U公開了一種石墨換熱器中石墨換熱管的密封裝置，其結(jié)構(gòu)包括石墨換熱管板和石墨換熱管，石墨換熱管端部與石墨換熱管板之間的連接處從內(nèi)到外依次安裝有O型密封圈和石墨墊片，石墨墊片的外側(cè)設(shè)置有石墨壓緊螺母。《腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)》雜志2004年第3期發(fā)表的“石墨蒸發(fā)器的選擇” 一文介紹了一種石墨換熱管與管板的密封裝置，包括旋緊螺母、石墨襯圈和聚四氟乙烯O型圈等。上述兩種密封，都屬于密封填料密封，在螺母旋緊后通過石墨墊片或石墨襯圈壓緊密封圈實(shí)現(xiàn)石墨管板與換熱管之間的密封。存在的問題是(1)需要在石墨管板上的密封孔上加工出螺紋。由于石墨較脆，螺紋容易損壞，從而使作用于密封圈上的密封壓力減小，造成密封的可靠性降低或密封失效。(2)密封結(jié)構(gòu)與安裝過程比較復(fù)雜。對于每一根石墨換熱管與管板之間的密封，都需要在石墨管板上加工出一個(gè)帶螺紋的密封孔，然后用螺母等零件壓緊密封圈。在換熱管的數(shù)量較大時(shí)(例如數(shù)百根換熱管)，密封工作將相當(dāng)煩瑣。(3)密封圈通常使用聚四氟乙烯、普通密封橡膠等材料，對于密封圈與石墨管板上的密封孔和與換熱管之間的徑向間隙(因石墨管板和換熱管的熱膨脹差而產(chǎn)生)，不能進(jìn)行補(bǔ)償，也會(huì)造成密封的可靠性降低或密封失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置，以解決現(xiàn)有密封裝置所存在的密封孔上的螺紋容易損壞、密封結(jié)構(gòu)與安裝過程比較復(fù)雜、密封圈不能補(bǔ)償徑向間隙等問題。為解決上述問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是一種石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置，其特征在于它由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)密封圈、金屬殼體和外密封圈，金屬殼體由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板，內(nèi)密封圈、外密封圈、內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板均為圓筒形，同軸設(shè)置，內(nèi)密封圈與內(nèi)側(cè)板之間、外密封圈與外側(cè)板之間相互接觸，內(nèi)側(cè)板與外側(cè)板之間相互隔開，內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板的底部設(shè)有圓環(huán)形的底板，頂部設(shè)有圓環(huán)形的蓋板，蓋板上設(shè)有開孔，內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、底板和蓋板之間形成腔體，腔體內(nèi)設(shè)有膨脹橡膠，膨脹橡膠為吸水或吸油膨脹橡膠。采用本專利技術(shù)，具有如下的有益效果(I)本專利技術(shù)密封裝置在使用時(shí)，管板上的密封孔上不需要加工出螺紋，避免了現(xiàn)有密封裝置因該螺紋容易損壞而造成密封可靠性降低或密封失效的問題。(2)本專利技術(shù)密封裝置的結(jié)構(gòu)比較簡單。在使用時(shí)，將其作為一個(gè)整體部件放置在管板上的密封孔內(nèi)、換熱管的端部插入內(nèi)密封圈的內(nèi)孔中，即完成了安裝；安裝過程也比較簡單。在換熱管的數(shù)量較大時(shí)，與現(xiàn)有密封裝置的密封方案相比，本專利技術(shù)的密封工作易于進(jìn)行，密封工作量可以大大減少。(3)本專利技術(shù)在使用過程中，管程換熱介質(zhì)(油或水)從蓋板上的開孔進(jìn)入金屬殼體的腔體之內(nèi)，膨脹橡膠吸水或吸油后發(fā)生膨脹。受金屬殼體的限制，膨脹橡膠沿徑向膨脹，使其兩側(cè)的內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板分別產(chǎn)生向內(nèi)密封圈和外密封圈方向的徑向變形，從而使內(nèi)密封圈和外密封圈分別產(chǎn)生徑向壓縮變形。因此，在石墨管板和換熱管受熱產(chǎn)生熱膨脹差時(shí)，內(nèi)密封圈對于內(nèi)密封圈與換熱管之間的徑向間隙、外密封圈對于外密封圈與密封孔之間的徑向間隙，可以進(jìn)行補(bǔ)償，防止所述徑向間隙的形成，使內(nèi)密封圈與換熱管之間、外密封圈與密封孔之間始終保持緊密貼合、持續(xù)產(chǎn)生足夠的密封壓 力。內(nèi)密封圈與內(nèi)側(cè)板之間、外密封圈與外側(cè)板之間，也能夠始終保持緊密貼合，不存在徑向間隙。由于以上的原因，本專利技術(shù)不會(huì)因徑向間隙問題造成密封的可靠性降低或密封失效，在管程和殼程換熱介質(zhì)壓力較高時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和具體實(shí)施方式并不限制本專利技術(shù)要求保護(hù)的范圍。附圖說明圖I是本專利技術(shù)石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置沿軸向的剖視圖。圖2是圖I所示密封裝置的俯視圖。圖3是本專利技術(shù)密封裝置的安裝示意圖。圖4是管板以及管板上密封孔和管孔的示意圖。圖I至圖4中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。具體實(shí)施例方式參見圖I和圖2，本專利技術(shù)的石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置(簡稱為密封裝置)，由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)密封圈3、金屬殼體2和外密封圈4,金屬殼體2由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)側(cè)板21和外側(cè)板22。內(nèi)密封圈3、外密封圈4、內(nèi)側(cè)板21和外側(cè)板22均為圓筒形，同軸設(shè)置。內(nèi)密封圈3與內(nèi)側(cè)板21之間、外密封圈4與外側(cè)板22之間相互接觸，內(nèi)側(cè)板21與外側(cè)板22之間相互隔開。內(nèi)側(cè)板21和外側(cè)板22的底部設(shè)有圓環(huán)形的底板23，頂部設(shè)有圓環(huán)形的蓋板5，蓋板5上設(shè)有開孔51。內(nèi)側(cè)板21、外側(cè)板22、底板23和蓋板5之間形成腔體，腔體內(nèi)設(shè)有膨脹橡膠I。腔體和膨脹橡膠I均為圓筒形，橫截面形狀均為長方形。金屬殼體2由內(nèi)側(cè)板21、外側(cè)板22、底板23和蓋板5組成。膨脹橡膠I為吸水或吸油膨脹橡膠，它們都是現(xiàn)有的。換熱介質(zhì)為水時(shí)，使用吸水膨脹橡膠；換熱介質(zhì)為油時(shí)，使用吸油膨脹橡膠。吸水膨脹橡膠吸水后或吸油膨脹橡膠吸油后，在不受約束的情況下，體積膨脹率一般均為200% 350%。吸水膨脹橡膠可以使用WRS200、WRS250、WRS350等牌號(hào)的吸水膨脹橡膠，吸油膨脹橡膠可以使用0RS200、0RS250、ORS350等牌號(hào)的吸油膨脹橡膠。本專利技術(shù)要求，膨脹橡膠I的拉伸強(qiáng)度一般為6 lOMPa。內(nèi)密封圈3和外密封圈4的材料一般均為各種硅橡膠或聚四氟乙烯。金屬殼體2 (包括內(nèi)側(cè)板21、夕卜側(cè)板22、底板23和蓋板5)的材料一般為不銹鋼,例如lCrl8Ni9、Crl7等。本專利技術(shù)要求不銹鋼的彈性模量(楊氏彈性模 量)一般為195X 103 201 X IO3MPa0參見圖1，膨脹橡膠I的厚度b —般為5 15毫米，內(nèi)密封圈3和外密封圈4的厚度a —般均為4 8毫米。為使金屬殼體2保持軸向剛性、防止膨脹橡膠I沿軸向膨脹，本專利技術(shù)要求金屬殼體2中底板23和蓋板5的厚度均大于內(nèi)側(cè)板21和外側(cè)板22的厚度。內(nèi)側(cè)板21和外側(cè)板22的厚度一般均為O. 5 I毫米，底板23和蓋板5的厚度一般均為I. 5 4毫米。參見圖I、圖3和圖4，內(nèi)密封圈3的內(nèi)直徑dl —般要比換熱管6的外直徑d3小I 3毫米，換熱管6的外直徑d3 —般為18 42毫米。外密封圈4的外直徑d2 —般要比密封孔72的直徑d4大I 3毫米。本專利技術(shù)石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置的總高度hi —般為20 50毫米，密封孔72的深度h2 —般比hi大2 5毫米。蓋板5上開孔51的形狀一般為圓形或正方形,數(shù)量一般為4 16個(gè),在蓋板5上繞圓周方向均勻分布；每個(gè)開孔51的面積一般為4 12平方毫米。圖2所示，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種石墨管式換熱器管板與換熱管的密封裝置，其特征在于：它由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)密封圈(3)、金屬殼體(2)和外密封圈(4)，金屬殼體(2)由內(nèi)向外設(shè)有內(nèi)側(cè)板(21)和外側(cè)板(22)，內(nèi)密封圈(3)、外密封圈(4)、內(nèi)側(cè)板(21)和外側(cè)板(22)均為圓筒形，同軸設(shè)置，內(nèi)密封圈(3)與內(nèi)側(cè)板(21)之間、外密封圈(4)與外側(cè)板(22)之間相互接觸，內(nèi)側(cè)板(21)與外側(cè)板(22)之間相互隔開，內(nèi)側(cè)板(21)和外側(cè)板(22)的底部設(shè)有圓環(huán)形的底板(23)，頂部設(shè)有圓環(huán)形的蓋板(5)，蓋板(5)上設(shè)有開孔(51)，內(nèi)側(cè)板(21)、外側(cè)板(22)、底板(23)和蓋板(5)之間形成腔體，腔體內(nèi)設(shè)有膨脹橡膠(1)，膨脹橡膠(1)為吸水或吸油膨脹橡膠。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高曉紅，孫志欽，黃進(jìn)煥，王作紅，段彥明，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中石化洛陽工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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