CN109115018A - 一种用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构 - Google Patents
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Abstract
一种用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构，涉及密封领域。该密封机构，采用厚板密封替换目前普遍采用的弹簧片密封，解决了弹簧薄片不可靠、易损坏、制造难度大等问题，具有密封可靠度高，且调整快捷，密封板可更换的优点。由于密封是管束基本安装在壳体内后靠紧的，加之密封板与纵向隔板之间的摩擦设计，不会造成对壳体内壁损伤；双平移机构和调紧装置的共同使用，保证了安装时的精度和热交换器运行中的精度保持；由于该密封机构是在沿轴向纵向隔板两侧，各安装一组完全相同的平移机构，每侧可单独调整，即使纵向隔板与壳体两侧间隙不等，也完全不会影响密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及密封领域，特别涉及一种用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构。
背景技术
管壳式热交换器属间壁式热交换器，分管程与壳程。根据工艺需要，管程、壳程内分别流动有不同参数、不同种类的介质，用于使需要的介质升温或降温。其中，浮头式、U形管式热交换器均是典型结构，主要用于管、壳程温差大，管束需要经常清洗场合，是炼化行业主要的结构型式。
在确定流体出口温度时，不希望出现温度交叉现象，即热流体出口温度低于冷流体出口温度。如果工艺流程需要，则必须选择两壳程或二台串联形式。比较而言，两壳程比串联形式经济性更好，是工程中普遍采用的一种结构型式。但壳程间的密封件设计，必须兼具有静密封和动密封的特点，且密封通道长达数米，加上壳体内径的尺寸和形位公差精度偏低，传统的密封结构均采用弹簧片密封,但密封效果并不理想。
“GB/T 151——2014”只推荐了一种结构,壳程分程的密封仅靠上下相互挤压的几层弹簧片（不锈钢冷轧薄板），运行时，受温度、压差的共同作用，密封效果变差,特别是经过数次检修，管束拆装后，弹簧片受损严重，换热效果严重恶化,在现场更换弹簧片几乎不可能实现。
美国专利US4778005公开了一种密封结构。该设计通过壳体，焊接在壳体上的两个导向条，分程隔板和V型截面弹簧体等部件，共同完成密封任务。具体地讲，是通过V型截面弹簧体的弹性变形实现密封的。该设计方案的不足之处是：(1)当纵向隔板对中度不好时，间隙大的一侧，密封效果变差；(2)V型截面弹簧体是在其他部件安装完毕后插入的，因此壳体必须在尾端装有法兰活连接，设备费用会增加很多。另外，该方案也不适合壳体直径较小场合（一般应大于等于600 mm，否则施焊困难），也不适合浮头式热交换器（无法从浮头端安装V型截面弹簧体）。
美国专利US4215745公开了另一种密封结构。该设计通过壳体，分程隔板和π型截面弹簧体等部件，达到密封效果。具体地讲，也是通过π型截面弹簧体的弹性变形实现密封的。该设计方案的不足之处是，π型截面弹簧体结构过于复杂，很难用于工程实际。
综上所述，目前壳程分程密封方式几乎都是采用各类弹簧薄片，依靠弹簧薄片的变形实现密封的，总体来讲密封可靠性差，弹簧体结构复杂，使用场合也各有一定限制。因此设计一种安全性高，通用性好，适用范围大的分程密封结构十分必要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构,其具有结构简单、设计合理、安全可靠的优点。
本发明所采用的技术方案是：一种用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构，其技术要点是，包括平移机构，所述的平移机构是用于带动密封板向壳体移动的机构；所述的平移机构进一步包括带有滑块的微调丝杠、限位导向轮、钢丝绳、带有挡圈的齿轮、第二导向块、连接板、第三导向块、带有齿条的第一导向块及带有卡子的连接柱；
微调丝杠一端通过轴承连接第一轴承座，微调丝杠的另一端通过轴承连接第二轴承座，第一轴承座和第二轴承座均固定在壳体上；滑块设置在微调丝杠上，且滑块下端连接限位钢丝绳移动的第三导向块；滑块上设置有连接钢丝绳的卡子；
第一导向块上带有齿条的一端与齿轮啮合连接，第二导向块带有齿轮的一端也与齿轮啮合连接，且第二导向块通过连接板与密封板连接；
滑块沿微调丝杠长度方向移动时，带动钢丝绳移动，钢丝绳顺时针转动时，带动密封板向壳体方向移动。
上述方案中，所述的平移机构为2个，一个设置在固定管板下端，另一个设置在活动管板上端。
上述方案中，在所述的钢丝绳上还设置有调紧装置。
本发明的有益效果是：该用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构，采用厚板密封替换目前普遍采用的弹簧片密封，解决了弹簧薄片不可靠、易损坏、制造难度大等问题，具有密封可靠度高，且调整快捷，密封板可更换的优点。由于密封是管束基本安装在壳体内后靠紧的，加之密封板与纵向隔板之间的摩擦设计，不会造成对壳体内壁损伤；双平移机构和调紧装置的共同使用，保证了安装时的精度和热交换器运行中的精度保持；由于该密封机构是在沿轴向纵向隔板两侧，各安装一组完全相同的平移机构，每侧可单独调整，即使纵向隔板与壳体两侧间隙不等，也完全不会影响密封效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构的结构示意图；
图中序号说明如下：1浮动管板、2换热管、3拉杆、4螺母、5支持板、6定距管、7折流板、8钢丝绳、9导向块、10连接柱、11卡子、12齿条、13齿轮、14齿条、15导向块、16导向块、17限位导向轮、18微调丝杠、19轴承座、20滑块、21固定管板、22挡圈、23轴承座、24密封板、25壳体、26挡圈、27调紧装置、28连接板。
具体实施方式
使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例中采用的用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构，包括密封板24及与密封板24连接的两个平移机构。本实施例中采用的平移机构，一个位于固定管板21的下端，另一个位于浮动管板1的上面，固定管板21和浮动管板1之间连接有换热管2，在固定管板21下端还连接有定距管6，定距管6内插接有拉杆3且通过螺母4连接。定距管6与换热管2之间通过折流板7和支持板5连接。所述的平移机构是用于带动密封板24向壳体25移动的机构；所述的平移机构进一步包括带有滑块20的微调丝杠18、限位导向轮17、钢丝绳8、带有挡圈26的齿轮13、导向块15、连接板28、导向块16、带有齿条12的导向块9及带有卡子11的连接柱10。
微调丝杠18采用三角形螺纹，使其调整到位后有自锁能力，微调丝杠18端部加工有内六角凹坑，可以使用内六角扳手施加很大的力，且占用空间较小。微调丝杠18一端通过轴承连接第一轴承座19，微调丝杠18的另一端通过轴承连接第二轴承座23，第一轴承座19和第二轴承座23均固定在壳体25上，在靠近轴承座23的位置还设置有挡圈22；滑块20设置在微调丝杠18上，且滑块20下端连接限位钢丝绳8移动的导向块16；滑块20上设置有连接钢丝绳8的卡子。
导向块9上带有齿条12的一端与齿轮13啮合连接，导向块15带有齿条14的一端也与齿轮13啮合连接，且导向块15通过连接板28与密封板24连接。连接板28、密封板24和纵向隔板相互之间装有蝶形弹簧，用于消除三者之间的间隙。
采用柔性钢丝绳作为传递运动和动力源泉，并用4个限位导向轮17保证其两个方向的运动精度。滑块20沿微调丝杠18长度方向移动时，带动钢丝绳8移动，钢丝绳8顺时针转动时，带动密封板24向壳体25方向移动。
在钢丝绳8上还设置有调紧装置27，使钢丝绳回路始终处于张紧状态。
本实施例中各部件的材质选择应确保与壳程介质的相容性，一般情况下宜选用不锈钢。
安装有平移机构的管束与壳体初始装配时，密封板24与壳体25内壁留有间隙，当行将装配完毕，使用内六角板手旋动微调丝杠18，使滑块向壳体25内壁方向移动，带动钢丝绳8顺时针回转，进而驱动平移机构，最终通过连接板28带动密封板24，实现密封板24与壳体25内壁无间隙接触，达到壳程分程密封的目的；拆卸时，进行相反操作即可。
本实施例中采用的用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构的安装过程如下：
首先，加工出符合要求的零件，零件的材质要与壳程介质相容，且满足耐温要求。以一侧安装为例（另一侧步骤完全相同），首先纵向隔板的尺寸，（1）长度按尾部流体折返通道面积应大于折流板缺口的通流面积；(2)宽度应满足单侧间隙为3~5 mm。除与钢丝绳（8）连接的部件外，依据图示安装好剩余部件。注意两组平移机构，安装时不得存在间隙（通过导向块9、15和16限定）。
根据需要截取所需钢丝绳8长度，将钢丝绳8依次穿过限位导轮17，最终固定于调紧装置27两侧，使用调紧装置27绷紧钢丝绳8回路，确定调紧装置27在运动不干涉和调整方便的位置后，将钢丝绳8与其他部件锁死。
使用内六角板手旋动微调丝杠18，使滑块20向壳体25内壁方向移动，带动钢丝绳8顺时针回转，进而平移机构，最终通过连接板28带动密封板24，检查密封板24运动是否灵活，不够灵活时，可通过调整设置在连接板28和密封板24之间的蝶形弹簧33变形程度予以解决。
本实施例中的密封机构后，会占用一部分空间，在布管和折流板缺口时要综合考虑，使其不与机构干涉，这与弹簧薄片安装要求是一致的。
管束安装初始时，可将密封板24设置同纵向隔板等宽，即图1所示位置。安装行将结束时，调到与壳体25内壁靠紧即可。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：利用柔性钢丝绳代替链条，此时，限位导向轮为链轮结构。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域内的熟练的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (3)
1.一种用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构，其特征在于，包括平移机构，所述的平移机构是用于带动密封板向壳体移动的机构；
所述的平移机构进一步包括带有滑块的微调丝杠、限位导向轮、钢丝绳、带有挡圈的齿轮、第二导向块、连接板、第三导向块、带有齿条的第一导向块及带有卡子的连接柱；微调丝杠一端通过轴承连接第一轴承座，微调丝杠的另一端通过轴承连接第二轴承座，第一轴承座和第二轴承座均固定在壳体上；滑块设置在微调丝杠上，且滑块下端连接限位钢丝绳移动的第三导向块；滑块上设置有连接钢丝绳的卡子；
第一导向块上带有齿条的一端与齿轮啮合连接，第二导向块带有齿轮的一端也与齿轮啮合连接，且第二导向块通过连接板与密封板连接；
滑块沿微调丝杠长度方向移动时，带动钢丝绳移动，钢丝绳顺时针转动时，带动密封板向壳体方向移动。
2.如权利要求1所述的用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构，其特征在于，所述的平移机构为2个，一个设置在固定管板下端，另一个设置在活动管板上端。
3.如权利要求1所述的用于可拆卸管束纵向隔板与壳体之间的密封机构，其特征在于，在所述的钢丝绳上还设置有调紧装置。
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