CN110095009A - 采用对夹式密封结构的碳化硅换热器 - Google Patents

采用对夹式密封结构的碳化硅换热器 Download PDF

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Abstract

本发明创造涉及采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，包括壳体、管箱和换热管，换热管设在壳体内，壳体和管箱之间设有外管板和内管板，管箱通过螺栓与外管板、内管板以及壳体的端法兰密封连接和固定；外管板和内管板上相应设有多个用于安装换热管的管孔，外管板管孔和内管板管孔的相对面分别设有密封腔，密封腔的直径大于所述管孔的直径，两个密封腔中至少有一个密封腔的端面设为锥面，密封腔内设有密封填料，并且外管板和内管板之间的换热管上套设有密封结构件。本发明外管板和内管板通过定位凸台隔开间隙，便于快速发现并找出泄露点；换热管上增设密封结构件，安装时利用螺栓的张紧力和密封结构件压紧密封填料，使得换热管的密封更加可靠。

Description

采用对夹式密封结构的碳化硅换热器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，尤其是一种采用对夹式密封结构的碳化硅换热器。
背景技术
碳化硅换热器利用碳化硅的耐蚀性和导热系数高的特性，其应用前景较好，碳化硅可以承受强酸等，导热系数是钢的10倍左右。目前，碳化硅换热器需要解决恶劣工况(介质环境)下碳化硅管的密封问题。
中国实用新型专利CN201420350117.8，提供了一种双管板密封结构碳化硅换热器，包括密封管板和压紧管板两层管板，密封管板上设有密封管板通孔，所述密封管板通孔内设有密封圈；所述密封管板下方紧密连接压紧管板，压紧管板上设置有与密封管板相对应的压紧管板通孔，所述压紧管板通孔内设置有补偿圈。
以上专利的技术方案通过加强碳化硅换热管和管板之间的密封，主要是通过补偿圈的张力使垫片变形，从而达到密封效果。但是，仍然有以下缺点：1、补偿圈的张力较小，密封效果不理想；2、金属弹簧易被渗漏的介质腐蚀，导致失效；3、壳体内换热管较多，并且都有可能渗漏，渗漏的介质最终会混合到一起，因此，换热器渗漏后，很难查出是哪个换热管引起的，导致维修和更换困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，外管板和内管板通过定位凸台隔开一定的间隙，便于快速发现并找出泄露点；换热管上增设密封结构件，安装时利用螺栓的张紧力，使得密封更加可靠。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，包括壳体、管箱和换热管，换热管设在壳体内，壳体的两端分别设有管箱，所述壳体和管箱之间设有外管板和内管板，管箱通过螺栓与外管板、内管板以及壳体的端法兰密封连接和固定；所述外管板和内管板上相应设有多个用于安装换热管的管孔，外管板管孔和内管板管孔的相对面分别设有密封腔，密封腔的直径大于所述管孔的直径，两个密封腔中至少有一个密封腔的端面设为锥面，所述密封腔内设有密封填料，并且外管板和内管板之间的换热管上套设有密封结构件。
作为本发明的优选技术方案，所述外管板上设有锥面密封腔，内管板上设有圆柱形密封腔，所述密封结构件是弹性套管。
作为本发明的优选技术方案，所述密封结构件是硅橡胶套管或弹簧骨架密封套。
作为本发明的优选技术方案，所述密封腔内的密封填料是硅橡胶、氟橡胶或改性聚四氟乙烯，包括O形密封圈、密封垫和密封套。
作为本发明的优选技术方案，所述壳体内设有定距管、拉杆和折流板，定距管套设在拉杆上，拉杆一端与内管板连接，拉杆另一端通过螺母将定距管与折流板连接和固定。
作为本发明的优选技术方案，所述壳体内的定距管包括定距管Ⅰ和定距管Ⅱ，拉杆包括拉杆Ⅰ和拉杆Ⅱ，折流板包括折流板Ⅰ和折流板Ⅱ，所述定距管Ⅰ通过拉杆Ⅰ与折流板Ⅰ连接，定距管Ⅱ穿过折流板Ⅰ并通过拉杆Ⅱ与折流板Ⅱ连接。
作为本发明的优选技术方案，所述外管板和内管板的外表面设有非金属防腐衬层。
作为本发明的优选技术方案，所述防腐衬层的材料是聚四氟乙烯。
作为本发明的优选技术方案，所述外管板的内侧面设有圆形凸面，内管板的相对面上设有环形凸台，所述环形凸台与圆形凸面互相嵌合。
作为本发明的优选技术方案，所述换热管是碳化硅换热管，所述壳体的下面设有鞍座。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明外管板和内管板通过定位凸台隔开一定的间隙，便于快速发现并找出泄露点；换热管上增设密封结构件，安装时利用螺栓的张紧力和密封结构件压紧密封填料，使得换热管的密封更加可靠。
本发明还具有以下特点：1、通过定位凸台保证密封可靠，并且通过定位凸台隔开的间隙，可以快速发现并找出泄露点，避免介质混合。2、根据需要选用壳体和换热管的材质，需要双向耐蚀时，可以内衬PTFE、PFA等，同时管板也要耐蚀处理。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的局部结构放大示意图。
图中：1、管箱，2、外管板圆形凸面，3、内管板环形凸台，5、外管板，6、内管板，7、壳体，8、壳体端法兰，9、定距管Ⅰ，10、拉杆Ⅰ，12、定距管Ⅱ，13、折流板Ⅰ，14、拉杆Ⅱ，15、密封腔，16、锥形密封圈，17、换热管，18、鞍座，19、折流板Ⅱ，20、密封结构件。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，包括壳体7、管箱1和换热管17，换热管17设在壳体7内，壳体7的两端分别设有管箱1，所述壳体7和管箱1之间设有外管板5和内管板6，管箱1通过螺栓与外管板5、内管板6以及壳体的端法兰8密封连接和固定；所述外管板5和内管板6上相应设有多个用于安装换热管的管孔，外管板管孔和内管板管孔的相对面分别设有密封腔15，密封腔15的直径大于所述管孔的直径，两个密封腔中至少有一个密封腔的端面设为锥面，所述密封腔15内设有密封填料，并且外管板5和内管板6之间的换热管上套设有密封结构件20。
所述外管板5上设有锥面密封腔，内管板6上设有圆柱形密封腔，所述密封结构件20是弹性套管，具体密封结构件是硅橡胶套管或弹簧骨架密封套。所述密封腔15内的密封填料是硅橡胶、氟橡胶或改性聚四氟乙烯，包括O形密封圈、密封垫和密封套。本实施例外管板5的锥面密封腔中优选设置锥形密封圈16。内管板6的密封腔中设有4层密封填料结构，第一层和第三层为改性四氟乙烯(RPTFE),第二层和第四层为氟橡胶(FKM)。
所述壳体7内设有定距管、拉杆和折流板，定距管套设在拉杆上，拉杆一端与内管板连接，拉杆另一端通过螺母将定距管与折流板连接和固定。本实施例所述壳体7内的定距管包括定距管Ⅰ9和定距管Ⅱ12，拉杆包括拉杆Ⅰ10和拉杆Ⅱ14，折流板包括折流板Ⅰ13和折流板Ⅱ19，所述定距管Ⅰ9通过拉杆Ⅰ10与折流板Ⅰ13连接，定距管Ⅱ12穿过折流板Ⅰ13并通过拉杆Ⅱ14与折流板Ⅱ19连接。
所述外管板5和内管板6的外表面设有非金属防腐衬层，所述防腐衬层的材料是聚四氟乙烯。所述外管板5的内侧面设有圆形凸面2，内管板6的相对面上设有环形凸台3，所述环形凸台3与圆形凸面2互相嵌合。所述换热管17是碳化硅换热管，所述壳体7的下面设有鞍座18。
上述实施例仅限于说明本发明的构思和技术特征，其目的在于让本领域的技术人员了解发明的技术方案和实施方式，并不能据此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明技术方案所作的等同替换或等效变化，都应涵盖在本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，包括壳体、管箱和换热管，换热管设在壳体内，壳体的两端分别设有管箱，其特征是：所述壳体和管箱之间设有外管板和内管板，管箱通过螺栓与外管板、内管板以及壳体的端法兰密封连接和固定；
所述外管板和内管板上相应设有多个用于安装换热管的管孔，外管板管孔和内管板管孔的相对面分别设有密封腔，密封腔的直径大于所述管孔的直径，两个密封腔中至少有一个密封腔的端面设为锥面，所述密封腔内设有密封填料，并且外管板和内管板之间的换热管上套设有密封结构件。
2.根据权利要求1所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述外管板上设有锥面密封腔，内管板上设有圆柱形密封腔，所述密封结构件是弹性套管。
3.根据权利要求2所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述密封结构件是硅橡胶套管或弹簧骨架密封套。
4.根据权利要求1至3任一项所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述密封腔内的密封填料是硅橡胶、氟橡胶或改性聚四氟乙烯，包括O形密封圈、密封垫和密封套。
5.根据权利要求1所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述壳体内设有定距管、拉杆和折流板，定距管套设在拉杆上，拉杆一端与内管板连接，拉杆另一端通过螺母将定距管与折流板连接和固定。
6.根据权利要求5所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述壳体内的定距管包括定距管Ⅰ和定距管Ⅱ，拉杆包括拉杆Ⅰ和拉杆Ⅱ，折流板包括折流板Ⅰ和折流板Ⅱ，所述定距管Ⅰ通过拉杆Ⅰ与折流板Ⅰ连接，定距管Ⅱ穿过折流板Ⅰ并通过拉杆Ⅱ与折流板Ⅱ连接。
7.根据权利要求1所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述外管板和内管板的外表面设有非金属防腐衬层。
8.根据权利要求7所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述防腐衬层的材料是聚四氟乙烯。
9.根据权利要求1所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述外管板的内侧面设有圆形凸面，内管板的相对面上设有环形凸台，所述环形凸台与圆形凸面互相嵌合。
10.根据权利要求1所述的采用对夹式密封结构的碳化硅换热器，其特征是：所述换热管是碳化硅换热管，所述壳体的下面设有鞍座。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112146468A (zh) * 2020-10-12 2020-12-29 南通三圣石墨设备科技股份有限公司 一种运用热塑性变形密封的管式换热器结构

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