CN201285248Y - 换热器管与管板的连接结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种换热器管与管板的连接结构。包括管板(2)、穿过管板的换热管(1)、O型密封圈(6)和紧固件(8)。其中:在管板(2)上用于换热管(1)穿过的孔内加工有深度为部分管板厚度的扩大孔,O型密封圈(6)设置在该扩大孔内,紧固件(8)设置在O型密封圈(6)的上方并压紧O型密封圈(6)。其密封作用是用紧固件压紧O型密封圈,使其产生径向变形,使密封圈将换热管外径紧密包围,以达到密封作用。本实用新型中换热管在温差作用下可自由伸缩,且留有伸缩量,不存在温差应力或破坏。

Description

换热器管与管板的连接结构
技术领域
本实用新型涉及一种用于列管式换热器的换热器管与管板的连接结构。背景技术
热量传递简称传热或换热,凡具有化学反应的工程,均需要热量传递。而完成热量传递的设备叫做热交换器,简称换热器,换热器在化工、冶金、制药等许多工业领域被广泛应用。
因为化工介质的多样性,而各种化工介质的工作温度与工程压力又不同,所以制作换热器的材料具有多样性,有采用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、钛、铝、铅等金属材料的,也有采用玻璃、搪瓷、塑料、石墨等非金属材料的。
换热器的结构形式也有许多种,从换热方式可分三大类:直接混合型换热器、间壁式换热器和蓄热式换热器。直接混合型换热器是冷、热流体直接接触,在混合过程中换热。间壁式换热器是冷热流体通过换热器面进行换热。蓄热式换热器也称蓄热炉,在炉内填充各种形式的填料,冷、热流体先后交替进入,以达换热目的。
上述三种不同结构形式的换热器中,以间壁式换热器应用最为广泛,约占总量的40%。间壁式换热器的结构形式也很多,而其中的列管式换热器应用量又居首位。
在列管式换热器中,两个重要组件是换热管与管板,为不使两种流体混合,换热管与管板必须紧密连接。在金属制换热器中换热管与管板的常用连接结构有三种:焊接(如图l所示)、胀接(如图2所示)和胀焊连接。胀焊连接是在胀接后再在管外边缘焊一圈,以加强连接强度。而非金属材料制作的换热器中,连接方式除类似上述方式外,还有粘接(如石墨换热器)等方式,如图3所示。
在上述换热器与管板的几种连接结构中,均有一定不足。如焊接需电焊机
3或汽焊设备及焊条,塑料换热器也需电焊枪及焊条,胀焊需胀管器。在石墨 换热器中,换热管一端需加工成一定锥度,再用粘结剂与管板粘在一起。这 几种方法均费工、费时,且需专用设备,耗电,增加加工成本。另外,经过 组装成型后,换热管与管板成固定关系。而在换热器使用过程中,由于管内 外流体温度不同、管子材料不同、具有不同线膨胀系数而产生伸长或縮短, 即热(冷)变形。如果达到一定量,会使换热管与管板的连接拉脱,造成换 热器损坏。这种破损在塑料换热器及石墨换热器中是经常出现的。 实用新型内容
本实用新型的目的在于克服了换热管与管板的现有连接方式的上述缺 陷,提供了一种新型的换热器管与管板的连接结构。采用该结构,换热管在 温差作用下可自由伸縮,不存在温差应力或破坏的问题。
为了实现上述目的,本实用新型采取了如下技术方案。换热器管与管板 的连接结构包括管板、穿过管板的换热管、O型密封圈和紧固件。其中:在 管板上用于换热管穿过的孔内加工有深度为部分管板厚度的扩大孔,O型密 封圈设置在该扩大孔内,紧固件设置在O型密封圈的上方并压紧O型密封圈。
在o型密封圈和紧固件之间设置有垫板。
所述的紧固件与管板通过螺纹固连。
在本结构中,承担换热管与管板间密封的部件是o型密封圈,它在紧固
件的压力下产生径向变形,与换热管外径紧密连接,使壳间流体与管板上之 管间流体截然分开,达到良好密封效果。
本实用新型不需要专用设备(电、汽焊机、电焊枪、胀管器等),省时、 省电、加工过程不产生废气、废渣,环保卫生。
本实用新型结构换热管在温差作用下可自由伸縮,且留有伸縮量,不存 在温差应力或破坏,这是一大优点。
本实用新型结构,可根据换热管与管板的材质,流体腐蚀性能,温度,
压力的不同,选用不同材料的o型密封圈及紧固件。所以,本实用新型结构可适用于所有的列管式换热器中换热管及管板的连接。 附图说明
图1换热管与管板采用焊接连接方式结构图
图2换热管与管板采用胀接连接方式结构图 图3换热管与管板采用胀焊连接方式的结构图 图4本实用新型中换热管与管板的连接结构图
图中:1、换热管,2、管板,3、焊缝、4、胀接变形,5、粘接剂,6、 0 型密封圈,7、垫板,8、紧固件。 具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
如图4所示,本实施例包括换热管1和管板2,换热管1穿过管板2,在 管板2上用于换热管1穿过的管孔内加工有扩大孔,扩大孔的深度小于管板2 的厚度,扩大孔的深度方向与换热管l的轴同向。将0型密封圈6放入扩大 孔内,再穿入换热管l,再将圆环形的紧固件8装入,其产生的径向压力使O 型密封圈紧密的围在管子外径,达到密封目的。
紧固件8的结构如图4所示,是外表面加工有外螺纹的圆环体,在管板2 上用于放置紧固件2的圆环形放大孔内加工有内螺纹,紧固件8与管板2通 过螺纹固连。
本新型结构是通过压紧装置用轴向力使O型密封圈产生径向变形,使其 紧密压紧换热管2周围实现密封作用。这种结构完全不同于现在惯用的几种 连接结构。
在紧固件2和O型密封圈6之间还设置有垫板7,其作用是使紧固件2 的作用力更均匀的作用在O型密封圈6上。
本实施例可适用于任何金属或非金属材料制作的换热管中换热管与管板 的连接。
本实施例中的结构可根据流体腐蚀性、温度、压力等具体工艺条件,采
5用不同材料制作O型密封圈及压紧装置,以满足不同工艺条件的需要。
用非金属材料制造的换热器中,使用了这种连接结构。在管间施加0. 45Mpa 压力试压,几十根管子均未出现渗漏。说明这种连接结构完全可满足非金属 材料制换热器的使用要求。

Claims (3)

1、换热器管与管板的连接结构,包括管板(2)和穿过管板(2)的换热管(1);其特征在于:还包括O型密封圈(6)和紧固件(8);其中:在管板(2)上用于换热管(1)穿过的孔内加工有深度为部分管板厚度的扩大孔,O型密封圈(6)设置在该扩大孔内,紧固件(8)设置在O型密封圈(6)的上方并压紧O型密封圈(6)。
2、 根据权利要求1所述的换热器管与管板的连接结构,其特征在于:在O型密封圈(6)和紧固件(8)之间设置有垫板(7)。
3、 根据权利要求1或权利要求2所述的换热器管与管板的连接结构,其特征 在于:所述的紧固件(8)与管板(2)通过螺纹固连。2
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