CN208536674U - 一种焊接式密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石油、化工、煤化工和气体加工领域的热交换器，具体涉及热交换器中的一种焊接式密封结构。主要依次设立的压紧件、密封件以及连接件，所述密封件呈U形结构，所述U形结构底部向内侧凸起，所述U形结构内侧底壁与内侧壁之间设有过渡区，所述密封件焊接连接于所述连接件；所述压紧件上设有螺钉通孔，所述压紧件压合与所述密封件的U形底部；所述连接件上设有与所述螺钉通孔相配合的螺栓孔。提供一种焊接式密封结构，目的在于满足设备在高温高压下既有良好的密封性，同时安装结构简单，便于拆解。

Description

一种焊接式密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种石油、化工、煤化工和气体加工领域的热交换器，具体涉及热交换器中的一种焊接式密封结构。

背景技术

目前，在石化行业中，随着加氢技术的广泛应用和发展，加氢设备的操作工况相对其他高压容器设备的要求更加苛刻，通常伴随着高温高压工况，并且介质易爆、临氢等。由于介质的特殊性，因此该类设备的密封性要求更高，不允许设备内的介质有微量泄露，由于该类设备又需要定期进行内部检修，因此必须设置可拆式的检修孔结构。当前高压容器通常使用的密封结构为金属密封垫密封(包括金属平垫片、八角垫密封等)、螺纹锁紧及Ω环等密封结构。目前的可拆式检修孔的设置，根据以下不同的结构，用在高压高温的工况下均存在一些问题：1.带金属密封垫的密封结构,属于一种强制式密封，结构简单，拆卸方便。但是在高温、高压操作下工况下，其法兰、螺栓及垫片容易发生蠕变和应力松弛，导致压紧面分离，垫片密封比压下降，容易引起介质泄露；2.螺纹锁紧结构属于强制式密封结构的一种优化密封结构，采用螺纹环替代传统的螺栓紧固结构，用于高温高压工况时，密封性能较好。但是螺纹锁紧结构比较复杂，密封元件繁多，对加工和装配的要求很高。而且由于其本身的结构要求，导致壳体大端的锻件粗大，造价高昂；3.Ω环结构(也称为焊接密封)，属于非强制式密封，Ω环是该结构的关键，由两个半环焊接组成，为焊接密封结构，使介质与环境完全隔绝，可以使设备内的介质达到零泄漏的效果。由于本身具备良好的弹性变形能力，因此不受温度、压力及结构变形不一致的影响。但是由于Ω环结构在焊接时要求两个半环校装时对中要求极高，错边量非常小，对于铆焊工种来说，制造精度偏差要求苛刻，焊接难度很大，而且设备运行时，留在Ω环内部的积液难以清除，会造成密封结构腐蚀，导致介质泄露。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焊接式密封结构，满足设备在高温高压下既有良好的密封性，同时安装结构简单，便于拆解。

一种焊接式密封结构，包括依次设立的压紧件、密封件以及连接件，所述密封件呈U形结构，所述U形结构底部向内侧凸起，所述U形结构内侧底壁与内侧壁之间设有过渡区，所述密封件焊接连接于所述连接件；所述压紧件上设有螺钉通孔，所述压紧件压合与所述密封件的U形底部；所述连接件上设有与所述螺钉通孔相配合的螺栓孔。

本密封结构是通过对密封元件以及连接件进行焊接，从而达到密封效果。依次设置压紧件、密封件以及连接件，将压紧件压合在密封件上，由压紧件承受载荷。不会因为密封件的松弛导致密封失效，进一步高了密封件的稳定性。密封件设置成內拱结构，解决了在高温高压下连接件与密封件热胀冷缩变形不协调的问题，能够避免因高温高压工况热胀冷缩变形，导致密封件与连接件密封面的圆周密封焊角焊缝开裂引起泄露，密封件的圆弧过渡区的设置，承受载荷时，能够更好地避免应力集中。

进一步，所述压紧件上设有凸台，所述凸台设于所述压紧件与所述密封件的压合处。

采用上述技术方案：通过设置凸台，将压紧件的压合力度集中，提供更好的压紧效果。

进一步，所述密封件的底壁厚度为所述密封件总厚度的1/4。

采用上述技术方案：密封件的底壁的壁厚为密封件总厚度的1/4，使密封件的中间区域与端部区域存在较大的刚性差，减少了中间薄壁球形圆板区的挠度对圆环端部的影响，进一步防止密封件与连接件密封面的圆周密封焊角焊缝开裂引起的泄露问题。

进一步，所述U形结构底部向内侧凸起2mm。

采用上述技术方案：提高在高温高压下连接件与密封件热胀冷缩变形的协调效果，提高防泄漏性能。

进一步，所述密封件的凹面内径与连接件的内径相等。

采用上述技术方案：解决了对位问题，保证了连接部位焊接的均匀，避免在焊接时出现缺口，进一步提高了密封效果。

进一步，所述连接件上设有堆焊层，所述堆焊层的凹形密封面的外径尺寸大于密封件外径尺寸0.5mm。

采用上述技术方案：增加了密封件与连接件的焊接宽度，提高了密封件与连接件焊接接头的强度。

进一步，所述螺钉孔内设有全螺纹螺柱，所述全螺纹螺柱上依次设有球形螺母以及球形垫片，所述全螺纹螺柱连接所述螺钉孔以及螺栓孔。

采用上述技术方案：通过压紧件与主螺栓承受载荷，不存在因为螺栓垫片紧固件松弛导致密封失效，能够实现介质零泄露。

附图说明

图1为本实用新型实施例的示意图。

图2为图1中I部分的局部放大图。

图3为密封件的示意图。

图4为图3中II部分的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有创作性劳动的前提下所获得的所有的其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：1、全螺纹螺柱；2、球形螺母；3、球形垫片；4、盖板；5、密封板；6、设备法兰；7、筒体；8、堆焊层。

实施例基本如附图1以及附图2所示：一种焊接式密封结构，包括密封板5，密封板5选用一种耐腐蚀的金属材料制作，当然根据设计的需要也可以采用其他的耐腐蚀的材料制作。密封板5的详细结构如图3所示，密封板5剖面呈现U型结构，密封板5包含三个区域，第一区域为位于中间的球形圆板区域为浅拱形的球面结构，拱起尺寸为2mm。第二区域为中间薄壁球形圆板区域，中间圆板的厚度为圆环端部区域厚度的1/4倍。第三区域为过渡区如图4所示，中间圆板与圆环端部以一定的圆角R圆滑的过渡区。

密封板5的圆环端部区域设置有设备法兰6，设备法兰6采用的是反向法兰，密封板5的端部圆环的凹面内径与设备法兰6的内径相等，密封板5的圆环端部区域与设备法兰6的密封端面贴合焊接，设备法兰6的堆焊层8凹形密封面的外径尺寸大于密封板5外径尺寸0.5mm。

设备法兰6上沿着圆周中心线加工有多个螺栓孔，设备法兰6的堆焊层8的密封面在堆焊耐腐蚀层后机加工成凹面形状，堆焊层的材料与密封板5所使用的材料一致。密封板5远离法兰6的一侧设有盖板4，盖板4上设有与设备法兰6螺栓孔对位的螺柱通孔，螺柱通孔的数量与设备法兰6螺纹孔数量一致，螺柱通孔的主要目的用于连接全螺纹螺柱。密封板5的圆环端面与设备法兰6的凹形密封面堆焊层贴合后，通过全螺纹螺柱1、球形螺母2及球形垫片3将密封板5压在盖板4及设备法兰6中间位置，盖板4通过全螺纹螺柱1、球形螺母2及球形垫片3压在密封板5的背面上承受载荷，盖板4的轴向受力由全螺纹螺柱1及球形螺母2承受。沿着密封板5外圆环端及设备法兰6密封面用角焊的方式进行圆周焊接形成密封。

盖板4靠近密封板5的一端设有一个凸台平面，凸台平面与密封板5具有相同尺寸的外径，凸台平面抵合在密封板5上，设备法兰6的焊接端与筒体7采用焊接方式连接。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种焊接式密封结构，包括依次设立的压紧件、密封件以及连接件，其特征在于：所述密封件呈U形结构，所述U形结构底部向内侧凸起，所述U形结构内侧底壁与内侧壁之间设有过渡区，所述密封件焊接连接于所述连接件；所述压紧件上设有螺钉通孔，所述压紧件压合与所述密封件的U形底部；所述连接件上设有与所述螺钉通孔相配合的螺栓孔。

2.根据权利要求1所述的焊接式密封结构，其特征在于：所述压紧件上设有凸台，所述凸台设于所述压紧件与所述密封件的压合处。

3.根据权利要求2所述的焊接式密封结构，其特征在于：所述密封件的底壁厚度为所述密封件总厚度的1/4。

4.根据权利要求3所述的焊接式密封结构，其特征在于：所述U形结构底部向内侧凸起2mm。

5.根据权利要求4所述的焊接式密封结构，其特征在于：所述密封件的内径与所述连接件的内径相等。

6.根据权利要求5所述的焊接式密封结构，其特征在于：所述连接件上设有堆焊层，所述堆焊层的凹形密封面的外径尺寸大于所述密封件外径尺寸0.5mm。

7.根据权利要求6所述的焊接式密封结构，其特征在于：所述螺钉通孔内设有全螺纹螺柱，所述全螺纹螺柱上依次设有球形螺母以及球形垫片，所述全螺纹螺柱连接所述螺钉通孔以及螺栓孔。