[實用新型]一種列管式換熱器管箱用隔膜墊

有效

• 申請號: 201520183703.2
• 申請日: 2015-03-30
• 公開（公告）號: CN204612571U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 陳孫藝
• 申請（專利權）人: 茂名重力石化機械制造有限公司
• 主分類號: F28F11/02
• 分類號: F28F11/02;F28F9/02
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

技術領域

本申請涉及裝備工程中的列管式換熱器管箱的密封技術，特別是涉及用于石油煉制與化工、煤化工、化肥工業、空調、空冷、電力設施的熱交換節能設備專用的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊。

背景技術

現有技術中，列管式換熱器是應用最為廣泛的一種熱交換器，廣泛應用于化工、石油、醫藥、食品、輕工、冶金、焦化等領域中的“液——液”、“汽——汽”、“汽——液”熱交換的對流傳熱，以及蒸汽冷凝和液體蒸發傳熱等換熱冷凝流程。

現有技術中的列管式換熱器管箱端部開口隔膜密封結構，如圖1所示，通常是由管束2、管殼3、管箱4等主要構件組成，其中，管束2是列管式換熱器的核心構件，管束2通常由換熱管、支持板（或者折流板）和管板5組成，成排的換熱管通過支持板（或者折流板）支承，其兩端穿進管板5的管孔中，并與管板5相連接，從而保證接頭的密封性和強度。通過管束2與管箱4的隔板的組合，可以將換熱管分成幾個流程，以便介質在換熱管內來回流動，從而能夠延長換熱流程，增加換熱時間，充分地與管外的殼程介質換熱。上述管板5與管殼3和管箱4等通過焊接或者法蘭螺栓加墊片的強制密封固定裝配即得一臺列管式換熱器。

當換熱管管內的熱交換介質為冷介質，管外的熱交換介質為強制對流的煙氣時，則構成加熱爐方式；當換熱管管內的熱交換介質為熱介質，管外的熱交換介質為強制對流的空氣時，則構成冷卻器方式；加熱爐方式和冷卻器方式均為熱交換器的一種熱交換方式。這種列管式換熱器的制造工藝較為成熟，安全性能也較高，是換熱設備中關鍵的能耗設備。

上述現有技術中的列管式換熱器在應用到惡劣工況時，為了避免流程物料的泄漏，其進出口的接管10即便口徑很小，通常設計成與管線直接對焊的方式，而不采用法蘭連接的方式；同樣，為了避免流程物料的泄漏，大口徑的管板5與其兩側的管殼3和管箱4的圓筒體進行焊接，這樣使得，管箱4的端部9就不能與管箱4的端蓋7之間也采用等強度焊縫焊接的方式，主要考慮到方便檢修人員能從管箱4的端部9進去進行檢測管頭等修理工作。

隨之，人們一直致力于管箱4的端部9與管箱4的端蓋7之間除了不可拆的強度焊接連接之外的更好的密封結構的研究。其中球面膜密封6便是最新的一種有效結構。隨著實踐應用的深入，人們發現該結構本身也存在以下不利的問題：

第一，結構特殊，球形的弧面加工精度要求高。

第二，需要高水平的氬弧焊接，且是緊固螺柱8后的障礙焊，不能損傷管箱4的端部9與管箱4的端蓋7。

第三，安裝精度高。

????第四，拆卸不便，需要去除密封焊縫，邊環屬易損件，維護困難。

綜上，復雜或龐大的換熱器裝配拆卸麻煩，維修不便。特別是裝置大修期間，能縮短一天檢修時間都能產生顯著的經濟效益。隨著環境保護意識的增強，油品質量的提升需要采取更高溫高壓下的加氫工藝，氫的分子最小、是滲透性非常強的易燃易爆介質，原有的密封結構難以適應新的工藝和管理要求。

再隨之，本申請人研發了一種列管式換熱器管箱用密封墊，通過對密封邊環的改進，進一步采用具有凸和/或凹的粗糙面作為密封邊環與管箱的端部的夾緊面或者密封邊環與管箱的端蓋的夾緊面，突破了本領域常規思維模式，增加了接觸作用力，以從多圈圓周方向阻隔沿密封邊環與管箱的端部之間的夾緊面的泄漏及內壓沖擊力，在多圈凸和/或凹的粗糙面的阻隔下，使得泄漏作用力降低至零，以最終提升了管箱的端部及管箱的端蓋的密封性能，同時，從徑向而言，也增大了密封邊環與管箱的端部以及管箱的端蓋之間的摩擦力，使得在高溫高壓作用下，僅通過球面彈性膜片即可進行變形補償，防止平墊邊環的徑向位移，以降低泄漏的風險；然而，上述密封墊無法產生自產生需要的預變形和預應力，不能更好的適應動態工況。

綜上，申請人繼續結合傳統列管式換熱器密封存在的問題進行再次改進，研發一種改進的列管式換熱器管箱用隔膜墊，在工程技術領域具有極為深遠和重大的意義。

發明內容

本申請的目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種具有較強的彈性變形能力，可通過調節產生需要的預變形和預應力，更適合動態工況，而且可解決大直徑隔膜重量較重時的安裝困難的問題，同時還有利于隔膜對中管箱端部，具有結構簡單、組裝簡易、密封性能可靠的列管式換熱器管箱用隔膜墊。

本申請的目的通過以下技術方案實現：

提供了一種列管式換熱器管箱用隔膜墊，設置于管箱的端部與管箱的端蓋之間，該隔膜墊包括設于中間的彈性隔膜片和沿所述彈性隔膜片的外周側設置的密封邊環，其中，