一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及裝備工程中的列管式換熱器管箱的密封技術(shù)，特別是涉及用于石油煉制與化工、煤化工、化肥工業(yè)、空調(diào)、空冷、電力設(shè)施的熱交換節(jié)能設(shè)備專用的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，列管式換熱器是應(yīng)用最為廣泛的一種熱交換器，廣泛應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、食品、輕工、冶金、焦化等領(lǐng)域中的“液一一液”、“汽一一汽”、“汽一一液”熱交換的對流傳熱，以及蒸汽冷凝和液體蒸發(fā)傳熱等換熱冷凝流程。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的列管式換熱器管箱端部開口隔膜密封結(jié)構(gòu)，如圖1所示，通常是由管束2、管殼3、管箱4等主要構(gòu)件組成，其中，管束2是列管式換熱器的核心構(gòu)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(jìn)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(qiáng)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(zhì)在換熱管內(nèi)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(zhì)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(qiáng)制密封固定裝配即得一臺列管式換熱器。
[0004]當(dāng)換熱管管內(nèi)的熱交換介質(zhì)為冷介質(zhì)，管外的熱交換介質(zhì)為強(qiáng)制對流的煙氣時，則構(gòu)成加熱爐方式；當(dāng)換熱管管內(nèi)的熱交換介質(zhì)為熱介質(zhì)，管外的熱交換介質(zhì)為強(qiáng)制對流的空氣時，則構(gòu)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(shè)備中關(guān)鍵的能耗設(shè)備。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)中的列管式換熱器在應(yīng)用到惡劣工況時，為了避免流程物料的泄漏，其進(jìn)出口的接管10即便口徑很小，通常設(shè)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(cè)的管殼3和管箱4的圓筒體進(jìn)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(qiáng)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(jìn)去進(jìn)行檢測管頭等修理工作。
[0006]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(qiáng)度焊接連接之外的更好的密封結(jié)構(gòu)的研宄。其中球面膜密封6便是最新的一種有效結(jié)構(gòu)。隨著實踐應(yīng)用的深入，人們發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)本身也存在以下不利的問題:
[0007]第一，結(jié)構(gòu)特殊，球形的弧面加工精度要求高。
[0008]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。
[0009]第三，安裝精度高。
[0010]第四，拆卸不便，需要去除密封焊縫，邊環(huán)屬易損件，維護(hù)困難。
[0011]綜上，復(fù)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(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隨著環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，油品質(zhì)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(qiáng)的易燃易爆介質(zhì)，原有的密封結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)新的工藝和管理要求。
[0012]再隨之，本申請人研發(fā)了一種列管式換熱器管箱用密封墊，通過對密封邊環(huán)的改進(jìn)，進(jìn)一步采用具有凸和/或凹的粗糙面作為密封邊環(huán)與管箱的端部的夾緊面或者密封邊環(huán)與管箱的端蓋的夾緊面，突破了本領(lǐng)域常規(guī)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(huán)與管箱的端部之間的夾緊面的泄漏及內(nèi)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(huán)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(jìn)行變形補(bǔ)償，防止平墊邊環(huán)的徑向位移，以降低泄漏的風(fēng)險；然而，上述密封墊無法產(chǎn)生自產(chǎn)生需要的預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力，不能更好的適應(yīng)動態(tài)工況。
[0013]綜上，申請人繼續(xù)結(jié)合傳統(tǒng)列管式換熱器密封存在的問題進(jìn)行再次改進(jìn)，研發(fā)一種改進(jìn)的列管式換熱器管箱用隔膜墊，在工程技術(shù)領(lǐng)域具有極為深遠(yuǎn)和重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本申請的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種具有較強(qiáng)的彈性變形能力，可通過調(diào)節(jié)產(chǎn)生需要的預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力，更適合動態(tài)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(jié)構(gòu)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。
[0015]本申請的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0016]提供了一種列管式換熱器管箱用隔膜墊，設(shè)置于管箱的端部與管箱的端蓋之間，該隔膜墊包括設(shè)于中間的彈性隔膜片和沿所述彈性隔膜片的外周側(cè)設(shè)置的密封邊環(huán)，其中，
[0017]所述彈性隔膜片朝向所述端蓋的一側(cè)的中部固定連接有定位調(diào)節(jié)裝置，所述定位調(diào)節(jié)裝置穿設(shè)所述端蓋并可頂進(jìn)或者拉伸以施加給所述彈性隔膜片一個預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力。
[0018]其中，所述定位調(diào)節(jié)裝置包括定位桿和調(diào)節(jié)螺母，所述定位桿穿設(shè)所述端蓋并通過配合的調(diào)節(jié)螺母的作用頂進(jìn)或者拉伸以施加給所述彈性隔膜片一個預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力。
[0019]其中，所述彈性隔膜片為單層薄壁結(jié)構(gòu)，或者兩層以上疊加的組合薄壁結(jié)構(gòu)。
[0020]其中，所述彈性隔膜片為平面隔膜片或者凸面隔膜片，所述凸面隔膜片包括錐面隔膜片和球面隔膜片。
[0021]其中，所述彈性隔膜片朝向所述端蓋的一側(cè)的外表面和/或所述彈性隔膜片朝向所述端部的一側(cè)的外表面為具有折線形的外表面。
[0022]其中，所述折線形的外表面包括波紋形的外表面、波齒形的外表面、梯齒形的外表面和連續(xù)螺旋線形的外表面中的任一種外表面。
[0023]其中，所述彈性隔膜片為厚薄不均且厚薄區(qū)域相互間隔設(shè)置或者光滑漸變設(shè)置的薄壁結(jié)構(gòu)。
[0024]其中，所述薄壁結(jié)構(gòu)為中間厚周邊薄的薄壁結(jié)構(gòu)或者中間薄周邊厚的薄壁結(jié)構(gòu)。
[0025]其中，所述薄壁結(jié)構(gòu)的厚薄區(qū)域之間傾斜過渡。
[0026]其中，所述彈性隔膜片分區(qū)設(shè)置。
[0027]本申請的有益效果:
[0028]本申請中的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊，設(shè)置于中間的彈性隔膜片朝向端蓋的一側(cè)的中部固定連接有定位調(diào)節(jié)裝置，該定位調(diào)節(jié)裝置穿設(shè)端蓋并可頂進(jìn)或者拉伸以施加給彈性隔膜片一個預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力。該隔膜墊具有較強(qiáng)的彈性變形能力，當(dāng)管箱的內(nèi)壓發(fā)生波動和熱膨脹時，能夠產(chǎn)生微量變形而不影響密封效果；同時該隔膜墊還可以通過定位調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生需要的預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力，更適合動態(tài)工況，此外，還可通過定位調(diào)節(jié)裝置預(yù)先將隔膜墊和端蓋組裝到一起，再與管箱的端部組裝，這樣可解決大直徑隔膜重量較重時的安裝困難的問題，而且還有利于隔膜對中管箱端部；除此之外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、組裝簡易、密封性能可靠、成本低、便于更換與維修，在實際生產(chǎn)作業(yè)中具有廣闊的實用性等的特點。
【附圖說明】
[0029]利用附圖對本申請作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本申請的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0030]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中列管式換熱器管箱用隔膜墊密封的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2是本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的一種實施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3是本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的一種實施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4是本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的一種實施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5是本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的一種實施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖6是本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的一種實施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖7是本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的一種實施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖8是本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的一種實施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]在圖1至圖8中包括有:
[0039]I一一緊固螺母、2—一管束、3—一管殼、4一一管箱、5—一管板、6—一隔膜墊、7--端蓋、8--緊固螺柱、9--端部、10--接管、
[0040]61一一密封邊環(huán)、62—一彈性隔膜片、
[0041]100--定位調(diào)節(jié)裝置、101--調(diào)節(jié)螺母、102--定位桿、103--角焊縫、
[0042]200--管箱分程隔板、
[0043]t、11、t2--隔膜厚度。
【具體實施方式】
[0044]結(jié)合以下實施例對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述。需要說明的是:圖3至圖8中省略定位調(diào)節(jié)裝置100為簡易畫法的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]實施例1。
[0046]本申請的一種列管式換熱器管箱用隔膜墊的【具體實施方式】之一，參考圖1所示，該隔膜墊6設(shè)置于管箱4的端部9與管箱4的端蓋7之間，該隔膜墊6包括設(shè)于中間的彈性隔膜片62和沿所述彈性隔膜片62的外周側(cè)設(shè)置的密封邊環(huán)61，上述技術(shù)特征與現(xiàn)有技術(shù)相同，本申請的改進(jìn)之處在于:參考圖2所示，所述彈性隔膜片62朝向所述端蓋7的一側(cè)的中部固定連接有定位調(diào)節(jié)裝置100，所述定位調(diào)節(jié)裝置100穿設(shè)所述端蓋7并通過頂進(jìn)或者拉伸以施加給所述彈性隔膜片62 —個預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力。用于抵消換熱器運(yùn)行時實際工況的反向變形和反向應(yīng)力，起到減輕結(jié)構(gòu)、延長管箱4壽命的作用。
[0047]該隔膜墊6具有較強(qiáng)的彈性變形能力，當(dāng)管箱4的內(nèi)壓發(fā)生波動和熱膨脹時，能夠產(chǎn)生微量變形而不影響密封效果；同時該隔膜墊6還可以通過定位調(diào)節(jié)裝置100產(chǎn)生需要的預(yù)變形和預(yù)應(yīng)力，用于抵消換熱器運(yùn)行時實際工況的反向變形和反向應(yīng)力，起到減輕結(jié)構(gòu)、延長管箱4壽命的作用，更適合動態(tài)工況，此外，還可通過定位調(diào)節(jié)裝置100預(yù)先將隔膜墊6和端蓋7組裝到一起，再與管箱4的端部9組裝，這樣可解決大直徑隔膜重量較重時的安裝困難的問題，而且還有利于隔膜對中管箱4端部9;除此之外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、組裝簡易、密封性能可靠、成本低、便于更換與維修，在實際生產(chǎn)作業(yè)中具有廣闊的實用性等的特點。
[0048]本申請的隔膜墊6的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于平焊法蘭、對焊法蘭、長頸法蘭、寬面法蘭、窄面法蘭、反向法蘭和圓筒形端部9、圓錐形端部9、凸緣、換熱器管箱、換熱器管板、盲蓋板等結(jié)構(gòu)。
[0049]實施例2。
[0050