CN216954152U - 一种管板精准定位的碳化硅换热器 - Google Patents

Abstract

一种管板精准定位的碳化硅换热器，属于管板换热器技术领域。管板（5）包括外管板（20）以及内管板（11），内管板（11）设置在外管板（20）与换热管（10）之间，各外管板（20）和内管板（11）与换热器主体之间均设置有定位装置，且定位装置环绕换热器主体设置有若干个，换热管（10）的端部依次穿过内管板（11）和外管板（20）后与换热器主体端部的腔室连通，换热管（10）与内管板（11）之间设置有内密封组件，换热管（10）与外管板（20）之间设置有外密封组件。本实用新型能够保证内管板和外管板之间定位准确，换热管安装方便，即使内密封组件或外密封组件之间发生泄漏，也不会导致管程与壳程内的流体相互污染。

Description

一种管板精准定位的碳化硅换热器

技术领域

一种管板精准定位的碳化硅换热器，属于管板换热器技术领域。

背景技术

管板换热器是使两种温度不同的流体进行热量交换的一种典型换热设备。通过这种设备，可使一种流体降温另一种流体升温，以满足各自的需要。该设备在化工、石油、制药、能源等工业部门应用相当广泛，是化工生产中不可缺少的重要设备之一。管板换热器的换热管内组成的流体通道称为管程，换热管外组成的流体通道称为壳程。

管板换热器的换热管的端部安装在管板上，换热管与管板之间需要密封连接。现有的管板换热器的换热管与管板之间是通过螺塞与密封圈实现密封的，螺塞与管板之间相连，换热管的端部伸入到螺塞内，换热管与管板之间设置有密封圈，密封圈通常会设置若干个，每相邻的密封圈之间设置垫圈，螺塞压紧密封圈，从而实现了换热管与管板之间的密封。但是由于密封圈和螺塞受热会发生膨胀，因此目前在螺塞与密封圈之间预留间隙，以消除密封圈和螺塞受热膨胀的影响，但是由于预留间隙的存在，会出现密封圈倾斜的情况，密封圈倾斜后会导致管板和换热管之间出现间隙，管程和壳程内的流体介质会受到污染。现有的管板换热器在使用过程中，即使管板与换热管之间发生泄漏，工作人员也难以发现。

此外，现有的管板换热器两端的管板是通过螺栓粗定位的，这导致两端的管板上用于安装换热管的安装孔难以保证正对，导致换热管难以安装。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够保证内管板和外管板均与换热器主体定位准确，方便换热管的安装，且换热管与管板之间密封效果好的管板精准定位的碳化硅换热器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该管板精准定位的碳化硅换热器，包括换热器主体以及设置在换热器主体内的管板和换热管，其特征在于：还包括设置在管板与换热器主体之间的定位装置，其中所述的管板包括外管板以及内管板，内管板设置在外管板与换热管之间，各外管板和内管板与换热器主体之间均设置有定位装置，且定位装置环绕换热器主体设置有若干个，换热管的端部依次穿过内管板和外管板后与换热器主体端部的腔室连通，换热管与内管板之间设置有内密封组件，换热管与外管板之间设置有外密封组件。

优选的，所述的定位装置环绕换热器主体间隔均布有四个。定位装置环绕换热器主体间隔均布有四个，能够保证内管板和外管板与换热器主体之间定位精确。

优选的，所述的定位装置包括设置在外管板和内管板上的管板定位孔、设置在换热器主体上的法兰定位孔以及定位销，定位销的一端的直径大于另一端的直径，并在定位销的大端形成支撑部，定位销的小端依次穿过外管板和内管板上的管板定位孔以及法兰定位孔后，螺纹连接有紧固螺母。定位销通过管板定位孔和法兰定位孔对内管板、外管板和换热器主体进行定位，保证内管板和外管板之间定位可靠。

优选的，所述的内密封组件包括设置在换热管与内管板之间的内O型密封圈，内O型密封圈沿换热管并排设置有若干个，每相邻的两内O型密封圈之间均设置有内垫圈；

所述的外密封组件包括设置在换热管与外管板之间的外O型密封圈，外O型密封圈沿换热管并排设置有若干个，每相邻的两外O型密封圈之间均设置有外垫圈。内O型密封圈沿换热管并排设置有若干个，从而在内管板与换热管之间形成多层密封，每相邻的两内O型密封圈之间均设置有内垫圈，使各内O型密封圈形成独立的密封，保证对内管板与换热管之间的密封效果好。外O型密封圈沿换热管并排设置有若干个，从而在外管板与换热管之间形成多层密封，每相邻的两外O型密封圈之间均设置有外垫圈，使各外O型密封圈形成独立的密封，保证对外管板与换热管之间的密封效果好，还能够保证内O型密封圈和外O型密封圈与换热管同轴，避免内O型密封圈和外O型密封圈倾斜而发生泄漏。

优选的，所述的内管板和外管板之间间隔设置，并在内管板和外管板之间形成滴液腔。在内管板和外管板之间形成滴液腔，如果内密封组件或外密封组件发生泄漏，泄漏处的流体会进入到内管板与外管板之间的滴液腔内，方便工作人员观察内密封组件或外密封组件是否泄漏，从而能够对内密封组件和外密封组件及时的维修，使本碳化硅换热器管板的密封结构使用更加方便。

优选的，还包括隔离环，隔离环套设在换热管外，隔离环设置在内密封组件和外密封组件之间，隔离环的一端伸至内管板内，另一端伸至外管板内，隔离环上设置有滴液孔，滴液孔将隔离环内腔与滴液腔连通。隔离环能够对内密封组件和外密封组件起到隔离的效果，使内密封组件和外密封组件相互独立，滴液孔能够保证泄漏后的流体进入到滴液腔内，方便对漏液进行检测。

优选的，还包括螺塞，螺塞上设置有供流体通过的流道，螺塞设置在外管板远离内管板的一侧，螺塞与外管板相连，换热管的端部伸入到螺塞的流道内，螺塞上设置有弹性缓冲部，弹性缓冲部压紧外密封组件。螺塞压紧外密封组件，并通过外密封组件压紧内密封组件，保证外密封组件和内密封组件的密封效果好，弹性缓冲部能够在外密封组件和内密封组件受热膨胀时起到缓冲效果，且能够使内密封组件和外密封组件始终维持一定的预紧力。

优选的，所述的弹性缓冲部为设置在螺塞上的波纹管，波纹管的外径小于螺塞的外径。弹性缓冲部为波纹管，既能够提供一定的预紧力，又允许发生形变。

优选的，还包括橡胶密封圈，橡胶密封圈设置在内管板和外管板之间，并使内管板和外管板间隔设置，内管板上设置有检测孔，检测孔的内端与滴液腔的底部相连通。橡胶密封圈能够对外管板和内管板之间密封，检测孔与滴液腔相连通，使滴漏的流体都汇集到检测孔处，保证检测更加准确，且能够避免外部液体带来的干扰。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

本管板精准定位的碳化硅换热器的内管板和外管板与换热器主体之间设置有定位装置，既能够保证换热器主体同一端的内管板和外管板之间定位准确，使内管板和外管板上用于安装换热管的安装孔正对，又能够保证换热器主体两端的内管板和外管板同轴，保证换热管安装方便，内管板与换热管之间设置有内密封组件，外管板与换热管之间设置有外密封组件，即使内密封组件或外密封组件之间发生泄漏，泄漏的液体也会进入到内管板与外管板之间，也不会导致管程与壳程内的流体相互污染。

附图说明

图1为管板精准定位的碳化硅换热器的主视剖视示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为外管板的主视示意图。

图4为外管板、内管板与换热管连接的主视剖视示意图。

图5为图4中B处的局部放大图。

图6为图4中C处的局部放大图。

图7为螺塞的主视剖视示意图。

图8为图7中D处的局部放大图。

图中：1、壳程筒体 2、端盖 3、端盖法兰 4、壳程法兰 401、法兰定位孔 5、管板 6、定位耳 601、管板定位孔 7、定位销 8、紧固螺母 9、PFA层 901、燕尾台 10、换热管 11、内管板 1101、检测孔 1102、内安装孔 12、滴液腔 13、橡胶密封圈 14、螺塞 1401、波纹管 1402、连接腔 1403、连接部 15、外O型密封圈 16、外垫圈 17、隔离环 1701、滴液孔 18、内O型密封圈 19、内垫圈 20、外管板 2001、安装部 2002、密封部。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本实用新型的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

图1~8是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~8对本实用新型做进一步说明。

一种管板精准定位的碳化硅换热器，包括换热器主体以及设置在换热器主体内的管板5和换热管10，还包括设置在管板5与换热器主体之间的定位装置，其中管板5包括外管板20以及内管板11，内管板11设置在外管板20与换热管10之间，各外管板20和内管板11与换热器主体之间均设置有定位装置，且定位装置环绕换热器主体设置有若干个，换热管10的端部依次穿过内管板11和外管板20后与换热器主体端部的腔室连通，换热管10与内管板11之间设置有内密封组件，换热管10与外管板20之间设置有外密封组件。本管板精准定位的碳化硅换热器的内管板11和外管板20与换热器主体之间设置有定位装置，既能够保证换热器主体同一端的内管板11和外管板20之间定位准确，使内管板11和外管板20上用于安装换热管10的安装孔正对，又能够保证换热器主体两端的内管板11和外管板20同轴，保证换热管10安装方便，内管板11与换热管10之间设置有内密封组件，外管板20与换热管10之间设置有外密封组件，即使内密封组件或外密封组件之间发生泄漏，泄漏的液体也会进入到内管板11与外管板20之间，也不会导致管程与壳程内的流体相互污染。

具体的：如图1~3所示：换热器主体包括端盖2以及壳程筒体1，壳程筒体1为两端均敞口的圆筒状，壳程筒体1的两端均设置有壳程法兰4，各端盖2上均设置有端盖法兰3，各壳程法兰4与对应侧的端盖法兰3通过螺栓可拆卸的连接，并将壳程筒体1与端盖2连接为一个整体。在壳程筒体1的内壁均设置有搪玻璃瓷层。

在壳程筒体1的两端与对应侧的端盖2之间均设置有管板5，壳程筒体1内设置有若干换热管10，换热管10的两端分别安装在对应侧的管板5上，且换热管10的两端分别与对应侧的端盖2的内腔相连通。

在本实施例中，各管板5均包括外管板20以及内管板11，其中内管板11设置在外管板20与壳程筒体1之间，即内管板11设置在外管板20与换热管10之间。

各外管板20、内管板11与壳程法兰4之间均设置有定位装置，定位装置环绕壳程筒体1间隔设置有若干个，在本实施例中，定位装置环绕壳程筒体1间隔均布有四个。

定位装置包括设置在外管板20和内管板11上的管板定位孔601、设置在壳程法兰4上的法兰定位孔401以及定位销7，外管板20和内管板11的侧部均焊接有定位耳6，各定位耳6上均设置有管板定位孔601，内管板11上的管板定位孔601、外管板20上的管板定位孔601以及壳程法兰4上的法兰定位孔401一一对应，且内管板11上的管板定位孔601、外管板20上的管板定位孔601以及壳程法兰4上的法兰定位孔401正对设置，定位销7的一端的直径大于另一端的直径，并在定位销7的大端形成支撑部，定位销7的小端依次穿过外管板20上的管板定位孔601、内管板11上的管板定位孔601以及法兰定位孔401后螺纹连接紧固螺母8，从而实现了定位销7的紧固，进而实现了外管板20、内管板11与壳程筒体1的定位。

如图4~5所示：内管板11上设置有内安装孔1102，外管板20上设置有与内安装孔1102相对应的外安装孔，换热管10的端部穿过内安装孔1102后伸入到外安装孔内，内管板11与换热管10之间设置有内密封组件，外管板20与换热管10之间设置有外密封组件，内管板11与外管板20间隔设置，并在内管板11和外管板20之间形成滴液腔12。换热管10与外管板20之间设置有外密封组件，换热管10与内管板11之间设置有内密封组件，形成了双层密封，避免管程与壳程内的液体相互污染，且如果内密封组件或外密封组件发生泄漏，泄漏处的流体会进入到内管板11与外管板20之间的滴液腔12内，方便工作人员观察内密封组件或外密封组件是否泄漏，从而能够对内密封组件和外密封组件及时的维修，使本碳化硅换热器管板的密封结构实用更加。

内管板11和外管板20均为圆盘，内管板11和外管板20设置在碳化硅换热器的端盖2与壳程筒体1之间，内管板11设置在外管板20与壳程筒体1之间。内管板11和外管板20均为不锈钢材质或碳钢材质，且外管板20的两端面以及外安装孔内壁均模压有PFA层9。

在本实施例中，外管板20的两个端面上均设置有燕尾槽，燕尾槽为与外管板20同轴设置的环形，且外管板20的每个端面上均同心设置有两个燕尾槽。PFA层9靠近外管板20的一侧设置有与燕尾槽相配合的燕尾台901，燕尾台901设置在PFA层9的边缘，PFA层9的燕尾台901嵌入对应的燕尾槽内，保证PFA层9与外管板20之间结合更加牢固。

在内管板11和外管板20之间设置有橡胶密封圈13，橡胶密封圈13设置在内管板11和外管板20之间，且橡胶密封圈13设置在内管板11的外沿，换热管10的端部位于橡胶密封圈13内，使内管板11和外管板20间隔设置，并在内管板11和外管板20之间形成滴液腔12。换热管10为碳化硅换热管。

在内管板11上设置有检测孔1101，检测孔1101沿内管板11的径向设置，内管板11的顶部和底部均设置有检测孔1101，底部的检测孔1101的外端设置在内管板11的底部，顶部的检测孔1101的外端设置在内管板11的顶部，各检测孔1101的内端均向靠近滴液腔12的方向弯折，并与滴液腔12的对应侧连通。

如图6~8所示：本碳化硅换热器管板的密封结构还包括螺塞14以及隔离环17，隔离环17套设在换热管10外，隔离环17设置在内密封组件和外密封组件之间，隔离环17的一端伸入到内安装孔1102内，另一端伸入到外安装孔内，使内密封组件位于内安装孔1102内，外密封组件位于外安装孔内。螺塞14设置在外管板20远离内管板11的一侧，螺塞14上设置有供流体通过的流道，螺塞14的端部伸入到外安装孔内，并与外安装孔螺纹连接，螺塞14的端部设置有弹性缓冲部，弹性缓冲部压紧外密封组件，外密封组件通过隔离环17压紧内密封组件，保证内密封组件和外密封组件的密封效果好。

隔离环17的中部设置有径向的滴液孔1701，滴液孔1701与滴液腔12正对设置，并将隔离环17内腔与滴液腔12连通，从而使内密封组件或外密封组件泄漏的液体进入到滴液腔12内。滴液孔1701环绕隔离环17间隔设置有若干个。

内密封组件包括内O型密封圈18以及内垫圈19，内O型密封圈18和内垫圈19均设置在内安装孔1102内，内安装孔1102为阶梯孔，且内安装孔1102靠近外管板20的一端的直径大于另一端直径，内O型密封圈18和内垫圈19均套设在换热管10外，内垫圈19设置在内O型密封圈18与内安装孔1102的肩部之间。隔离环17靠近内O型密封圈18的一端压紧内O型密封圈18。

内O型密封圈18并排设置有若干个，每相邻的两内O型密封圈18之间均设置有内垫圈19。在本实施例中，内O型密封圈18并排且间隔设置有两个。

外密封组件包括外O型密封圈15以及外垫圈16，外安装孔靠近内管板11的一侧的直径小于另一端的直径，并在外安装孔靠近内管板11的一端形成密封部2002，在外安装孔的另一端形成安装部2001。外O型密封圈15和外垫圈16均设置在密封部2002内，外O型密封圈15和外垫圈16之间均套设在换热管10外，外垫圈16设置在外O型密封圈15与隔离环17之间，螺塞14与安装部2001相连，螺塞14的弹性缓冲部压紧外O型密封圈15，进而通过隔离环17压紧内O型密封圈18。

外O型密封圈15并排设置有若干个，每相邻的两外O型密封圈15之间均设置有外垫圈16。 在本实施例中，外O型密封圈15并排且间隔设置有两个。

螺塞14为聚四氟材质，螺塞14的外壁设置有螺纹，形成连接部1403，弹性缓冲部为设置在螺塞14端部的波纹管1401，波纹管1401的直径小于连接部1403的直径。环绕安装部2001内壁设置有螺纹，螺塞14的波纹管1401穿过安装部2001后伸入到密封部2002内，并压紧外O型密封圈15，螺塞14的连接部1403与安装部2001螺纹连接。

螺塞14内设置有供液体通过的流道，流道靠近内管板11的一端的直径大于另一端的直径，并在流道靠近内管板11的一端形成连接腔1402，换热管10的端部伸入到连接腔1402内。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种管板精准定位的碳化硅换热器，包括换热器主体以及设置在换热器主体内的管板（5）和换热管（10），其特征在于：还包括设置在管板（5）与换热器主体之间的定位装置，其中所述的管板（5）包括外管板（20）以及内管板（11），内管板（11）设置在外管板（20）与换热管（10）之间，各外管板（20）和内管板（11）与换热器主体之间均设置有定位装置，且定位装置环绕换热器主体设置有若干个，换热管（10）的端部依次穿过内管板（11）和外管板（20）后与换热器主体端部的腔室连通，换热管（10）与内管板（11）之间设置有内密封组件，换热管（10）与外管板（20）之间设置有外密封组件。

2.根据权利要求1所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：所述的定位装置环绕换热器主体间隔均布有四个。

3.根据权利要求1或2所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：所述的定位装置包括设置在外管板（20）和内管板（11）上的管板定位孔（601）、设置在换热器主体上的法兰定位孔（401）以及定位销（7），定位销（7）的一端的直径大于另一端的直径，并在定位销（7）的大端形成支撑部，定位销（7）的小端依次穿过外管板（20）和内管板（11）上的管板定位孔（601）以及法兰定位孔（401）后，螺纹连接有紧固螺母（8）。

4.根据权利要求1所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：所述的内密封组件包括设置在换热管（10）与内管板（11）之间的内O型密封圈（18），内O型密封圈（18）沿换热管（10）并排设置有若干个，每相邻的两内O型密封圈（18）之间均设置有内垫圈（19）；

所述的外密封组件包括设置在换热管（10）与外管板（20）之间的外O型密封圈（15），外O型密封圈（15）沿换热管（10）并排设置有若干个，每相邻的两外O型密封圈（15）之间均设置有外垫圈（16）。

5.根据权利要求1所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：所述的内管板（11）和外管板（20）之间间隔设置，并在内管板（11）和外管板（20）之间形成滴液腔（12）。

6.根据权利要求5所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：还包括隔离环（17），隔离环（17）套设在换热管（10）外，隔离环（17）设置在内密封组件和外密封组件之间，隔离环（17）的一端伸至内管板（11）内，另一端伸至外管板（20）内，隔离环（17）上设置有滴液孔（1701），滴液孔（1701）将隔离环（17）内腔与滴液腔（12）连通。

7.根据权利要求1或6所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：还包括螺塞（14），螺塞（14）上设置有供流体通过的流道，螺塞（14）设置在外管板（20）远离内管板（11）的一侧，螺塞（14）与外管板（20）相连，换热管（10）的端部伸入到螺塞（14）的流道内，螺塞（14）上设置有弹性缓冲部，弹性缓冲部压紧外密封组件。

8.根据权利要求7所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：所述的弹性缓冲部为设置在螺塞（14）上的波纹管（1401），波纹管（1401）的外径小于螺塞（14）的外径。

9.根据权利要求5所述的管板精准定位的碳化硅换热器，其特征在于：还包括橡胶密封圈（13），橡胶密封圈（13）设置在内管板（11）和外管板（20）之间，并使内管板（11）和外管板（20）间隔设置，内管板（11）上设置有检测孔（1101），检测孔（1101）的内端与滴液腔（12）的底部相连通。

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