CN109990095A - 一种浮头式换热器管束壳程试压工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮头式换热器管束壳程试压工装，包括填料涵填料压圈和O形橡胶密封圈；填料涵的一侧与浮头式换热器的外头盖侧法兰密封连接，活动管板设置在填料涵的填料涵筒节内，填料压圈包括填料压圈筒节，填料压圈筒节位于填料涵筒节内的一端抵靠于活动管板密封面，填料压圈筒节的另一端与填料涵法兰连接。本发明在换热器壳程与活动管板的密封是采用填料压圈压紧活动管板密封面的型式，通过控制填料涵筒节及填料压圈筒节的长度，就能满足活动管板伸出换热器筒体不同长度的需要，加强了试压工装的通用性强。第一密封圈、第二密封圈，使密封元件具有互换性，且可重复使用，使用成本低，安装使用方便简易。
Description
技术领域
本发明是化工企业用于浮头式换热器管束制作和检修过程中壳程试压检查换热器管束是否泄露的工装，具体涉及一种浮头式换热器管束壳程试压工装。
背景技术
传统试压工装通用性差，同一公称通径、同一设计压力的不同换热器因换热器管束伸出换热器壳体的长度不同，传统试压工装不能互换；传统试压工装辅件多，安装使用不方便，对工人操作技能要求较高；传统试压工装密封件不通用，不能重复使用，使用成本高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种浮头式换热器管束壳程试压工装，安装使用方便、密封效果好、密封件耗材成本低、具有通用性的装置，以克服背景技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种浮头式换热器管束壳程试压工装，包括填料涵和填料压圈；
填料涵的一侧与浮头式换热器的外头盖侧法兰密封连接，活动管板设置在填料涵的填料涵筒节内，填料压圈包括填料压圈筒节，填料压圈筒节位于填料涵筒节内的一端抵靠于活动管板密封面，填料压圈筒节的另一端与填料涵法兰连接；填料涵筒节的两端分别设有第一填料涵法兰和第二填料涵法兰，第一填料涵法兰的尺寸与浮头式换热器的外头盖侧法兰的尺寸相匹配，通过螺栓连接。
较佳地，第一填料涵法兰和外头盖侧法兰之间设有第一密封结构。
较佳地，第一密封结构包括开设在第一填料涵法兰的环形凹槽，环形凹槽内设有第一密封圈，第一密封圈为O形橡胶密封圈。
较佳地，填料压圈筒节外壁与填料涵筒节内壁相配合。
较佳地，填料压圈筒节位于填料涵筒节之外的一端设有填料压圈法兰，填料压圈法兰与第二填料涵法兰的尺寸相匹配，通过螺栓连接。
较佳地，填料压圈筒节与活动管板密封面之间设有第二密封结构，第二密封结构包括设置在填料压圈筒节抵靠于活动管板密封面的一端的外坡口，和外坡口与活动管板之间的第二密封圈，第二密封圈为O形橡胶密封圈。
较佳地，外坡口的度数范围为13°至18°。
较佳地，第一密封圈和第二密封圈均采用直径为φ20的O形橡胶密封圈。
本发明的有益效果在于：本发明在换热器壳程与活动管板的密封是采用填料压圈压紧活动管板密封面的型式，通过控制填料涵筒节及填料压圈筒节的长度，就能满足活动管板伸出换热器筒体不同长度的需要，加强了试压工装的通用性强。外头盖侧法兰与第一填料涵法兰连接处密封借用O形橡胶密封圈密封，在法兰的结合面开凹槽安装O形橡胶密封圈，能承受最大压力可达到100MPa，密封效果好，密封面压紧后，在打压过程中基本上无需再反复紧固，省力省时。本发明采用的第一密封圈、第二密封圈均为O形橡胶密封圈，均采用相同直径橡胶园条根据密封面直径进行剪裁，使密封元件具有互换性，可重复使用，使用成本低。本工装全部采用螺栓、螺母紧固，结构紧凑，安装使用方便简易。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图，
图2为图1A处的放大图，
图3为本发明实施例填料涵的结构示意图，
图4为图3B处的放大图，
图5为本发明实施例填料压圈的结构示意图，
图6为图5C处的放大图。
图中：1-换热器筒体，2-外头盖侧法兰，3-第一填料涵法兰，4-第一密封圈，5-第二填料涵法兰，6-填料压圈法兰，7-填料压圈筒节，8-第二密封圈，9-活动管板，10-压圈10，11-固定管板，12-垫片，13-换热管，14-管箱侧法兰，15-填料涵筒节，16-凹槽，17-外坡口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
一种浮头式换热器管束壳程试压工装，包括填料涵、填料压圈和O形橡胶密封圈；
填料涵的一侧与浮头式换热器的外头盖侧法兰密封连接，活动管板9设置在填料涵的填料涵筒节15内，填料压圈包括填料压圈筒节7，填料压圈筒节7位于填料涵筒节15内的一端抵靠于活动管板9密封面，填料压圈筒节7的另一端与填料涵连接。
填料涵筒节15的两端分别设有第一填料涵法兰3和第二填料涵法兰5，第一填料涵法兰3的尺寸与浮头式换热器的外头盖侧法兰2的尺寸相匹配，通过螺栓连接。
第一填料涵法兰3和外头盖侧法兰2之间设有第一密封结构；第一密封结构包括开设在第一填料涵法兰3的环形凹槽16，环形凹槽16内设有第一密封圈4，填料压圈筒节7外壁与填料涵筒节15内壁相配合，填料压圈筒节7位于填料涵筒节15之外的一端设有填料压圈法兰6，填料压圈法兰6与第二填料涵法兰5的尺寸相匹配，通过螺栓连接。
填料压圈筒节7与活动管板9之间设有第二密封结构，第二密封结构包括设置在填料压圈筒节7抵靠于活动管板9的一端的外坡口17，和外坡口17与活动管板9之间的第二密封圈8，外坡口17的度数范围为13°至18°，本实施例优选为15°。
图1为本发明浮头式换热器管束壳程试压工装现场使用安装图。
固定管板11+换热管13+活动管板9构成浮头式换热器管束，浮头式换热器管束制作和检修过程中壳程试压检漏时在固定管板11一侧仍然采用原来压圈10+垫片12+螺栓、螺母紧固的结构型式，压圈10和换热器筒体的管箱侧法兰14通过螺栓螺母连接，仅在活动管板9侧使用本新型工装。
本实施例结构包括填料涵(填料涵结构见图3)、填料压圈(填料压圈结构见图5)和第一密封圈4、第二密封圈8。
填料涵结构如图3所示，由第一填料涵法兰3、填料涵筒节、第二填料涵法兰5组焊而成。第一填料涵法兰3上开有凹槽16安装第一密封圈4，第一填料涵法兰3与外头盖侧法兰2用螺栓、螺母紧固，压紧第一密封圈4形成密封。第一填料涵法兰3采用NB/T47022乙型平焊法兰的结构型式，第二填料涵法兰5采用板式平焊法兰的结构型式，第一填料涵法兰3、第二填料涵法兰5用钢板制作而成，制作成本低。填料涵筒节厚度按设计压力进行设计，填料涵筒节的长度根据长期对换热器管束现场测量的活动管板9伸出换热器筒体1最大长度确定。填料涵筒节采用钢板卷制而成。考虑到填料涵筒节在卷板、焊接制作中存在不圆度，为更好的控制活动管板9与填料涵筒节间的间隙以实现良好的密封效果，填料涵在组焊成形后对填料涵筒节内孔进行车削加工。
填料压圈结构如图5所示，由填料压圈法兰6与填料压圈筒节7组焊而成，填料压圈法兰6采用板式平焊法兰的结构型式,填料压圈筒节7的厚度根据活动管板9止口与填料涵筒节内孔的间隙确定为16mm，填料压圈筒节7端部端面倒15°的外坡口17，利用坡口17的斜面将第二密封圈8压紧活动管板9与填料涵筒节间的间隙。填料涵筒节的长度根据长期对换热器管束现场测量的活动管板9伸出换热器筒体1最小长度确定。
第一填料涵法兰3按照换热器壳体的设计压力和公称通径进行设计，以保证第一填料涵法兰3与外头盖侧法兰2的配套连接。第二填料涵法兰5和填料压圈法兰6的设计尺寸是一致的，以保证填料涵和填料压圈的配套连接。对于常用同一公称通径、不同设计压力(指我们通常使用的设计压力1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa)的试压工装，第二填料涵法兰5和填料压圈法兰6可以统一按2.5MPa设计，这样同一公称通径、不同设计压力试压工装的填料压圈可以实现互换，而且方便制造。
第一密封圈4、第二密封圈8使用橡胶园条根据密封面的直径进行剪裁，接口处剪成10°—15°的斜角直接搭接或是用胶粘接，或是用四氟胶带缠绕固定。通过第一密封圈4、第二密封圈8的密封，在换热器壳程形成一个密闭腔体，就可以进行壳程打压。
换热器壳程与活动管板9的密封是采用填料压圈压紧活动管板9密封面的型式，通过控制填料涵筒节及填料压圈筒节7的长度，就能满足活动管板9伸出换热器筒体1不同长度的需要。这样同一公称通径、同一压力级别的换热器只要一套工装就能完成试压，同时将常用压力1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa的同一公称通径的试压工装的第二填料涵法兰5及填料压圈法兰6设计成一种规格，使同一公称通径、不同压力级别的试压工装的填料压圈可以互换，加强了试压工装的通用性。另一方面，外头盖侧法兰2与第一填料涵法兰3连接处密封借用O形橡胶密封圈密封原理，采用结合面开适当的沟槽安装O形橡胶密封圈的型式能承受最大压力可达到100MPa，密封效果好，密封面压紧后，在打压过程中基本上无需再反复紧固，省力省时。密封件第一密封圈4、第二密封圈8统一采用相同直径橡胶园条根据密封面直径进行剪裁，使密封元件具有互换性，且可重复使用，使用成本低。再则，本工装全部采用螺栓、螺母紧固，结构紧凑，安装使用方便简易。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：包括填料涵和填料压圈；
所述填料涵的一侧与所述浮头式换热器的外头盖侧法兰密封连接，所述活动管板(9)设置在所述填料涵的填料涵筒节(15)内，所述填料压圈包括填料压圈筒节(7)，所述填料压圈筒节(7)位于所述填料涵筒节(15)内的一端抵靠于所述活动管板(9)密封面，所述填料压圈筒节(7)的另一端与所述填料涵法兰连接。
2.根据权利要求1所述的一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：所述填料涵筒节(15)的两端分别设有第一填料涵法兰(3)和第二填料涵法兰(5)，所述第一填料涵法兰(3)的尺寸与所述浮头式换热器的外头盖侧法兰的尺寸相匹配，通过螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：所述第一填料涵法兰(3)和所述外头盖侧法兰之间设有第一密封结构。
4.根据权利要求3所述的一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：所述第一密封结构包括开设在所述第一填料涵法兰(3)的环形凹槽(16)，所述环形凹槽(16)内设有第一密封圈(4)，所述第一密封圈(4)包括O形橡胶密封圈。
5.根据权利要求2所述的一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：所述填料压圈筒节(7)外壁与所述填料涵筒节(15)内壁相配合。
6.根据权利要求2所述的一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：所述填料压圈筒节(7)位于所述填料涵筒节(15)之外的一端设有填料压圈法兰(6)，所述填料压圈法兰(6)与所述第二填料涵法兰(5)的尺寸相匹配，通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：所述填料压圈筒节(7)与所述活动管板(9)密封面之间设有第二密封结构，所述第二密封结构包括设置在所述填料压圈筒节(7)抵靠于所述活动管板(9)的一端的外坡口(17)，和所述外坡口(17)与所述活动管板(9)之间的第二密封圈(8)，所述第二密封圈(8)包括O形橡胶密封圈。
8.根据权利要求7所述的一种浮头式换热器管束壳程试压工装，其特征在于：所述外坡口(17)的度数范围为13°至18°。
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