一种空冷器矩形管箱可拆法兰卡箍紧固型密封结构制造技术

本实用新型专利技术一种空冷器矩形管箱可拆法兰卡箍紧固型密封结构，在矩形管箱敞口边沿设置矩形法兰，矩形法兰密封面由密封垫片密封连接，与矩形法兰相配的是C型槽卡箍条，由腹板和两侧翼板组成，两侧翼板内壁面至少一个为斜面，C型槽卡箍条扣合，矩形法兰与翼板斜面内壁面接触的面为斜面，矩形法兰或管箱盖/管板设有螺纹孔，C型槽卡箍条与螺纹孔对应处设有通孔，紧固螺栓穿过C型槽卡箍条通孔旋入矩形法兰或管箱盖/管板的螺纹孔，紧固螺栓紧固C型槽卡箍条与成对矩形法兰或单体矩形法兰与管箱盖/管板组合体。用卡箍结构自锁结构代替螺栓紧固法兰结构，制造的机械加工量小，组装的工作量小，制造成本低，装配效率高，组装要求低。组装要求低。组装要求低。

【技术实现步骤摘要】
一种空冷器矩形管箱可拆法兰卡箍紧固型密封结构


[0001]本专利技术涉及空气冷却热交换器的管箱矩形法兰密封及易于自动化批量制造领域。尤其是中低压力与温度场合的空冷器，采用本专利技术的密封结构，替代已有盖板、盖帽型管箱所使用矩形法兰螺栓紧固结构，或者替代丝堵管箱结构。

技术介绍

[0002]空冷器大量应用于炼油、化工、电力、冶炼、轻工等流程工业领域的流体物料冷却。空冷器管束管外空气与管内的流体错流间壁换热，由于空气比热容低，空冷器管束的换热面积大，空冷器管束需要的数量多。一般地，单片空冷器管束的长宽比已经标准化、系列化。空冷器的管箱结构已经定型化。空冷器产品的管箱常见结构有四种：丝堵型、盖帽型、盖板型、集合管型。丝堵管箱适用参数范围广，丝堵管箱结构，管头连接质量难以检测，维修困难，但是丝堵管箱结构紧凑，因此使用最多。盖板、盖帽式管箱结构，管头制造条件好、可检测、可维修，管头质量易保证，但是矩形法兰受力不好，密封易泄漏；螺栓数量多，组装工作量大。检修时，螺栓多抱死，无法正常拆除。由于管头制造条件好、质量保证好，因此在中低压场合有一定的应用空间。集合管结构主要用于高压场合，发挥集合管轴对称结构优势，管箱受力好，耗材少，但是换热管与管箱的连接部位需要留有焊接管头的作业空间，紧凑度降低。
[0003]开发一种密封性能好、密封可靠，制造、组装要求低，耗材少、用工少，组装难度低的空冷器管箱法兰密封结构，对保障空冷器管头制造质量安全，易于制造及使用是空冷器产品技术创新、产品创新的一个聚焦点。保证管头质量、密封可靠性、降低制造与维修成本、提高用户满意度是高水平产品创新开发的高质量新要求。譬如流程工业、电力行业的循环水冷却空冷器、石化行业中低压流体冷却，冷却负荷大，空冷器数量庞大，好的空冷管箱密封结构显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提出一种空冷器可拆管箱卡箍型密封结构及其组成件。
[0005]本技术的技术方案：一种空冷器矩形管箱可拆法兰卡箍紧固型密封结构，在矩形管箱敞口边沿设置矩形法兰，矩形法兰密封面由密封垫片密封连接，与矩形法兰相配的是C型槽卡箍条，C型槽卡箍条由腹板和两侧翼板组成，两侧翼板内壁面至少一个为斜面，C型槽卡箍条扣合在成对组合的矩形法兰外部，或C型槽卡箍条扣合在单体矩形法兰与管箱盖/管板组合体外部，矩形法兰与翼板斜面内壁面接触的面为斜面，形成自锁的接触压紧结构（斜度符合机械摩擦自锁角度），矩形法兰或管箱盖/管板侧面设有螺纹孔，C型槽卡箍条与螺纹孔对应处设有通孔，紧固螺栓穿过C型槽卡箍条通孔旋入矩形法兰或管箱盖/管板的螺纹孔，紧固螺栓紧固C型槽卡箍条与成对矩形法兰或单体矩形法兰与管箱盖/管板组合体。
[0006]所述C型槽卡箍条还设有螺纹孔，螺纹孔用于顶丝旋入，顶丝顶触拆卸矩形法兰或
管箱盖/管板而使C型槽卡箍条脱离矩形法兰。
[0007]所述C型槽卡箍条分为两种，一种是双斜面C型槽卡箍条，用于成对组合的矩形法兰，C型槽卡箍条与矩形法兰相接触的面均为斜度相对应的斜面；另一种是单斜面C型槽卡箍条，用于单体矩形法兰与管箱盖/管板组合体，C型槽卡箍条与矩形法兰相接触的面为斜度相对应的斜面，C型槽卡箍条与管箱盖/管板相接触的面为垂直面。
[0008]所述C型槽卡箍条的翼板与腹板相连部位圆弧过渡。
[0009]当矩形法兰周长较大时，由多段C型槽卡箍条组装，每段C型槽卡箍条之间留有预定的间距。
[0010]所述矩形管箱矩形法兰的一对长边内表面之间设有拉筋。
[0011]所述矩形法兰的长边与矩形管箱长壁板一体化翻边成型，横截面上矩形管箱长壁板与矩形法兰形成U型翻边或欧米伽Ω型翻边，矩形法兰的短边与矩形管箱端板一体化翻边制作后与长边连接为一体。
[0012]一对矩形法兰密封面之间、一片矩形法兰与管箱盖/管板密封面之间的垫片接触面的位置和宽度与C型槽卡箍条和矩形法兰的接触宽度向对应。适合采用耐油橡胶、聚四氟乙烯等材料的软垫片场合，密封垫片可以为全平面，采用柔性石墨复合垫等垫片系数和密封比压较高的垫片时，密封垫片接触宽度宜为窄面。
[0013]密封垫片的接触面位置应使得C型槽卡箍条与矩形法兰接触后，在密封垫片接触压紧的正交方向上，通过上紧紧固螺栓施加很小的力，应用力的三角放大效应将使得C型槽卡箍条压紧矩形法兰。当压紧力超过需要的预紧力水平后，矩形法兰密封面之间的密封垫片与矩形法兰密封面之间形成初始密封条件。工作时，矩形管箱内压力作用后，C型槽卡箍条与矩形法兰之间的卡紧力在平衡内压力后的剩余压紧力满足密封垫片密封所需的压紧力，密封实现。卡箍型密封结构中，密封垫片处于紧固力的正向作用之下，不会在矩形法兰中产生垫片反力与C型槽卡箍条压紧力的作用力矩。矩形法兰密封效果好，结构尺寸紧凑，所需紧固力小。
[0014]本技术的有益效果：使用C型槽卡箍条代替现有矩形法兰的螺栓紧固件，消除了垫片作用力的法兰力矩，预紧状态法兰力矩为零。密封垫片压紧均匀，密封可靠、稳定；矩形法兰径向结构紧凑，C型槽卡箍条压紧矩形法兰作用力中心线与内压作用中心线的距离（内压作用力臂）减小，操作状态下法兰力矩中内压力矩臂LD减小，内压力矩减小；作用在矩形法兰端面的内压力臂减小，矩形法兰端面力矩也减小；密封垫片作用力矩为零，与螺栓紧固结构相比，操作状态下矩形法兰总力矩减小约40%以上，由此，法兰厚度会减薄50%。本专利技术的密封结构保留了可拆管箱中管头连接作业条件好，管头质量可靠性和稳定性好的优点，减少了法兰材料消耗，减小了法兰的机械加工量、焊接工作量，降低了管箱的制造装配和检修工作难度，提高空冷器管束管箱的装配效率和工作质量。对于中低压场合的大批量空冷器，本专利技术的法兰框可与管箱壁板一体化采用钢板，可批量自动化制造，C型槽卡箍条也实现批量化制造，机械加工量很少，组装的工作量小，这将大幅度提高制造效率、质量稳定性，降低质量控制成本。
附图说明
[0015]图1为本专利技术成对矩形法兰组合状态与分解状态（左）、单体矩形法兰与管箱盖/管
板组合状态与分解状态示意图（右）；
[0016]图2为本专利技术成对矩形法兰组合状态断面图（左图）、单体矩形法兰与管箱盖/管板组合状态断面图（右图）；
[0017]图3为本专利技术矩形法兰螺纹孔处的断面图（左图）、矩形法兰圆弧过渡断面图（右图）；
[0018]图4为本专利技术双斜面C型槽卡箍条形状与断面图（左图）、单斜面C型槽卡箍条形状与断面图（右图）；图中以虚线指示断面位置；
[0019]图5为本专利技术规则矩形管箱拉筋位置与结构图（左图）、类矩形管箱拉筋位置与结构图（右图）；
[0020]图6为本专利技术矩形管箱组成部分一体化制作U型翻边断面图（左图）、欧米伽翻边断面图（右图）；
[0021]图7为本专利技术力矩计算指示图（左图）、现有技术螺栓紧固法兰力矩计算指示图（右图）；
[0022]图中：1
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矩形管箱、2
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密封垫片、3
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双斜面C型槽卡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空冷器矩形管箱可拆法兰卡箍紧固型密封结构，其特征在于：在矩形管箱敞口边沿设置矩形法兰（8），矩形法兰密封面由密封垫片（2）密封连接，与矩形法兰（8）相配的是C型槽卡箍条，C型槽卡箍条由腹板和两侧翼板组成，两侧翼板内壁面至少一个为斜面，C型槽卡箍条扣合在成对组合的矩形法兰（8）外部，或C型槽卡箍条扣合在单体矩形法兰（8）与管箱盖/管板（4）组合体外部，矩形法兰（8）与翼板斜面内壁面接触的面为斜面，形成自锁的接触压紧结构，矩形法兰（8）或管箱盖/管板（4）侧面设有螺纹孔，C型槽卡箍条与螺纹孔对应处设有通孔，紧固螺栓（6）穿过C型槽卡箍条通孔旋入矩形法兰（8）或管箱盖/管板（4）的螺纹孔，紧固螺栓（6）紧固C型槽卡箍条与成对矩形法兰（8）或单体矩形法兰（8）与管箱盖/管板（4）组合体。2.根据权利要求1所述的空冷器矩形管箱可拆法兰卡箍紧固型密封结构，其特征在于：C型槽卡箍条腹板设有螺纹孔，螺纹孔用于顶丝（7）旋入，顶丝（7）顶触拆卸矩形法兰（8）或管箱盖/管板（4）而使C型槽卡箍条脱离矩形法兰（8）。3.根据权利要求1所述的空冷器矩形管箱可拆法兰卡箍紧固型密封结构，其特征在于：C型槽卡箍条分为两种，一种是...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹建东，张玉福，苏厚德，杨春天，朱宏雷，马金伟，何义明，赵明明，宋启祥，薛小强，赵昕，余建永，
申请(专利权)人：上海蓝滨石化设备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：