专利名称：换热管同步涨缩机械密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空气加热器上的密封装置，尤其是涉及一种用于密封换热器上的高温换热管的换热管同步涨缩机械密封装置。
背景技术：
在空气使用前对其进行加热以获得高温空气在工业生产中是一种常用的手段，如象在炭黑生产中的使用的高温空气，就需要通过对空气进行炉前予加热以获得高温的入炉空气。当前对空气进行加热的空气高温加热器多数采用管式换热管的方式对空气进行加热，即采用将多根换热管依次排列的固定于管板上，然后将其设于加热壳体内，在换热管内通以高温的烟火，而空气则穿过换热管外侧并通过换热管的管壁与换热管内高温的烟火进行热交换，以获得高温的热空气。为了获得温度比较高的高温空气，以适应于生产，如象在炭黑的生产中，入炉的空气温度越高，炭黑的收量和质量也就越高，因而，需要换热管内烟火的温度相当的高，这样换热管受热膨胀或伸缩变形的程度也就非常的大，并且，由于换热管内烟火通过量的不同以及换热管外空气流量的不同，各换热管受热膨胀伸长的程度也不相同。但是，在加热器的使用中，换热管的两端是固定于管板上的，因此，就会因为换热管膨胀或伸缩变形与管板之间产生一些不易克服的应力，而造成换热管或管板的损坏或是变形泄漏，造成设备的损坏，降低设备的使用寿命。为了解决这要现象，人们采用了各种方式，如象采用单管补偿器补偿式的、一端固定而另端单管填料密封式的等，但是采用这些方式的加热器，其空气泄漏率相当高，甚至超过10％，并且仍然存在着比较容易损坏的问题，造成加热器的效率降低和生产成本的增加。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供了一种换热管同步涨缩机械密封装置，它不仅能够实现对加热器对空气的高温加热，而且延长了加热设备的使用寿命，并且降低了空气的泄漏率。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是换热管同步涨缩机械密封装置，包括设于换热器的管板上以对穿过管板的换热管进行密封的密封装置，所述密封装置包括一端固定在管板上管孔处并容换热管穿过的密封单管，密封单管与管板固定端的内径大于换热管的外径，而远离管板端的内径与换热管的外径相应并构成机械密封，所述密封单管远离管板一端管壁的周向上还设有至少一条沿密封单管的轴向延伸的狭缝。
做为一种优选方式，所述狭缝为三条并均匀的分布在密封单管管壁的周向上。
做为另一种优选方式，所述密封单管远离管板一端管壁的外侧设有弹簧圈。
上述结构的换热管同步涨缩机械密封装置，采用能够与换热管构成机械密封的密封单管进行密封，而在密封单管的管壁上设有狭缝，在使用时，将密封单管固定于管板上的管孔处，而换热管穿过管板上的管孔和密封单管。这样的结构能使密封单管随换热管的受热膨胀而膨胀，同时，换热管也能够在受热后沿密封单管延伸，消除了因换热管膨胀或伸缩变形与管板之间产生的应力，达到管板与换热管的同步热胀冷缩，避免了换热管或管板的损坏以及变形泄漏，提高了设备的安全性和可靠性，延长了设备的使用寿命。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的说明
图1是使用本实用新型的换热管同步涨缩机械密封装置的加热器示意图；
图2是本实用新型的换热管同步涨缩机械密封装置安装示意图；图3是本实用新型的换热管同步涨缩机械密封装置的结构示意图；图4是图3的俯视图。
具体实施方式
参照
图1和图2，本实用新型的一种换热管同步涨缩机械密封装置，涉及设置于空气高温加热器内的换热管1和固定换热管1的管板2，因为在加热器内是采用在换热管1内通以高温的烟火对流动在换热管1外侧的空气进行加热以获得高温空气，为了防止高温空气的泄漏，采用在管板2上设有密封装置3，通过密封装置3对穿过管板2的换热管1处进行密封以防止高温空气的泄漏，密封装置3可以设置为管状的密封单管4，密封单管4的一端能够固定在管板2上管孔处与管孔形成一体的管孔，换热管1穿过管板2上的管孔和密封单管4，并且密封单管4与管板2固定端的内径大于换热管1的外径，而远离管板2端的内径与换热管1的外径相应，并与换热管1之间构成机械密封。为了防止换热管1的受热膨胀对设备造成的损坏，如图3和图4所示，在密封单管4远离管板2一端管壁的周向上还设有至少一条沿密封单管4的轴向延伸的狭缝6，为了能够满足换热管1受热后在各方向上的膨胀，狭缝6可设计为三条以上，如象三条、四条等，并且均匀的分布在密封单管4管壁的周向上。因为换热管1在受热胀缩的时候，密封单管4与换热管1之间构成机械密封的一端会在换热管1的作用下同步胀缩，所以可在密封单管4远离管板2一端管壁上，即与换热管1构成机械密封端的管壁外侧设有弹簧圈5，通过弹簧圈5对密封单管4起到一个加固的作用，并可根据实际情况的需要，设计一道、两道或是更多的弹簧圈5来保证对密封单管4的加固。
如
图1所示的高温空气加热器的一实施例，换热管1通过管板2固定于加热气馁，在管板2上设有可防止高温空气泄漏的密封单管4，为了既能够防止因换热管1受热膨胀和伸缩所产生的应力对设备的损坏，又能够实现对换热管1的稳定固定，同时，又考虑温度的关系，可以只在位于加热器温度较低的上端的管板上设有密封单管4，这样，既保证了密封性，又不会因温度变化过大而导致换热管1膨胀和伸缩变形过大，影响密封单管4的使用寿命。在使用的时候，高温的烟火a从加热器底部进入加热器内，然后沿换热管1上行，期间与进入加热器内的空气c进行热交换，进行交换后的烟火b由加热器的上部排出，而热交换后获得高温空气d则由加热器内导出到指定的空间。在进行热交换的过程中，换热管1受热发生膨胀和伸长，因换热管1的下端固定，所以换热管1可沿密封单管4的内腔向加热器上部延伸，同时，因为密封单管4上狭缝6的存在，密封单管4也随着换热管1的膨胀同步膨胀，并且在密封单管4本身钢性以及设置的弹簧圈5的作用下，始终与换热管1之间构成机械式密封，在消除换热管1因受热膨胀和伸长产生的应力对设备的损坏的情况下，同时保证了密封性能，防止了高温空气的泄漏。
采用本换热管同步涨缩机械密封装置，可以用于生产500℃～800℃的高温空气，其空气泄漏量与当前使用的加热器相比可减少90％，提高了生产效率，并且大大延长了设备的使用寿命。
权利要求1.换热管同步涨缩机械密封装置，包括设于换热器的管板(2)上以对穿过管板(2)的换热管(1)进行密封的密封装置(3)，其特征是所述密封装置(3)包括一端固定在管板(2)上管孔处并容换热管(1)穿过的密封单管(4)，密封单管(4)与管板(2)固定端的内径大于换热管(1)的外径，而远离管板(2)端的内径与换热管(1)的外径相应并构成机械密封，所述密封单管(4)远离管板(2)一端管壁的周向上还设有至少一条沿密封单管(4)的轴向延伸的狭缝(6)。
2.根据权利要求1所述的换热管同步涨缩机械密封装置，其特征是所述狭缝(6)为三条并均匀的分布在密封单管(4)管壁的周向上。
3.根据权利要求1或2所述的换热管同步涨缩机械密封装置，其特征是所述密封单管(4)远离管板(2)一端管壁的外侧设有弹簧圈(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种换热管同步涨缩机械密封装置，包括设于换热器的管板上的密封装置，所述密封装置包括一密封单管，密封单管与管板固定端的内径大于换热管的外径，而远离管板端的内径与换热管的外径相应并构成机械密封，所述密封单管远离管板一端管壁的周向上还设有至少一条沿密封单管的轴向延伸的狭缝。本实用新型实现了管板与换热管的同步热胀冷缩，避免了换热管或管板的损坏以及变形泄漏，提高了设备的安全性和可靠性，延长了设备的使用寿命。
文档编号F24H3/02GK2916560SQ20062008188
公开日2007年6月27日 申请日期2006年3月11日 优先权日2006年3月11日
发明者高玉明, 王跃明 申请人:潍坊凯力石油化工机械有限公司