圆块孔石墨换热器盖板的制作方法

本实用新型涉及圆块孔石墨换热器技术领域，具体涉及一种圆块孔石墨换热器盖板。

背景技术：

盖板是圆块孔石墨换热器的关键部件，分为下盖板和上盖板两个部件；分别安装在圆块孔石墨换热器的底部和顶部，用于圆块孔石墨换热器的整体紧固和密封。

传统的圆块孔石墨换热器盖板，多采用圆环型平板结构，所述圆环型平板结构，外圆近侧设有沿圆周方向均匀分布的螺栓孔，用于整体紧固；内圆近侧设有沿圆周方向均匀分布的螺纹孔，用于外部管线连接；盖板上同轴设置两层密封面，用于壳称和管称的密封。

使用时，用螺栓垫片紧固、密封。这种密封方式存在以下缺点:

1、受力结构不合理，导致结构厚重，制作成本高。

2、密封难度大，外接管线紧固时，常出现封头与盖板间密封泄漏现象。

3、设备横卧时对换热组件没有实现纵向固定限位，需要另外加设支撑结构，靠滑动摩擦固定支撑，运输颠簸容易造成换热组件位移，并有可能破坏石墨封头接管。

4、管线震动冲击对石墨封头接管及换热组件容易产生伤害。

5、传统的盖板对圆块孔石墨换热器整体紧固时，盖板所受力臂长度是螺栓孔中心到石墨封头密封面的距离，受力不合理。

6、传统型盖板结构在设备整体装配时，石墨封头需要很大的抗弯强度来抵抗外力，经常出现不慎将石墨封头压坏的现象。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的不足，本实用新型的目的在于：提供一种圆块孔石墨换热器盖板，设计合理，性能稳定，制作成本低，能够较好地保护石墨封头。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述圆块孔石墨换热器盖板，包括盖板本体，盖板本体包括同轴设置依次相接的法兰支撑环、弹性连接环和外接管线连接环，法兰支撑环上设置螺栓孔，法兰支撑环的内侧面依次设置轴向垂直定位面和倾斜支撑面，倾斜支撑面倾斜设置，并与水平面呈一定的夹角，外接管线连接环上设置螺纹孔。

优选地，法兰支撑环内侧的下部开设O型圈周向密封槽。

优选地，O型圈周向密封槽为弧形、三角形或矩形。

优选地，倾斜支撑面与水平面的夹角范围为10-20度。

优选地，倾斜支撑面与水平面的夹角范围为15度。

优选地，弹性连接环为环形状薄钢板。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、设备在运输过程中的优势：法兰支撑环的轴向垂直定位面对石墨换热组件起到支撑固定作用；克服了传统结构靠滑动摩擦固定支撑，运输颠簸容易造成换热组件位移并有可能破坏石墨封头接管的缺点。

2、盖板与石墨封头间的密封结构优势：采用O型圈周向密封槽代替传统的平面密封结构，由于密封结构特有的性能优势，使得设备密封性能更加稳定可靠。

3、使用过程中设备整体的耐压能力得到相应提高。

4、受力结构优势：盖板对圆块孔石墨换热器整体紧固时，盖板所受力臂长度是螺栓孔中心到石墨封头外径的距离；根据杠杆理论可明显辨析出盖板的理论力学优势。

5、材料节约优势：取消了传统圆环型平板结构中与石墨封头外径相同的内圈厚重材料；用弹性连接环与外接管线连接环代替；另外由于受力结构优势，整体厚度变薄。

6、对石墨封头的保护优势：采用倾斜角度为10-20度的倾斜支撑面改变了石墨封头的受力形式和受力方向；石墨封头的受力方向主要为沿外圆方向均匀分布的指向圆心方向的径向压力；在结构设计上充分合理的利用了石墨材料抗压强度远大于抗弯强度的材料特性，对石墨封头起到了很好的保护作用，石墨封头也可以相应的设计的薄一些，以节省材料和成本。

7、外接管线的密封和保护优势：盖板在外接管线紧固密封时，盖板上的弹性连接环向着紧固方向发生挠曲弹性变形，使得作为脆性材料的石墨封头接管受力更加柔和，对石墨封头接管起到有效地保护作用。同时密封结构实现了弹性压紧密封，能有效地防止螺母松动；一定程度上缓和管线震动冲击对石墨封头接管及换热组件的伤害。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型组合使用状态结构示意图。

图中：1、法兰支撑环；2、弹性连接环；3、螺纹孔；4、外接管线连接环；5、轴向垂直定位面；6、O型圈周向密封槽；7、倾斜支撑面；8、螺栓孔；9、盖板本体；10、石墨封头；11、筒体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步描述：

实施例1

如图1所示，本实用新型所述圆块孔石墨换热器盖板，包括盖板本体9，盖板本体9包括同轴设置依次相接的法兰支撑环1、弹性连接环2和外接管线连接环4，法兰支撑环1上设置螺栓孔8，法兰支撑环1的内侧面依次设置轴向垂直定位面5和倾斜支撑面7，倾斜支撑面7倾斜设置，并与水平面呈一定的夹角，倾斜支撑面7与水平面的夹角θ范围为10-20度，优选15度，外接管线连接环4上设置螺纹孔3。

所述法兰支撑环1外径、密封面、螺栓孔8尺寸根据设备筒体11下法兰配合设计。所述法兰支撑环1厚度由强度计算所得。

所述弹性连接环2外圆与法兰支撑环1内圆周向固定连接；所述固定连方式根据空间设计要求，以法兰支撑环1下平面为基准调整弹性连接环2高度位置。

其中，弹性连接环2为环形状薄钢板。

实施例2

在实施例1的基础上，法兰支撑环1内侧的下部开设O型圈周向密封槽6，O型圈周向密封槽6为弧形、三角形或矩形，以满足设备工况和密封条件的要求。

本实用新型的使用过程：

如图2所示，盖板本体9与石墨封头10配合使用，对筒体11实现密封。