板式換熱器密封結(jié)構(gòu)及墊片

板式換熱器密封結(jié)構(gòu)及墊片  
 板式換熱器吸zui重要的關(guān)健典過于密封。目前。國外對這種設(shè)備的發(fā)睦盆點已集中于研翻新塑龜片材料和改進密封結(jié)構(gòu)，以便提高操作勝度和壓力，適應(yīng)工藝耍求。擴大使用范幽（47. 50. 52）。
        密封問理在板式熱換扮中其所以顯得這祥突出，是因為它的密封周邊很長。例如一臺裝配有200塊飯片。每片面積。。‘米。的大盛設(shè)備，盜閱總長約為。s,來，而現(xiàn)在從大璧的板式換熱腸，墊臼總長度翅過HIF米。此外，還由于它往往應(yīng)用于需要煩繁拆卸扣清洗之處，故其月泄的可能性很大（50）。
        板式換熱器的密封是借助予墊口在壓板的壓爪力之下來實現(xiàn)的。為了保證可棄的士封，在操作條件下密封面上仍需保持足夠的壓緊力?，F(xiàn)代大型高壓板式換熱器，其V9封壓緊力超過111111噸。因此要求有堅固的框架。
        板式換熱鈴的密封中墊片是關(guān)健。設(shè)備運行中出現(xiàn)的故陳。很少是板片成其他機件的損壞，大部分是墊片發(fā)生問厄，如脫墊、仲長、老化、斷裂等。墊片的使用壽命，眨取決于墊片材料，但也和操作條件有關(guān)。短者數(shù)月。長者數(shù)年。據(jù)報導(dǎo)，蘇聯(lián)的墊片壽命硯長可達蘭年。日本的可達六年?，F(xiàn)在國外已有使用八年之久的長今命熱片。
        板式換熱器的密封熱片與一般設(shè)備的密封墊片有許多不同之處。因此，對墊片材料有著特殊的要求。泉四撅乙稀或其他塑科，金屬墊片或石棉繩都不適合〔B）。目前，國外廣泛采用的有各種株膠。如夭然橡膠、丁麟橡膠、丁苯梅膠、抓丁橡膠。異丁橡膠、樹脂一硯丁基位膠、喪丁稀橡膠、T腑丁笨橡膠、苯乙稀丁基橡膠、硅株膠、等。這些材料的安全使用滋度（見表6-3）-般在150℃以下，皿高的不超過200 t.所以，幾年前，國外板式換熱器的使用溫度都投超過這個范圍。此外。橡膠墊片還不耐有機溶荊成蝕。因此，板式換熱器的應(yīng)用在很大程度上受到了限制。近年來，采用了壓縮石楠墊片，議在板式換熱器的發(fā)展中是個蘿要的改進。這種新型墊片不僅耐高滋（可耐而月抗有機腐蝕。由于這種墊片的采用，使板式換熱器的應(yīng)用范圈進一步擴大了（的，52, 99, 151）。
        石棉是一種優(yōu)皮的耐熱材料，這早以為人們所熱悉。用石棉來制造鑲片、減密封峨料Cliff'.十年的歷史。然而，將石棉桿維用于板式換熱器的密封墊l@ . o9是從1FJ.Ii年才開始的（b0, 99）。
        抖兩石棉纖維膠高使用沮度約480t.zui近。為宇宙飛行研制的一種斷型裕封材料耐熱石吊纖維（破紊纖維）。據(jù)稱可耐600℃離沮。當用普通石棉纖維制造各種密封雄片時，巾子加入了各種峨充例和枯結(jié)荊，其安全使用溫度與石摘的含一有關(guān)。不同石棉含峨下的耐熱性能    目前，國外使用在板式換熱器中的壓縮石摘墊片有兩種。一種是英國“人PV.公司zui早提出采用的”Paracof“壓緒石棉纖維墊片。另一種是”Klingerit“壓縮石棉像膠墊片。這兩種絡(luò)片實際上差異很小，它們幾乎是按同樣的材料規(guī)范制造的。僅僅是石栩含t不同，因而耐熱性能也不同罷了。
        壓繃石棉墊片山于含株膠里甚少和像膠墊片相比兒乎是無彈性的。因此，播要較高的密封壓緊力。它還有一個特點是，當沮度升高后，墊片的熱序脹有助于更好的密封。
    為了承受這種較大的密封壓緊力和熱毖脹力，框架和板片郁必須重斷設(shè)計，以保證足夠的強度，從帶有這種墊片的”APV“ R5T型和”Alfa一Laval/ De Laval“ P35塑板式換熱器的外形可見（圖6一7），其愜架都很牢固（50, T0, 204）。
        1.   'Paracof”壓縮石棉纖維墊片    1965年，英國“APV”公司提出用壓縮石棉纖維（C.A.F）創(chuàng)造板式換熱器的幻。1970。年，在倫軟舉行的囚際化工與石油工程展覽會上，*次展出了該公司翻造的fl1 “Paracof” JE縮石棉纖維墊片密封的R5T型板式換熱器（50）。目前，“APV.公司爪析設(shè)計7兩種標準的”井流。（ Paraflow）型板片。一種是HX型（見圖6一）階梯形斷而平PI波墳板，每片換熱面$10.11米i,另一種是R5型波浪形波紋板（見圖9一5B），每片換熱面積0.62米。。為了漪足較大的壓縮力，框架也作了新的設(shè)計。采用HX型板片的新設(shè)備是HXC- 8型和HXU- 8型，它們的zui大操作壓力為T公斤/41米。。采用R5型版片的新設(shè)備是R57,zui大操作壓力10公斤/瓦米。。這代工作壓力都梢低于橡膠墊片（（T0. 151）。
        “Paracof”墊“安全操作遇度zui高可達5000 F（260t）。操作實踐證明，這種墊片是滿意的。報據(jù)英臼標準B.S,2815（壓縮石棉纖維墊片）和B.S.1832（耐油壓縮石棉纖維墊片〕規(guī)定，這種龜片的組成中包括粘結(jié)劑和石棉纖維。其中石棉纖維的含暇，按重且算應(yīng)不少于70%.熱片的其它性能要求    用標準的壓縮石挑纖維來側(cè)造板式換熱器墊片的一個困難是，這種材料一般都呈薄板形式，zui大厚度僅1/8.。但板式換熱器通常的板間距都大于此效，大多數(shù)為一1/二。因此，必須用兩層或更多層數(shù)的石棉板。板片的鑲片枯底具有過渡園角，以通免沖壓時產(chǎn)生過渡變形。而墊片又是從薄板材料中切創(chuàng)的。不可能與墊片相嚴奮配合。當板片受軸向壓皿力成者受流遭間介質(zhì)內(nèi)壓時。對墊片將產(chǎn)生一個剪切力，驅(qū)使鑲片上層向外移動，為了克服這些缺點。0APV”公司提出了一個制透這種墊片的。該提出的創(chuàng)造方法是。用兩層成多層的壓縮石棉纖維板制造墊片，其中一層比圖。一g睦片在勢片相中的位，其他層窄。較窄的一層放在娘片怕底兩個園角之間的平坦部分。其它層緊旅在鎮(zhèn)片拍的兩個側(cè)壁上，如圖6一。所示。
    各層墊片間用粘膠枯結(jié)成一體。這樣，整個墊片都*限制在拍內(nèi)，不能作側(cè)向位移，而月能夠抵抗流道內(nèi)壓所產(chǎn)生的剪切力〔99）。
        樂縮石福奸維墊片與板片較配時。其基稱于密封拍外的我面上涂有一層脫棋荊離荊），以防止與相鄰板片粘結(jié)。據(jù)悉這種其有特殊組分的脫棋劑，涂一次后可以保持多次操作后仍然有效。但實際上，為保證良好的密封，在每次折卸時，仍應(yīng)再涂一次〔50）。
    2.  “Klingerit·壓縮石棉橡膠墊片    ”Klingerit.是英國一Richard  Klinger  Ltd.公司生產(chǎn)的版縮石棉株膠熱片的商品名稱。該公司在兩德、奧地利和澳大利亞都設(shè)有分公司。在艘典和西德等國，“Klingerit”被廣泛的用作板式換熱器的熱片材料，其安全使用溫度zui高可達  （50,幻，136）。用這種材料制作板式換熱器的密封熱圈，是用藺板材料切制還是單行耳棋。尚不清楚。按公司樣本介紹，這種墊片材料的主要性能如表6一6所示。制造的勢片符合T J規(guī)范：ASTM  DITTO  Grade P一1832。而實際上。樣本中標定的“Klingerit”的主里橋帶護標比土述釗料規(guī)范規(guī)定的要高（80）。表。一6中列III的俄高適用溫度一'000 F（5380）和zui大擇作壓力41111?磅/時，（140公斤/匣米。），顯然不是用作板式換熱器娘片的技術(shù)衍標，而足用作其他設(shè)備墊片時的般高適用條件。根據(jù)ASTM Dim Grade P1161A規(guī)定，這種樂縮石棉梅膠墊片中，拈結(jié)荊為R型像膠（天然橡膠、回收橡膠、苯乙烯或與此相當?shù)钠渌衲z）。其壓縮指效為6一'%（按ASTM  F36規(guī)定的程序G,總的壓軟為磅/時。）。主要性能指標3.組合密封件    板式換熱器面臨的工藝范舊相當廣泛，操作條件和工作介質(zhì)多種多樣。單一的密封墊片往往難以滿足要求。因此，近年來發(fā)展了很多斷的密封結(jié)構(gòu)和析的密封元件。這方面的文獻報導(dǎo)很多，這里僅簡單介紹幾種組合密封件。這種密封件（墊片）通常由兩種或兩種以。卜的材料作成。它們一般用在那些現(xiàn)有的協(xié)片材料都不能滿足要求的情況下。
    有些組合龜片由于其內(nèi)剮性環(huán)的作用特別耐壓。有些期由于其外的保護層特別耐蝕。這種旗片的缺點是側(cè)造麻煩。
        西德曾提出一種密封結(jié)構(gòu)的：在板片間放入兩塊硬材料密封元件（園形、矩形或異形截面〕。板片與硬密封元件間再放入軟密封元件，并且使外密封件（硬材料）的FT.度作得稍tw-o.以斌成搜形空間，利用介質(zhì)的壓力貼9軟密封件（50）。
        英舊“APV”公司制造了一種帶有保護套的組合墊片，用在對像膠娘片有腐蝕的場合下。這種龜片的芯子仍為橡膠，其外包有用附蝕臺成材料制造的外管。外管厚度很薄。僅為0.01.-0.03。外管材料可用奴化乙烤丙擠樹脂，對于腐蝕較輕的條件，也可用尼龍、聚乙烯或聚撅乙場。制作時，先將管狀墊片作成適當長度的幾段。其后用銅套以電感應(yīng)加熱的方法將各段連接起來，然后再加熱成型（腸釣。
        介紹了另外兩種組合密封件的結(jié)構(gòu)。
    （a）是美國的一個設(shè)計。普通的板式換熱器是把密封件壓緊在板與板之間，熱能與內(nèi)壓將使密封件與金屬分離?？鸵装l(fā)生沮泄。所提出的密封方法正是為了克服這一缺點，其工作壓力可比現(xiàn)有板式換熱器大大提離。[此外。新方法可使密封件成地更換，十分簡便。其蒼本結(jié)構(gòu)是把密封材料貼合在一個剛性環(huán)（金屬環(huán)）上。
    圖上示出了四種貼合方法，前兩種（a:和a,）為貼合。后兩種（a。和。。）為鎮(zhèn)合。密封材料的高度比剛性環(huán)略高。這種復(fù)合密封件放在兩塊換熱板之間，枕成為圖a:所示的結(jié)構(gòu)。其中，1為換熱板片，2為剛性環(huán)，3為密封材料，4為園鑰，’為密封材料彼壓縮后形成的鼓起形狀。因此，內(nèi)壓越高，密封性能越好。由于有了剛性環(huán)的作用，這種板式換熱器的工作壓力比普通的高，密封材料的使用壽命也廷長了。由于密封材料受到的初壓力有一定限度，板與板之間的接觸又是金腸與金屬的接觸，故操作時板邊密封區(qū)城內(nèi)的彈性變形較小。因此。這種結(jié)構(gòu)還有一種好處是，不浦施加很大的密封所銘的初壓力（即通過拉桿成頂桿施加在壓板上的力）。圖a。中的密封件是一種兵有足以起密封作用的彈性或“回彈”的金月件，用焊接成其它方法同板1結(jié)合。它的腿6與板面接觸后，有輕橄的變形?？赥由千它的高度比垂宜的支承腸8略高，裝配后。有較大變形，但由于腿。的限側(cè)，變形A也不會過大。密封情況如圖上的a,所示。從右面來的內(nèi)壓力將皿6及，張開。有助于提高密封性能。
 （b）示出了瑞典“A B  Separator”公司在英國申請的一個組合密封的設(shè)計。此結(jié)構(gòu)中，密封口是一個金屬框架，其上開有兩個對稱的溝抽（墊圈相）。密封材料（墊圈）放入此抽中。圖b,示出了裝配后的清況。標號I、2為相鄰兩板片，3是金屬框架1415是墊圈相，6.7是墊圈（密封材料），8為板片邊緣的折邊。組較后，在外壓力下，板片一方面與墊圈貼爪，起密封作用，另一方面又與金屬棍架接觸。以保持的板間距。施加的外壓力主要由金屬框架承受，9,10為支承面。金屬框架的故面也可以作成階梯形的。即是框架很薄的時候也可如此。這時，墊圈內(nèi)側(cè)（接觸介質(zhì)的一側(cè)）的框架表面如11和12虛線所示。它們不再與板片接觸、而與板片間形成一狹窄的間陌，框架與板片接觸的支承面只是墊圈外側(cè)的一面。圖b:到b。分別示出了幾種金屬框架的橫截面。
        值得指出，板式換熱器的密封問超在國外并末完*。雖然壓縮石棉墊片在一定程度上提高了操作溫度。從而擴大了使用范圍，但至少有一篇文獻談到。這種墊片的枯結(jié)還沒有完*〔‘幻。所以。娘片問通今后仍將故當作一個孟要課瓜加以研究。