[发明专利]双向自激励垫圈

说明书

一种热交换器包括壳体。管板安装到壳体。多个管从管板延伸且延伸到壳体中以用于管内的第一流体和管外的壳体中的第二流体之间的热交换。管板将壳体的内部分为热交换腔、用于第一流体进入和离开管的入口‑出口腔，在热交换腔中，管可与第二流体换热。尾部锁将管板锁定在壳体内。双向自激励垫圈承坐在管板和壳体之间以将热交换腔与入口‑出口腔密封开。垫圈构造成自激励的以密封，无论是热交换腔中或是入口‑出口腔中存在较高的压力。

相关申请的交叉引用

该申请请求享有2018年4月6日提交的序列号为15/946,896的美国非临时专利申请(题为“BI-DIRECTIONAL SELF-ENERGIZING GASKETS”)的优先权。

技术领域

本公开涉及密封件和垫圈，以及更特别地涉及自激励密封件。

背景技术

尾部锁(或螺纹锁)热交换器已成为用于特殊高压热交换应用的标准。传统设计在壳体到管板的垫圈处具有泄漏问题，特别是在快速的系统停机或设备跳闸后。当热交换器重新启动时，系统过程流体从较高压力的侧泄漏到较低压力的侧。该泄漏在热交换器网络的最初几个热交换器中特别显著。

在系统启动前不总是再次调整或再次紧固尾部锁热交换器单元的推杆和螺栓。也不总是确定在停机后用推杆将内外螺纹再次紧固将会把管板密封到壳体，特别是在颗粒或污染物已经能够积聚于壳体到管板的垫圈上的情况下。

业界已经接受温度、压力、运动和材料/构件松弛会积累以增加管板和壳体之间可允许泄漏的间隙空间。虽然再次调整螺栓和推杆可在一定程度上有所帮助，但仍有显著的泄漏发生。

常规技术对于其预期目的已被认为是令人满意的。然而，对于改进密封的需求始终存在。本公开为该需求提供了解决方案。

发明内容

热交换器包括壳体。管板接合到壳体。多个管从管板延伸到壳体中以用于管内的第一流体和管外的壳体中的第二流体之间的热交换。管板将壳体的内部分为热交换腔、用于第一流体进入和离开管的入口-出口腔，在热交换腔中，管可与第二流体换热。尾部锁将管板相对于壳体锁定。尾部锁跨过入口-出口腔与管板隔开。双向自激励垫圈固定在管板和壳体之间以将热交换腔与入口-出口腔密封开。垫圈构造成自激励的以密封，无论是热交换腔中或是入口-出口腔中存在较高的压力。

壳体可包括用于第一流体的入口和出口。入口-出口腔可包括用于第二流体的入口和出口。入口-出口腔可被板再分为入口区段和出口区段。管中的每一个可具有穿过管板与入口区段流体连通的入口和穿过管板与出口区段流体连通的出口。

垫圈可为环形的，并且可在壳体的环形面和管板的环形面之间轴向地接合。垫圈可包括任何适合材料，诸如钢、不锈钢、迭尔林(delrin，又称“聚甲醛树脂”)、塑料、青铜和/或橡胶。垫圈的主体可包括构造成利用热交换腔中的压力来增加密封接合的径向地向内开口的自激励特征。径向地向内开口的自激励特征可包括在环形凹穴的任一侧上从垫圈的主体延伸的成对的轴向隔开的脊，该环形凹穴从垫圈的主体径向地向内开口。径向地向内开口的自激励特征可包括垫圈的主体中邻近环形凹穴的成对的轴向相对的环形通道以便于脊的弯曲，以用于脊分别相对于壳体和管板的自激励密封。

垫圈的主体可包括构造成利用入口-出口腔中的压力来增加密封接合的径向地向外开口的自激励特征。径向地向外开口的自激励特征可包括在环形凹穴的任一侧上从垫圈的主体延伸的成对的轴向隔开的脊，该环形凹穴从垫圈的主体径向地向外开口。径向地向外开口的自激励特征可包括垫圈的主体中邻近环形凹穴的成对的轴向相对的环形通道以便于脊的弯曲，以用于脊分别相对于壳体和管板的自激励密封。

从结合附图对优选实施例的下列详细描述，本公开的系统和方法的这些和其它特征对于本领域技术人员将变得更容易明白。

附图说明