專利名稱：一種密封結(jié)構(gòu)及使用該密封結(jié)構(gòu)的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種密封結(jié)構(gòu)及使用該密封結(jié)構(gòu)的加熱裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及機(jī)械密封領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于箱體與高溫加熱段的 密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]在核電等行業(yè)中，需要進(jìn)行堆芯熔融物堆內(nèi)滯留(IVR)試驗。在實驗時，冷卻水通 過進(jìn)口進(jìn)入到箱體的流道內(nèi)，流經(jīng)高溫加熱段的加熱面，產(chǎn)生氣泡，因浮力作用向上流動并 通過出口排除，在流道內(nèi)形成以氣泡浮力為循環(huán)動力的自然循環(huán)。因為加熱表面的熱流密 度極高，且與水直接接觸；試驗期間不斷啟停，因此保證加熱段與流道之間良好的密封性非 常重要。如密封失效，甚至從流道內(nèi)噴出，不僅可能引起電加熱棒短路燒毀，也可能造成加 熱段自身損壞，或者人身傷害。[0003]現(xiàn)有常規(guī)密封方法是采用類似于常規(guī)法蘭密封的方法，通過單頭螺栓(因為與法 蘭對接的高溫加熱面厚度很大或者不允許打穿)直接將高溫加熱段與法蘭鎖緊連接，并給 出足夠的預(yù)緊力。當(dāng)高溫加熱面是低剛度材料(如銅、鋁等)時，很容易導(dǎo)致升溫后因熱脹冷 縮或者塑性變形，造成預(yù)緊力下降，當(dāng)溫度進(jìn)一步降低后，將因預(yù)緊力喪失，導(dǎo)致密封失效。 另外，當(dāng)施加的預(yù)緊力過高，升溫后因熱膨脹進(jìn)一步提高預(yù)緊力，很可能使螺桿塑性變形。[0004]現(xiàn)有的這種密封結(jié)構(gòu)至少存在以下缺陷1、無法提供足夠的預(yù)緊力；2、在高溫下 容易引起螺牙的塑性變形，從而喪失預(yù)緊力；3、在加熱裝置降溫后，因熱脹冷縮造成預(yù)緊力 下降，密封失效；4、因加熱面與法蘭之間存在螺紋連接，因加熱面從低溫往高溫升溫過程中 存在明顯的熱脹冷縮，易導(dǎo)致加熱面變形或螺牙受損。實用新型內(nèi)容[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于將高溫加熱段密封連接箱體 上、提高密封可靠性的密封結(jié)構(gòu)。[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種密封結(jié)構(gòu)，用于將高 溫加熱段密封安裝于箱體的開口位置處；所述密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述箱體開口周緣的法 蘭、與所述法蘭相對位于所述高溫加熱段外側(cè)的夾具、以及將所述法蘭和夾具緊固連接的 鎖緊機(jī)構(gòu)；所述高溫加熱段夾緊于所述法蘭和夾具之間。[0007]在本實用新型的密封結(jié)構(gòu)中，所述高溫加熱段與所述法蘭相接位置處形成密封 面；所述密封面上墊設(shè)有一層或多層耐高溫密封材料。[0008]在本實用新型的密封結(jié)構(gòu)中，在所述密封面上開設(shè)有水線；所述耐高溫密封材料 墊設(shè)在所述水線上。[0009]在本實用新型的密封結(jié)構(gòu)中，所述法蘭與所述箱體的外殼一體成型，或者，所述法 蘭焊接設(shè)置在所述箱體外殼的開口的周緣。[0010]在本實用新型的密封結(jié)構(gòu)中，所述法蘭與所述箱體的外殼之間設(shè)有加強(qiáng)筋板。[0011]在本實用新型的密封結(jié)構(gòu)中，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括貫穿所述法蘭和夾具的雙頭螺栓、以及分別鎖住所述雙頭螺栓兩端的兩緊固螺母；所述雙頭螺栓位于所述高溫加熱段的外側(cè)。在本實用新型的密封結(jié)構(gòu)中，所述緊固螺母與所述夾具、所述緊固螺母與所述法蘭之間分別設(shè)有彈簧墊片。在本實用新型的密封結(jié)構(gòu)中，所述高溫加熱段為弧形高溫加熱段；對應(yīng)的，所述加熱段開口為弧形開口，所述法蘭為弧形法蘭；所述夾具為一段或多段弧形夾具。本實用新型還提供一種使用上述任一項所述的密封結(jié)構(gòu)的加熱裝置，包括箱體、以及高溫加熱段，所述箱體設(shè)有供冷卻水通過的流道，在所述流道設(shè)有冷卻水入口及出口 ；所述高溫加熱段安裝在所述箱體開口法蘭位置處，并對所述流道內(nèi)的水進(jìn)行加熱；所述密封結(jié)構(gòu)將所述高溫加熱段密封安裝于所述箱體的開口位置。實施本實用新型具有以下有益效果通過設(shè)置與法蘭相對的夾具，并利用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊夾具和法蘭，來將高溫加熱段密封固定在箱體的開口側(cè)，避免了現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)緊力不足的缺陷；而且，避免了在高溫加熱段上開設(shè)螺紋，解決了的高溫加熱段升溫過程中的熱脹冷縮引起螺牙(孔)塑性變形問題，大大提高了密封結(jié)構(gòu)的可靠性。另外，采用雙頭螺栓結(jié)構(gòu)，并增加彈簧墊片，解決了實驗裝置從高溫狀態(tài)從兩端施加熱脹冷縮，預(yù)緊力降低的問題。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本實用新型用于箱體和高溫加熱段的密封結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是圖1的局部放大示意圖；圖3是圖1的A-A剖視示意圖。
具體實施方式
如圖1-3所示，是本實用新型的密封結(jié)構(gòu)的一個實施例，可用于加熱裝置中。該加熱裝置包括箱體20和高溫加熱段8，通過密封結(jié)構(gòu)將箱體20和高溫加熱段8進(jìn)行密封連接。該箱體20包括外殼，該外殼上設(shè)有進(jìn)口 21、出口 22以及在進(jìn)口 21和出口 22之間設(shè)置的流道23。該外殼在流道23的一側(cè)設(shè)有開口，以供高溫加熱段8安裝在其上，利用高溫加熱段8的加熱面為流道23內(nèi)的冷卻水進(jìn)行加熱。如圖所示，在本實施例中，該高溫加熱段8為弧形高溫加熱段；對應(yīng)的，該加熱段開口為弧形開口，法蘭10為弧形法蘭?？梢岳斫獾模邷丶訜岫?的形狀可以根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計，加熱段開口和法蘭10的形狀與之匹配即可。該密封結(jié)構(gòu)包括法蘭10、夾具7、鎖緊機(jī)構(gòu)等，用于將高溫加熱段8固定密封設(shè)置在箱體20的開口處。如圖3所示，該法蘭10設(shè)置在箱體20的開口的周緣，并向外延伸設(shè)置。在本實施例中，該法蘭10直接與箱體20—體成型，為高溫加熱段8提供安裝面。當(dāng)然，該法蘭10與箱體20也可以為分開構(gòu)件，通過焊接等方式固定連接即可。進(jìn)一步的，為了增加法蘭10的強(qiáng)度，在法蘭10與箱體20的外殼之間的拐角位置焊接有加強(qiáng)筋板3，以減小在壓緊過程中導(dǎo)致箱體20發(fā)生變形的風(fēng)險。該加強(qiáng)筋板3的形狀可以為三角形、長方形或其他形狀。[0026]在法蘭10與高溫加熱段8相接位置處形成有密封面，該密封面上可以墊設(shè)有耐高 溫密封材料9。該耐高溫材料9可以為一層或多層。該法蘭10的大小、個數(shù)等，可以根據(jù)密 封要求進(jìn)行配置；耐高溫密封材料9也可以根據(jù)具體溫度的高低選擇密封材料。[0027]進(jìn)一步的，為了更好的密封，在法蘭10形成的密封面上還設(shè)有水線，該耐高溫密 封材料9墊設(shè)在該水線上，以加強(qiáng)密封性。[0028]該夾具7與法蘭10相對設(shè)置，位于高溫加熱段8的外側(cè)，高溫加熱段8夾設(shè)在法 蘭10和夾具7之間。在本實施例中，該夾具7為多段式，可以根據(jù)需要布置，并通過鎖緊機(jī) 構(gòu)鎖緊夾具7和法蘭10，進(jìn)而將高溫加熱段8緊固連接在箱體20上。可以理解的，該夾具 7也可以為整段式，與高溫加熱段8的尺寸相當(dāng)，從而可以壓制整個高溫加熱段8。夾具7 的形狀也可以根據(jù)需要設(shè)計成不同的形狀，只要能夠壓緊高溫加熱段8即可。[0029]如圖3所示，采用若干鎖緊機(jī)構(gòu)來緊固連接法蘭10和夾具7，該鎖緊機(jī)構(gòu)分別設(shè)置 在高溫加熱段8的兩側(cè)。每一鎖緊機(jī)構(gòu)包括雙頭螺栓5、緊固螺母4等，該雙頭螺栓5貫穿 法蘭10和夾具7，并位于高溫加熱段8的外側(cè)；而緊固螺母4分別鎖住雙頭螺栓5的兩端， 從而將法蘭10和夾具7鎖緊。[0030]進(jìn)一步的，在緊固螺母4與夾具7之間、緊固螺母4與法蘭10之間還可以設(shè)置彈 簧墊片6，從而可以進(jìn)一步的吸收高溫加熱段8在升溫和降溫過程中的變形，使得密封更加可靠。[0031]本實用新型的密封結(jié)構(gòu)突破了原有法蘭密封的思路，采用夾具7配合鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn) 行密封連接，避免了單頭螺栓預(yù)緊力不足的問題；而且，不在高溫加熱段的密封面上直接加 工螺孔的螺紋連接方式，解決了升溫過程中的熱脹冷縮引起螺牙(孔)塑性變形問題；而且， 采用高強(qiáng)度雙頭螺栓作為鎖緊機(jī)構(gòu)，解決了從高溫狀態(tài)降溫至室溫后因熱脹冷縮效應(yīng)，導(dǎo) 致預(yù)緊力降低的問題。[0032]采用該密封結(jié)構(gòu)，可以吸收在高溫加熱段8在升溫、降溫過程中熱脹冷縮引起的 變形，確保升溫和降溫過程中密封面不受損害；另外，因為高溫加熱段8與法蘭10面之間沒 有橫向的硬性連接點(diǎn)，熱脹冷縮過程中可允許局部變形導(dǎo)致的橫向位移。[0033]可以理解的，該密封結(jié)構(gòu)可用于大型零件與異型法蘭(弧形、矩形等)之間的連接 密封，特別是工業(yè)加熱等領(lǐng)域高溫或需加熱的零件與異型法蘭之間的密封，可降低高溫零 件與密封面之間的密封失效與檢修的頻率，降低設(shè)備的運(yùn)行成本，而且檢修、拆裝比較方 便。[0034]可以理解的，以上實施例僅表達(dá)了本實用新型的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體 和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，可以對上述技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行自由 組合，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍；因此，凡跟本實用 新型權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種密封結(jié)構(gòu)，用于將高溫加熱段密封安裝于箱體的開口位置處；其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述箱體開口周緣的法蘭、與所述法蘭相對位于所述高溫加熱段外側(cè)的夾具、以及將所述法蘭和夾具緊固連接的鎖緊機(jī)構(gòu)；所述高溫加熱段夾緊于所述法蘭和夾具之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高溫加熱段與所述法蘭相接位置處形成密封面；所述密封面上墊設(shè)有一層或多層耐高溫密封材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述密封面上開設(shè)有水線；所述耐高溫密封材料墊設(shè)在所述水線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述法蘭與所述箱體的外殼一體成型，或者，所述法蘭焊接設(shè)置在所述箱體外殼的開口的周緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述法蘭與所述箱體的外殼之間設(shè)有加強(qiáng)筋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括貫穿所述法蘭和夾具的雙頭螺栓、以及分別鎖住所述雙頭螺栓兩端的兩緊固螺母；所述雙頭螺栓位于所述高溫加熱段的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述緊固螺母與所述夾具、所述緊固螺母與所述法蘭之間分別設(shè)有彈簧墊片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高溫加熱段為弧形高溫加熱段；對應(yīng)的，所述加熱段開口為弧形開口，所述法蘭為弧形法蘭；所述夾具為一段或多段弧形夾具。
9.一種使用權(quán)利要求1-8任一項所述的密封結(jié)構(gòu)的加熱裝置，包括箱體、以及高溫加熱段，所述箱體設(shè)有供冷卻水通過的流道，在所述流道設(shè)有冷卻水入口及出口 ；所述高溫加熱段安裝在所述箱體開口法蘭位置處，并對所述流道內(nèi)的水進(jìn)行加熱；其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)將所述高溫加熱段密封安裝于所述箱體的開口位置。
專利摘要本實用新型涉及一種密封結(jié)構(gòu)及使用該密封結(jié)構(gòu)的加熱裝置。該加熱裝置包括箱體、以及加熱段。該箱體的流道的一側(cè)設(shè)有開口；加熱段設(shè)置在開口位置處，并對流道內(nèi)的冷卻水進(jìn)行加熱。該密封結(jié)構(gòu)用于將高溫加熱段密封安裝于箱體的開口位置處，包括設(shè)置在開口周緣的法蘭、與法蘭相對位于高溫加熱段外側(cè)的夾具、以及將法蘭和夾具緊固連接的鎖緊機(jī)構(gòu)；高溫加熱段夾緊于法蘭和夾具之間。通過設(shè)置與法蘭相對的夾具，并利用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊夾具和法蘭，來將高溫加熱段密封固定在箱體的開口側(cè)，避免了現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)緊力不足的缺陷；而且，避免在高溫加熱段上開設(shè)螺紋，解決了高溫加熱段升溫過程中的熱脹冷縮引起螺牙(孔)塑性變形問題，提高了密封結(jié)構(gòu)的可靠性。
文檔編號F16J15/02GK202851943SQ201220366830
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者張會勇, 李瑜, 展德奎, 張世順, 林繼銘 申請人:中科華核電技術(shù)研究院有限公司, 中國廣東核電集團(tuán)有限公司