组合式垫片和换热器的制作方法

1.本实用新型涉及密封技术领域，具体地涉及一种组合式垫片和包括该组合式垫片的换热器。


背景技术：

2.螺旋板式换热器头盖垫片技术的核心是垫片既要解决头盖的泄漏问题，又要解决螺旋通道的泄漏和冲刷问题。
3.目前所使用的垫片，整张垫片表面采用硬化石墨的方法来实现头盖密封、螺旋通道密封以及减小螺旋通道的冲刷。但是该种垫片不但价格昂贵，而且因为石墨的易粘连特性，不易从螺旋通道剥落，造成螺旋通道堵塞，并且因为整张垫片密封面较宽，需要更高的密封比压，对紧固力矩的要求高，温度波动时也易出现泄漏。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的垫片密封较差、不易剥落且成本高的问题，提供一种组合式垫片和包括该组合式垫片的换热器。
5.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种组合式垫片，所述组合式垫片包括呈环形的第一垫片和第二垫片，所述第一垫片同轴套设于所述第二垫片外，所述第一垫片为波齿复合垫片，所述第二垫片为无石棉垫片。
6.可选地，所述第一垫片的厚度大于所述第二垫片的厚度。
7.可选地，所述第一垫片与所述第二垫片的厚度差为0.2mm～0.5mm。
8.可选地，所述第一垫片的厚度为4mm～4.5mm，和/或所述第二垫片的厚度为3.5mm～4mm。
9.可选地，所述第一垫片与所述第二垫片之间具有径向间隙。
10.可选地，所述径向间隙为1.5mm～2mm。
11.可选地，所述第二垫片由至少两层无石棉层层叠而成。
12.可选地，所述第二垫片包括两层无石棉层，分别为位于下方的第一无石棉层和位于上方的第二无石棉层，所述第一无石棉层为柔性石墨复合板，所述第二无石棉层的材质为耐高温无石棉材料。
13.本实用新型另一方面提供一种换热器，包括以上所述的组合式垫片。
14.可选地，所述换热器为螺旋板式换热器，包括本体和分别安装于所述本体两端的两个头盖，所述本体中设置有沿所述本体的轴向延伸的螺旋通道，所述组合式垫片密封垫设于所述头盖与所述螺旋通道的端部之间。
15.本实用新型的组合式垫片通过采用第一垫片与第二垫片的组合形式，同时使第一垫片为波齿复合垫片，第二垫片为无石棉垫片，在将其应用于换热器中时，位于外圈的第一垫片基于其高承压、高耐温的特性，能够同时控制密封面的宽度和密封位置，位于内圈的第二垫片基于其耐冲刷、回弹量大的特性，能够对换热器的内部流道进行有效密封，且易从螺
旋通道剥落。
16.本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
18.图1是本实用新型中组合式垫片的一种实施方式的剖视图；
19.图2是本实用新型中换热器的一种实施方式的结构示意图；
20.图3是图2中的换热器在a
‑
a向的剖视图。
21.附图标记说明
[0022]1‑
第一垫片，2
‑
第二垫片，21
‑
第一无石棉层，22
‑
第二无石棉层，3
‑
本体，31
‑
螺旋通道，4
‑
头盖，100
‑
组合式垫片
具体实施方式
[0023]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0024]
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0025]
本实用新型一方面提供一种组合式垫片，所述组合式垫片100包括呈环形的第一垫片1和第二垫片2，所述第一垫片1同轴套设于所述第二垫片2外，所述第一垫片1为波齿复合垫片，所述第二垫片2为无石棉垫片。
[0026]
具体地，第一垫片1可以为一个直径尺寸较大的环形垫片，且该第一垫片1中设有一个直径尺寸较大的中心孔，第二垫片2可以为一个直径尺寸相对较小的环形垫片，该第二垫片2的直径可以小于或等于第一垫片1的中心孔的直径，使第一垫片1可以通过中心孔套设在第二垫片2外。
[0027]
在实际应用过程中，该组合式垫片可以装配于换热器螺旋通道两端的头盖内，从而可以使头盖通过该组合式垫片密封扣合于换热器螺旋通道的端部。
[0028]
其中组合式垫片100的外圈采用能够承压又能够耐温的波齿复合垫片，波齿复合垫片为已知垫片，是一种金属复合垫片，一般先用精密的车床或专用铣床在金属平垫片的二面加工成同心的波形状沟槽，上下两面齿尖相互错开，使其具有更好的压缩回弹性能，由于与其它密封面的接触是多个同心圆的线接触，因此具有迷宫密封作用，能同时控制密封面的宽度和密封位置；组合式垫片100的内圈采用耐冲刷且回弹量较大的无石棉垫片(即以无石棉密封材料，例如芳纶纤维、耐高温合成矿物纤维、耐油橡胶等，用辊压法或各种工具冲压，剪切而成的密封垫片)，既实现了对换热器螺旋通道的密封，又能够避免过度的受压导致表面损伤，冲刷脱落。
[0029]
本实用新型中，第一垫片1的厚度设置为大于第二垫片2的厚度。具体地，第一垫片1的底面与第二垫片2的底面齐平，第一垫片1的顶面高于第二垫片2的顶面(如图1所示)。由此，在组合式垫片受到大面积的轴向压力时，可以使第一垫片1先于第二垫片2承受压力，其中第一垫片1为波齿复合垫片，第二垫片2为无石棉垫片，第一垫片1相对于第二垫片2具有较强的承压能力，从而可以通过第一垫片1吸收大部分或全部的轴向压力，避免第二垫片2被压损，易于第二垫片2相对于换热器螺旋通道的剥离。
[0030]
作为优选，所述第一垫片1与所述第二垫片2的厚度差为0.2mm～0.5mm。在该厚度差范围内，第一垫片1和第二垫片2的弹性变形的能力不同，当第一垫片1受压时，第一垫片1可以在0.2mm～0.5mm的范围内合理变形，合理控制厚度差能使得密封更加可靠。
[0031]
进一步，由于头盖与换热器的螺旋通道装配后，头盖与螺旋通道之间的配合缝隙是固定的，可用空间有限，因此，在保证头盖与螺旋通道密封性的前提下，可以使第一垫片1和第二垫片2能够充分填补至头盖与螺旋通道之间的配合缝隙中，保证其密封性。例如，所述第一垫片1的厚度可以为4mm～4.5mm，所述第二垫片2的厚度可以为3.5mm～4mm。
[0032]
其中，在一种具体的实施方式中，第一垫片1的厚度可以为4.2mm，第二垫片2的厚度可以为3.8mm，第一垫片1与第二垫片2之间的厚度差为0.4mm。
[0033]
本实用新型中，所述第一垫片1与所述第二垫片2之间可设有径向间隙。通过该径向间隙，第一垫片1在受到轴向压力时可以先发生变形，第一垫片1的直径扩大后，由于存在上述径向间隙，从而可以通过该径向间隙吸收第一垫片1变形后增加的尺寸，使第一垫片1不会对第二垫片2造成过度挤压，避免在第一垫片1和第二垫片2的连接位置处产生褶皱，从而保证了第一垫片1与第二垫片2的配合效果。
[0034]
为了在该组合式垫片变形后，使第一垫片1和第二垫片2能够内外圈完全贴合，避免产生褶皱，使压缩量满足各自密封要求，同时，杂物不会进入至第一垫片1和第二垫片2之间而影响密封效果，所述径向间隙可以设为1.5mm～2mm。
[0035]
本实用新型中，为了保证第二垫片2的整体结构的可靠性，所述第二垫片2由至少两层无石棉层层叠而成。
[0036]
具体地，根据本实用新型的一种实施方式，如图1所示，第二垫片2包括两层无石棉层，分别为位于下方的第一无石棉层21和位于上方的第二无石棉层22。其中，由于第一无石棉层21无需接触换热器内介质，所以可选择成本相对低的柔性石墨复合板，但要符合jb/t6628
‑
2016要求，第二无石棉层22为接触换热器内介质的一层，该第二无石棉层22为耐高温无石棉层。
[0037]
本实用新型另一方面提供一种换热器，包括以上所述的组合式垫片100，以实现对换热器两端的密封。
[0038]
具体地，如图2和图3所示，所述换热器可以为螺旋板式换热器，包括本体3和分别安装于所述本体3两端的两个头盖4，所述本体3中设置有沿所述本体3的轴向延伸的螺旋通道31，所述组合式垫片100密封垫设于所述头盖4与所述螺旋通道31的端部之间。
[0039]
其中，在安装时，先将组合式垫片100分别放置于两个头盖4内侧，再将两个头盖4分别装配于螺旋通道31的两端，使组合式垫片100分别充分填补至头盖4与螺旋通道31之间的配合缝隙中，保证其密封性；该组合式垫片100的外圈采用既能够承压又能够耐温的波齿复合垫片，其上设有波形状沟槽，上下两面齿尖相互错开，因此与其它密封面的接触是多个
同心圆的线接触，起到迷宫性密封作用，能同时控制密封面的宽度和密封位置，保证了换热器头盖4的密封；螺旋通道31内的介质流动时会冲击组合式垫片的内圈，而无石棉垫片可以承受这种冲击，具有耐久性，使用寿命长，并且无石棉回弹性好，保证了换热器螺旋通道31的密封性。
[0040]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0041]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0042]
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。