[发明专利]热管密封结构

说明书

技术领域

本发明属于热管换热器领域，特别涉及热管换热器冷侧介质与热侧介质之间隔板的密封结构。

背景技术

热管是一种具有高传热性能的传热元件，它通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量，它具有传热能力大，传热效率高的特点。

典型重力热管如图1所示。热管换热器一般有多根热管组成，其具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点，在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。

热管换热器主要由壳体、热管元件及冷、热流体间隔板等部件组成。设备下部为热流体通道，上部为冷流体通道，中间由隔板分隔。热管的质量由隔板支撑，同时，热管在隔板位置设支撑及密封结构，起支撑热管及冷、热流体间的隔离作用。对于热管换热器，该密封结构如果在运行过程中不能保证密封效果，发生冷、热流体间串流，则系统热效率下降，能耗上升，严重的会影响系统的安全运行。

另外，热管换热器长时间运行后，热管的换热效果会有所下降，需要更换热管元件来解决该问题。因此，热管密封结构应在确保密封效果的前提下，具备更换热管的可操作性。

对于热管换热器，常见的热管密封结构有以下几种：

1.热管支撑块与隔板焊接，焊缝即为密封结构。

优点：密封可靠；缺点：热管无法更换。

2.热管支撑及密封件与隔板采用钢—钢密封、填料/密封圈密封，或两者组合，密封处的压紧力来自热管的重量、弹簧或压板。对于密封件与隔板孔间的密封主要依靠间隙内的密封材料对金属表面的压紧力。

优点：热管可以更换；缺点：密封效果与弹簧选择的合适程度、热管长度尺寸偏差、压板压紧力大小、隔板变形程度、运输颠簸等因素有关，密封性能不够稳定。

3.热管支撑及密封件与隔板采用螺纹副+垫片密封结构，通过转动热管带动密封件转动，压紧垫片，以满足密封要求。；

优点：热管可以更换；缺点：隔板孔设内螺纹，密封件设外螺纹，由于密封件与热管焊为一体，密封件与热管的垂直度存在一定的偏差，且热管本身也存在一定程度的挠度，热管安装时，螺纹安装较困难，尤其是长热管的安装更为突出，影响了垫片的密封要求。另外，在安装与拆卸热管时，隔板孔内螺纹容易受到损伤。

其它密封形式，如：“筒式密封”、“浇注隔板密封”等，因其不同程度存在密封不严、拆装不便、造价高及需要专用模具等问题，应用不广，不在本发明的讨论范畴内。

发明内容

本发明提供一种新型的热管密封结构，以解决热管换热器隔板处密封结构泄漏的问题，同时，达到热管安装与拆卸简单方便的效果。

本发明所述热管密封结构，包括隔板和密封块，隔板上设有隔板孔，热管穿过隔板孔，隔板隔离热管冷流段和热流段，密封块焊接在热管上，并随热管一起穿入隔板孔；密封块上部设有外径大于隔板孔孔径的密封板，下部设外螺纹段，该外螺纹段旋接一压紧螺母；通过旋转压紧螺母，将密封块的密封板与隔板的上表面紧密压合。

本发明垫片的安装不受热管尺寸与形状偏差的影响，隔板孔不设螺纹，不通过旋转热管的方式压紧密封圈，仅通过旋转压紧螺母的方式压紧密封圈，密封圈的密封面与压紧螺母不在隔板的同一侧，密封圈在压紧过程中，与密封面没有相对运动，密封圈不会受到损坏，热管安装与拆卸时，密封块及压紧螺母的螺纹不会受到损伤。

优选设计为，所述隔板靠近密封块的密封板的下表面位置设有凹槽，凹槽内设置密封圈；所述密封块的密封板的下表面通过密封圈与隔板紧密压合。

本发明还提供一种热管密封结构，包括隔板和密封块，隔板上设有隔板孔，热管穿过隔板孔，隔板隔离热管冷流段和热流段，密封块焊接在热管上，并随热管一起穿入隔板孔；密封块上部设有密封板，下部设外螺纹段；所述密封板下方套装一密封圈，所述外螺纹段旋接一压紧螺母，通过旋转压紧螺母，将密封块的密封板与隔板的上表面紧密压合。

优选设计为，所述隔板靠近密封块的密封板的下表面位置设有凹槽，所述密封圈置于该凹槽内。

本发明所述热管密封结构具有以下优点：隔板孔无螺纹，加工方便，加工成本低；热管安装简单方便，无需转动热管，仅旋转压紧螺母即可；可以根据工况要求，选择密封圈的种类，通过旋转压紧螺母保证垫片有足够预紧力，切实保证密封效果，可达到零泄漏的效果；密封效果稳定可靠，不受运输、热管制造尺寸与形状偏差等因素影响；热管拆卸更换简单方便，拧松压紧螺母即可；热管安装与拆卸不需专用工具。

附图说明

图1为典型重力热管结构；