一种可替代卡扎里密封结构中预紧螺栓的装置--液压-卡扎里密封顶紧器.pdf

第 3 9 卷第 5 期 2 O 1 0年 9月 石油化工设备 P ETRO- CHEMI CAL EQUI PMENT Vo1 ．3 9 NO． 5 Se p t ．2 01 0 文 章 编 号 1 0 0 0 7 4 6 6 2 0 l O 0 5 0 0 3 5 0 3 一 种可替代 卡扎里密封结构 中预紧螺栓 的 装 置 液压一 卡扎 里密 封顶 紧器 徐 立志 ，谢 禹钧 ，邓子龙 ，齐海 山 辽 宁 石 油 化 工 大 学 ，辽 宁 抚 顺 1 1 3 0 0 1 摘 要 在 GB 1 5 O 1 9 9 8 钢制 压 力容 器 中卡扎 里螺 纹 套 筒 式 密封 结构 的 基 础上 ， 利 用液 压 碟 簧 系统设计 了一种施 加 密封 力 的装 置 液 压一 卡扎 里 密封 顶 紧器 。此 顶 紧 器可 替代 规 范 中的 顶 紧 螺栓 ， 通 过 液压 力推动 压环 压 紧 密封 圈 实现 密封 。这种 密封 项 紧 器加 力 装置 的 液 压 区域 远 离高 温 件 ， 温度 对该 液压 系统的影 响很 小 ， 使 液压 系统 能 可靠工 作 ， 保 证整 个密封 装置 的 密封 性 能 。 关键 词 卡扎里密封；结构；液压；碟簧 中图分类 号 T Q 0 5 0 ． 3 ；TE 9 6 2 文 献标 志码 A De v i c e t o Re pl a c e Pu l l e r Bo l t o f Ca s a l e Cl o s u r e - p u l l e r De v i c e o f Hy dr a u l i c c a s a l e Cl o s u r e XU Li z h i ，XI E Yu - j u n，DENG Zi l o n g ，QI Ha i s h a n Li a o ni n g S hi hu a Uni v e r s i t y，Fu s hu n 1 1 3 0 01， Chi n a Ab s t r a c t Ba s e d u p o n t h e s t r u c t u r a l d e s i g n o f Ca s a l e c l o s u r e wi t h s c r e w t h r e a d b u s h i n t h e s t a nd a r d of GB 1 5 O 1 99 8 St e e l Pr e s s ur e Ve s s e l s。hy d r a ul i c d i s c s p r i ng s y s t e m t o de s i g n a t y p e o f de v i c e pu l l e r d e v i c e o f hy dr a u l i c c a s a l e c l os ur e wa s us e d ．Thi s de vi c e c ou l d r e p l a c e t he p ul l e r b ol t o f t he s t a nda r d． By hy d r au l i c p r e s s ur e t O pr o m o t e t he r e a l i z a t i on o f p r e s s ur e s e a l i n g r i ng c o m pr e s s i o n s e a 1 ．The hy d r a u l i c a r e a o f t hi s t y p e o f pul l e r d e v i c e f a r f r o m t he hi g h t e m p e r a t u r e ，l ow e r t he a f f e c t of t e m p e r a t u r e t o hy dr a u l i c s y s t e m ，a nd e na bl e s r e l i a b l 6 o pe r a t i o n o f hy dr a u l i c s y s t e m s t o e ns ur e t he s e a l i n g pe r f or ma nc e of t h e s e a 1 ． Ke y wo r d s Ca s a l e c l o s u r e ； s t r u c t u r e ；h y d r a u l i c ；d i s c s p r i n g 文 献 [ 1 ] 中的 卡扎 里 螺 纹 套 筒 式 密 封结 构 见 图 1 ， 其详 细局 部结 构见 图 2 。该 结构 中密 封 垫 的压 紧 力是用 专 门 的预 紧螺 栓 提供 的 。这类 密封 结构 适用 于直 径较小 的压 力 容器 封头 的密 封 ， 若 用 于高 温 、 高 压且 频繁 开 、 闭的设 备 ， 就 存 在操 作 不 便 、 工作 环 境 恶劣 等 问题 。为此 ， 笔 者 设 计 了一 种 可 以 替 代 卡 扎 里结 构 中 的预 紧 螺 栓 的装 置 一液 压 卡 扎 里 密 封 顶 紧器 。使用 该顶 紧器 后 ， 可 以通 过 对 液 压 系 统 的 控制 ， 实现 对卡 扎 里螺 纹 套 筒 式 密 封 结 构 的 自动控 制 ， 也 可远 距离 安 全 地 进行 高 温 、 高 压 、 大 直 径 密 封 装置 的操 纵 。使 用 液 压 卡扎 里 密 封 顶 紧 器 的 卡 扎 里螺 纹套 筒式 密 封结 构也 可用 于其 它石化 工业 压力 容器 的 快速 开 、 闭机构 。 1顶 紧 器 结构 与 工 作 原 理 液 压一 卡扎 里 密封 顶 紧 器 的作 用 是 提 供 密封 装 置 所需 要 的 压 紧 力 。液 压一 卡 扎 里 密 封 顶 紧 器 的 结 构示 意 见 图 3 。其 主体 结构 为 一单 伸 缩 液 压缸 与一 组碟簧组合而成 。碟簧组放 于碟簧套筒 内， 碟簧套 筒 与液 压缸 体通 过螺 纹连 接 ， 用锁 紧 螺母 防松 。 在 液 压缸 活 塞杆上 连 接有螺 母 ， 可预 压 紧碟簧 组 ， 用 双 螺母 机 构 防松 。碟 簧弹力 通过 螺母 、活塞杆 传至 C 收 稿 日期 2 0 1 0 0 4 0 5 作者简 介 徐立志 1 9 6 7 ， 男 ， 内蒙古赤峰人 ， 副教授 ， 硕士 ， 从事化工机械 的教 学与研究工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油化工设备 2 O l O 年 第 3 9卷 平盖 螺纹套筒 简体端部 图 1卡扎 里 密封 结 构 图 2 卡扎 里 衙 封 结 构 的 局 邵放 大 面作 用在 压环上 ， 当在 密封 状 态 时 ， 液压 系 统 卸压 ， 碟 簧组伸 长 ， 碟 簧 力 通 过 活 塞 杆 上 的 C 面 压 紧 压 环 ， 压 环压 紧密封 垫实现 密封 。 由图 3可见 ， 压 紧力 由碟 簧组 提 供 。在需 要 拆 卸平盖 时 ， 用液 压力使 碟簧 组压缩 ， 从而 松开密 封 垫 。打开 密 封 装 置 时 ， 液 压 系 统 使 高 压 油 进 入 A 腔 ， 在液压 力作用 下 ， 碟 簧组 被 压缩 ， 顶 紧器 内的活 塞 向上移动 ， 使 活 塞 杆 头 部 C面离 开 压 环 ， 从 而 松 开密封 垫 ， 解 除密封 。 2顶紧器 固定方式 顶紧器与平盖 间采 用法 兰连接 是一 种常 见 的连 接方式 。但用法 兰连 接 时 ， 必须 有法 兰盘 ， 这样 会 使 连接处 的径 向尺寸加大 ， 而且也会 使整个顶 紧器 的轴 向尺寸加长 。径 向尺寸加大 ， 对 于要求有多 个顶紧 器 的场合 时 ， 排 列及 安 装 连接 螺 栓 困难 。轴 向尺寸 加 长 ， 有 时会受 到安装 空 间 限制 而不允 许 。另外 ， 为 与 法兰盘 配合 ， 平盖处 的连接面必须 精加上。 。 。这些 都 增加 了制 造加 工 的难 度 。因此 ， 笔者 在 液压一 卡扎 里 密封顶 紧器 上的 B处设计 了螺纹 连接结构 ， 将其 与平 盖连接在一 起 ， 使结 构 简化 ， 减小 了 占用空 间 。这种 结构 ， 可通过在连 接 面处加 、 减垫 片 的方法 调 整活塞 杆上的施力面 的初 始位 置 ， 有效 地利 用碟 簧行程 ， 使 多个顶 紧器同时 作 时能均匀压 紧密封圈。 I 3 液压卡扎 里 街封 腆紧 器 结 构 图 3 温度对 液压 系统 的影响 液 压 系统 在较 高 温度 下 不 能正 常工 作 ， 考 虑到 这个问题 ， 本设计通过采用碟簧组靠近平盖这种结 构设 计 ， 使 得 液压 油 腔 A 处 于远 离 平 盖 的 位 置 ， 使 液压 系统受 平盖 处高 温的影 响较小 。 在 实 际使 用 中， 可将 碟 簧套 筒 的侧 面加 工 出一 些 通孔 ， 既能 减少从 平盖 向液压 缸 的热 传递 ， 又 能加 强 散热效 果 。 4密 封 圈材 质 在温度 达到 5 0 0℃左 右 时 ， 机械 密 封材 料 可选 用 压缩 石棉 纤 维 、 柔 性 石 墨 等 材料 ] 。但 对 于卡 扎 里密 封 ， 由于其 密封 圈须 有一 定 的 向 内收 缩量 以 保 证对 内侧 面的密 封 ， 所 以要 用 较 大 的压 力 作用 于 密 封圈上 。因此 ， 采用 金属 密封 圈较为适 宜 。 选用 金 属 密封 圈 的材 质 时 ， 应 使 其线 膨 胀系 数 小 于平盖 材料 的线 膨 胀 系 数【 剐 。这样 ， 在 高 温下 ， 通过热 膨胀 变形 ， 使 密 封 圈 自然 压 向 内侧 ， 利 于 密 封 。当平盖 材料为 一般碳 钢 时 ， 在 2 0 6 0 0℃下 ， 其 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 9卷第 5期 2 O 1 0年 9月 石油化工设备 P ETR CHEMI CAI EQUI PMENT Vo1 ． 39 NO ．5 S ep t ．2 O1 0 文 章 编 号 1 0 0 0 7 4 6 6 2 0 1 0 0 5 0 0 3 7 0 4 圆筒式加热炉 内辐射 室燃 烧数值 模 拟 与分 析 张城伟 ，周长茂 ，王海波 ， 孙 铁 ，张素香 ，王忠 明 1 ．辽 宁 石 油 化 工 大 学 机 械 工 程 学 院 ，辽 宁 抚 顺1 1 3 0 0 1 ； 2 ．抚 顺 石 化 研 究 所 ， 辽 宁 抚 顺1 1 3 0 0 1 摘 要 通过 简化加 热 炉模 型 ， 采 用非 结构 网格 划 分 ， 选 用 肛￡湍流 模 型 、 P DF扩 散 燃烧 模 型 和 离散 辐射 传 热模 型 ， 对 一 个燃烧 室 内二 雏射 流燃烧 过 程进 行 了数值 模 拟 。利 用 F 】 u e n t 软 件模 拟 了辐射 室 内的 温度 场和 流场 的分 布 以及燃 烧过 程 中氮 氧化 合 物 的 生成 情 况 ， 讨论 了燃 烧 参数 对 加 热 炉燃 烧特 性 的影 响 ， 分 析 了空 气流 量和喷 射 角度 系数 变化 时 ， 燃 烧 室温度 、 气体 流 向 及 氮氧 化 合 物 生成 的 变 化 规 律 。 关键 词 加热炉； 燃烧室；温度场；流场；F l u e n t 软件 中图分 类号 TQ O 5 2 ． 7 3 文献 标 志码 A S i m u l a t i ng Co m b u s t i o n i n t h e I n t e r i o r o f Fu r n a c e Ba s e d o n Fl u e n t ZHANG Che n g - we i ，ZHOU Cha n g - ma o ，W ANG Ha l b o ，S UN Ti e ， ZHANG Su x i a ng ．W ANG Zho ng mi n g。 1 ． I i a on i ng Uni v e r s i t y o f Pe t r o l e u m a n d Che mi c a l Te c h no l og y，Fu s hu n 1 1 3 0 01，Chi n a； 2． Fu ns hun Re s e a r c h I n s t i t ut e o f Pe t r ol eu m a n d Pe t r oc he mi c a l s，Fus hu n 1 1 3 0 01，Ch i n a Abs t r ac t The s i mpl i f i e d mod e l of t he f ur na c e， t he no n s t r uc t u r a l me s h，t he k - e t ur bu l e nc e 线 膨胀 系数 为 1 3 ． 5 ～ 1 4 ． 3 1 0 。 C ， 此 时 密 封 圈的材 料选 用 3 C r l 3较 合 适 。因 为 在 2 O ～ 6 0 0 ℃ 下 ， 3 C r 1 3的线膨 胀 系数 为 1 2 ． 3 1 0 ℃ 。 5 结 语 液 压一 卡扎 里 密 封 顶 紧 器 的使 用 可 使 卡 扎 里 密 封 实 现 自动 控制 ， 缩 短密 封装 置开 启 和关 闭时 间 ， 提 高卡 扎里 密封装 置 的可 靠 性 ， 减 轻 操 作 人 员 的 劳动 强 度 ， 保 障密封 安全 。此 液压一 卡扎 里 密封 顶 紧器 已 获得 中 国实用 新型专 利 专利 号 2 0 0 9 2 0 2 0 3 9 0 0 ． 0 。 使用 液压一 卡 扎里 密封顶 紧 器 ， 对 于改 善 原卡 扎 里 密 封结 构 的缺 陷 ， 提高 其适 用范 围有 重要 意 义 。 参 考 文 献 [ 1 ] G B 1 5 O 1 9 9 8 ， 钢制压力容器E s 2 G B ／ T l 9 7 2 --2 0 0 5 ， 碟形 弹簧 E s 3 ． 陈 平 ， 郝天 才 ， 何 卉 ， 等． 新型快 开式 D形 螺栓 c 形环密封结构及 强度 分析[ J ] ． 石 油化工设备 ， 2 0 0 8 ， 3 7 4 22 - 26 ． 萨 默 史密 斯 J D ． 实用 机械 密 封[ M] ． 沈 锡华 ， 译 ． 北 京 机 械 工 业 出版 社 ， l 9 9 3 ． 广廷洪 ， 汪德涛． 密封件使用手册[ M] ． 北京 机械 工业 出 版社 ， 1 9 9 4 ． 沃林 R H． 密封件与 密封 手册 [ M] ． 宋学 义 ， 张尔 正， 译 ． E 京 国 防 工 业 出 版 社 ， 1 9 9 0 ． 尤 文 卿 ， 吕瑞 典 ，张振 姝 ．垫 片 密 封 综 合 评 价 方 法 研 究 E J ] ． 石油化工设备 ， 2 0 0 7 ， 3 6 2 2 5 ～ 2 7 ． 赵 文军 ， 张树梅 ， 王翔 ， 等． 高温高压法兰密封施 工技 术 [ J ] ． 石油化工设备 ， 2 0 0 6 ， 3 5 3 6 8 6 9 ． 朱有庭 ， 曲文 海 ， 于浦 义． 化 工设 备设 计 手册 [ M] ． 北 京 化 学 _ L 业 出 版社 ， 2 0 0 5 ． 杜 编 收 稿 日期 2 0 1 O - 0 4 2 4 作者 简介 张城伟 1 9 8 5 一 ， 男 ， 辽宁本溪人 ，硕士研 究生 ， 从事新 型高效节能石化装备 的研发 。通讯联系人周 长茂 。 ]] ] ] ] ] ] ] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m