本发明通常涉及炉系统，并且更具体地，但并不通过限制的方式，涉及用于密封催化剂管和炉之间连接处的开口环组件。一方面，本发明涉及一种环密封组件。该环密封组件包括联接到炉外表面的壳体环。壳体环围绕管靠近与炉的连接处周向设置。环密封组件还包括刷密封件，刷密封件至少部分设置在壳体环内。刷密封件围绕管周向设置。多个刷从刷密封件朝向管径向向内延伸。
壳体环，所述壳体环联接到熔炉外表面，并在靠近与所述熔炉的连接处围绕管的圆周设置，所述壳体环包括第一半圆形的环半件，其联接到相对设置的第二半圆形的环半件；
刷密封件，所述刷密封件至少部分设置在所述壳体环内，所述刷密封件围绕所述管的圆周设置；和多个刷，所述多个刷从刷密封件朝向所述管径向向内延伸，其中，所述刷密封件包括多个开口的刷密封环，每个刷密封环包括接头，且其中所述多个开口的刷密封环中的第一刷密封环的接头与所述多个开口的刷密封环中的相邻的刷密封环的接头以交错的方向布置。
2.如权利要求1所述的环密封组件，其中所述壳体环的安装和移除无需移除所述管。
3.如权利要求1所述的环密封组件，包括保持环，所述保持环设置在所述刷密封件的上方并联接到所述壳体环。
4.如权利要求3所述的环密封组件，其中所述保持环包括联接到第二开口保持环部分的第一开口保持环部分。
5.如权利要求1所述的环密封组件，其中所述刷密封件允许所述管由于热膨胀引起的轴向膨胀。
6.如权利要求1所述的环密封组件，其中所述多个刷接触所述管的外表面。
7.如权利要求6所述的环密封组件，其中所述多个刷抑制来自所述熔炉的气体的传输。
8.如权利要求1所述的环密封组件，其中所述刷密封件位于形成于所述壳体环内的槽口内。
9.一种密封管和熔炉之间的连接处的方法，所述方法包括：将壳体环安装至所述熔炉的外表面并在靠近与所述熔炉的连接处围绕所述管的圆周，安装包括将第一半圆形的环半件联接到相对设置的第二半圆形的环半件；
将刷密封件围绕所述管的圆周安装并至少部分地将所述刷密封件布置在所述壳体环内；
将多个从所述刷密封件径向向内延伸的刷接触所述管的外表面；并且将所述刷密封件置于所述壳体环内，
其中，将刷密封件围绕所述管的圆周安装的步骤包括将多个刷密封环围绕所述管缠绕以形成所述刷密封件，使得所述刷密封件无需移除所述管就能够安装和移除，且将多个刷密封环围绕所述管缠绕的步骤包括设置所述多个刷密封环中的每个刷密封环，使得所述多个刷密封环中的第一刷密封环的接头不与所述多个刷密封环中的相邻的刷密封环的接头对齐。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述壳体环无需移除所述管就能够安装和移除。
将第一部分和第二部分围绕所述管的圆周安装以形成开口保持环；和将所述开口保持环在所述刷密封件的上方联接到所述壳体环。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述刷与所述管的外表面之间的接触压力抑制来自所述熔炉的气体的传输。
13.如权利要求9所述的方法，其中将所述刷密封件置于所述壳体环之中包括将所述刷密封件设置在形成于所述壳体环内的槽口内。
用于炉密封的方法及系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年11月13日提交的美国临时专利申请号为61/903,770的全部公开的优先权，并出于任何目的通过引用将其并入本文。
技术领域
[0003] 本申请通常涉及到炉系统，并且更具体地，但并不通过限制的方式，涉及一种用于密封催化剂管和炉之间连接处的开口环组件。
背景技术
[0004] 在精炼和石油化工工业中使用的炉设计为在内部温度超过1600华氏度下工作。经济和安全因素决定了此类内部温度需要高精确度的控制。因此，当务之急是用密封装置使得任何渗透入炉内部的周围空气以及从炉泄漏的热量和热烟气达到最小化。
[0005] 在许多情况下，炉顶部附近的区域是烟气和炉热量泄漏的主要位置。炉顶部附近的区域高度密集地设置有多种硬件，包括，例如，催化剂管，催化剂管法兰，入口管道，管支撑组件，以及相关的硬件。这种密集设置限制了安装密封装置的可用空间。因为炉部件和相关硬件往往是金属的，所以任何密封装置必须允许由于热膨胀导致的(例如，催化剂管的)垂直生长。此外，密封装置必须在不改变或移除相关硬件的基础上便于安装和更换。
发明内容
[0006] 本发明通常涉及一种炉系统，并且更具体地，但并不通过限制的方式，涉及一种用于密封催化剂管和炉之间连接处的开口环组件。在一方面，本发明涉及一种环密封组件。环密封组件包括联接到炉外表面的壳体环。壳体环在靠近与炉的连接处围绕管周向布置。环密封组件还包括刷密封件，刷密封件至少部分地布置在壳体环内部。刷密封件围绕管周向布置。多个刷从刷密封件朝向管径向向内延伸。
[0007] 在另一方面，本发明涉及一种密封管和炉之间的连接处的方法。该方法包括在炉的外表面安装壳体环。壳体环在靠近与炉的连接处围绕管周向安装。该方法还包括围绕管周向安装刷密封件。刷密封件至少部分布置在壳体环内部。多个刷从刷密封件径向向内延伸，并接触管的外表面。刷密封件位于壳体环内部。
附图说明
[0008] 为了更全面地理解本发明以及进一步地为了理解其目的和优点，现可参考以下说明并结合考虑附图，其中：
[0009] 图1是现有技术的催化剂管装置的透视图；
[0010] 图2是根据一个示例性实施例的环密封件的分解图；
[0011] 图3是图2所示环密封件根据一个示例性实施例在安装的配置中的透视图。
[0012] 图4A是图2所示环密封件根据一个示例性实施例在安装的配置中的剖面图；
[0013] 图4B是图2所示环密封件根据一个示例性实施例在安装构造中的俯视图；以及[0014] 图5是根据一个示例性实施例密封催化剂管的过程的流程图。
具体实施方式
[0015] 现在将参照附图更加全面地描述本发明的各种实施例。然而，本发明可以体现为多种不同的形式且不应被解释为局限于本文阐述的实施例。
[0016] 图1是现有技术催化剂管装置的透视图。炉100包括多个从其向外延伸的催化剂管102。织物密封件104位于该多个催化剂管的每个管周围，靠近管与炉100的外壁的连接处。
织物密封件104是柔性的，并且其安装必须具有足够的松弛度，以便为操作期间的该多个催化剂管102的热膨胀的留出空间。为适应热膨胀所需的过量材料由可用空间限制，因此使得安装和维护都变得困难。
[0017] 图2是环密封件200的分解图。该环密封件200包括布置在壳体环202和保持环206之间的刷密封件204。壳体环202包括联接到第二开口环部分202(b)第一开口环部分202(a)。然而，在其他实施例中，使用本发明原理的环密封件可以包括单件式壳体环或铰链壳体环。槽口214围绕第一开口环部分202(a)和第二开口环部分202(b)的内周形成。
[0018] 仍参考图2，刷密封件204包括布置在壳体环202内的第一刷密封环205，第二刷密封环207，以及第三刷密封环209。然而，在其他实施例中，使用本发明原理的环密封件可包括任何数量的刷密封环。第一刷密封环205包括第一接头216，第二刷密封环207包括第二接头218，第三刷密封环209包括第三接头220。安装后，第一刷密封环205，第二刷密封环207，以及第三刷密封环209被布置为使得第一接头216，第二接头218，和第三接头220交错排列，进而使得第一接头216，第二接头218，和第三接头220不对齐，从而抑制气体通过第一接头216，第二接头218，和第三接头220传输。
[0019] 仍参考图2，第一刷密封环205包括支撑环210(a)和多个从支撑环210(a)径向向内延伸的刷212(a)。第二刷密封环207包括支撑环210(b)和多个从支撑环210(b)径向向内延伸的刷212(b)。第三刷密封环209包括支撑环210(c)和多个从支撑环210(c)径向向内延伸的刷212(c)。
[0020] 仍参考图2，保持环206设置在上述刷密封件204上方。保持环206包括第一部分222和第二部分224。然而，在其他实施例中，使用本发明原理的环密封件可包括单件式保持环或铰接保持环。保持环206通过多个螺钉208固定到壳体环202上，由此将刷密封件204固定在壳体环202和保持环206之间。
[0021] 图3是环密封件200在安装的配置中的透视图。环密封件200在管302和炉拱或炉顶(图3中未示出)之间的连接处，围绕管302的外壁304周向固定。在一个典型的实施例中，管302是，例如，催化剂管；然而，在其他实施例中，环密封件200可以用于密封任何类型的炉入口或炉出口管。
[0022] 参考图2-3，第一刷密封环205，第二刷密封环207，以及第三刷密封环209固定在壳体环202内部。刷212(a)-(c)从支撑环210(a)-(c)径向向内延伸并与管302的外壁304接触，从而抑制气体在外壁304和环密封件200之间传输。然而，管302未与刷212(a)-(c)连接。因此，管302可移动，例如，在相对环密封件200的轴向方向。管302的这种运动可由，例如，管302的热膨胀和/或热收缩引起。
[0023] 图4A是环密封件200在安装的配置中的剖面图。图4B是环密封件200在安装的配置中的俯视图。参照图4A和4B，第一开口环部分202(a)联接到第二开口环部分202(b)以形成围绕管302的外壁304的壳体环202。第一开口环部分202(a)和第二开口环部分202(b)的使用使得环密封件200不需要重大的设备移除就能用于现有炉。壳体环202通过过程(例如，如焊接，钎焊，或类似工艺)固定到炉404的外壁402上。
[0024] 仍参考图4A和4B，第一刷密封环205，第二刷密封环207，以及第三刷密封环209设置在壳体环202的内部并在槽口214的上方。刷212(a)-(c)从支撑环210(a)-(c)径向向内延伸并与管302的外壁304接触，从而抑制气体在管302的外壁304和环密封件200之间传输。然而，管302未与刷212(a)-(c)连接。因此，管302可移动，例如，在相对环密封件200的轴向方向。管302的这种运动可由，例如，管302的热膨胀和/或热收缩引起。保持环206设置在第一刷密封环205，第二刷密封环207，以及第三刷密封环209的上方。保持环通过多个螺钉208固定到壳体环202上。
[0025] 图5是用于密封催化剂管的过程500的流程图。过程500从步骤502开始。在步骤504处，第一开口环部分202(a)和第二开口环部分202(b)围绕管302的基底区组装。第一开口环部分202(a)和第二开口环部分202(b)联接在一起，以通过螺丝406形成壳体环202。第一开口环部分202(a)和第二开口环部分202(b)的使用允许壳体环202不需要移除或改变管302或炉404就能安装。在步骤506处，第一刷密封环205，第二刷密封环207，以及第三刷密封环209围绕在管302的外壁304周围缠绕以形成刷密封件204。第一接头216，第二接头218和第三接头220设置为交错配置，使得第一接头216，第二接头218和第三接头220不对齐。这样的配置通过抑制气体通过第一接头216，第二接头218和第三接头220传输而提高了刷密封件
204的密封性能。在步骤508处，刷密封件204设置在壳体环202内部且位于槽口214上。在步骤510处，第一部分222和第二部分224围绕管302固定。第一部分222和第二部分224彼此联接形成保持环206。在步骤512处，保持环206通过多个螺钉208固定到壳体环202上。过程500在步骤514处结束。
[0026] 现在参考图2-5，在操作过程中，刷密封件204会产生足够的阻碍以抑制周围空气渗入炉404内部，并抑制烟道气体从炉404逸出。多个刷212(a)-(c)包含许多刷毛，刷毛能够就内部热量和烟气从炉404的逸出生成曲折流动路径。此外，第一刷密封环205，第二刷密封环207，以及第三刷密封环209的使用使得围绕管302周向产生多个空气层。该多个空气层隔离炉404内的内部热量和烟气，并因此提供有效的密封。环密封件200允许管302通过其轴向移动。因此，便于管302的轴向膨胀和收缩由于，例如，热膨胀。此外，壳体环202和保持环206的使用允许环密封件202无需移除或改变炉404或管302就能够安装，维护和替换。
[0027] 虽然本发明的方法和系统的多种实施例已在附图中说明并在前面的说明书中作了描述，应当理解的是，本发明并不限于所公开的实施例，而是能够适用于许多如本文所述的各种调整，修改和替换而不背离本发明的精神范围的。本发明意图是本说明书和实施例仅仅被认为是示例性的。
