[实用新型]一种弹簧螺栓紧固装置及石墨换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种弹簧螺栓紧固装置以及安装有该紧固装置的石墨换热器。

背景技术

在一些设备组装时，需要在螺栓上加一弹簧，以保证紧固力的均匀性，同时可以消去设备变形时所产生的应力，当在旋拧螺母压紧弹簧时，无论弹簧与螺母间是否安装有垫圈，在摩擦力的作用下，总会使弹簧产生一定程度的扭转，在旋拧螺母的间隙，被扭转的弹簧趋于恢复原状，从而可能使螺母产生反向旋转的可能，进而影响螺母的旋拧速度。

弹簧发生扭转后，其长度会发生变化，在其恢复原状的过程中，会产生额外力。当弹簧被扭转的方向与其弹簧丝的螺旋方向相同时，其长度减少，在其恢复原状的过程中，会产生向外的推力。当弹簧被扭转的方向与其弹簧丝的螺旋方向相反时，其长度增加，在其恢复原状的过程中，会产生向内的拉力。

因此，当采用带有测力功能的工具旋拧螺母时，例如采用扭矩扳手旋拧螺母时，在摩擦力的作用下，弹簧会发生一定程度的扭转，在弹簧恢复其原状的过程中所产生的力会传递给旋拧螺母的工具，从而导致操作者对螺母的旋拧力度发生误判，造成螺母的紧固力的不足或过大，为了防止这种现象的发生，在拧紧螺母时的最后阶段，操作者会刻意放慢旋拧螺母的速度，以便确保对螺母的紧固符合要求，这使设备的安装速度受到一定的影响。如果在拧紧螺母时，在最后阶段操作者仍保持快速旋拧的状态，常常会发生紧固力不足或过大的现象，这会对设备的安全使用以及使用寿命造成一定的影响，尤其是当依靠该螺母和弹簧来保证设备的密封效果时，螺母的紧固力不足或过大，都会对密封效果产生不利影响。

目前，较多的石墨换热器的组装是采用双头螺栓加单一弹簧的紧固方法来完成的，由于上述原因，经常发生螺母的旋紧不足或过量，对石墨换热器的安全使用造成了一定的影响。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请首先提出了一种弹簧螺栓紧固装置，该弹簧螺栓紧固装置能够避免在拧紧螺母时弹簧产生扭转而导致的问题，具体的技术方案如下：

一种弹簧螺栓紧固装置，其包括螺栓、套在螺栓上的弹簧和旋拧在螺栓上的螺母，所述弹簧至少具有两个，所述弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧，所述弹簧中至少有一个弹簧的弹簧线的螺旋方向与相邻弹簧的弹簧线的螺旋方向相反。

在本申请中，设置了至少两个弹簧，且至少有一个弹簧的弹簧线的螺旋方向与相邻弹簧的弹簧线的螺旋方向相反，即至少有一个左旋弹簧和一个右旋弹簧。在旋拧螺母将弹簧压紧的过程中，由于摩擦力的作用而使弹簧产生扭转形变时，由于至少有一个左旋弹簧与一个右旋弹簧，弹簧受到相同方向的扭转时，由于左旋弹簧与右旋弹簧的长度变化方向相反，所有弹簧总长度的变化要较所有弹簧全部为左旋弹簧或全部为右旋弹簧时少，则传递到螺母的作用力也会降低。

因此，设置至少两个弹簧，即至少有一个左旋弹簧和一个右旋弹簧后，能够大大地减少在拧紧螺母的过程中，所有弹簧所生产的总的形变会大幅度的降低，尤其是当左旋弹簧的长度变化与右旋弹簧的长度变化相同时，在拧紧螺母的过程中，所有弹簧的总长度的变化趋向于零变化。这使的在拧紧螺母的过程中，同一设备的不同螺母所施加的扭矩能在最大限度上保持一致性，从而在完成螺母的旋拧后，同一设备的各个弹簧所受到的压缩力比较均衡，设备的受力也就比较均衡。

同样由于所有弹簧所产生的总长度变化大幅度地减少，在拧紧螺母时，在最后阶段，操作者也无须刻意放慢旋拧螺母的速度，保证了设备安装的效率。

进一步，所述弹簧为2-4个，所述弹簧优选为2个。2-4个弹簧已能满足需要，过多的弹簧已无必要，仅会增加操作时的工作量。

进一步，所述螺栓包括连接端和紧固端，所述螺母旋拧在紧固端，所述弹簧位于螺母与连接端之间，当将螺母向连接端方向旋拧时，弹簧被压紧，与螺母相邻的弹簧的弹簧线的螺旋方向与所述螺母的螺纹的螺旋方向相反。当与螺母相邻的弹簧的弹簧线的螺旋方向与所述螺母的螺纹的螺旋方向相反时，在拧紧螺母时，弹簧的弹簧线的端头对螺母摩擦力最小；而当与螺母相邻的弹簧的弹簧线的螺旋方向与所述螺母的螺纹的螺旋方向相同时，在拧紧螺母时，弹簧的弹簧线的端头会在螺母端面产生刻痕，并由此增大弹簧与螺母之间的摩擦力，进而增大拧紧螺母的难度。

进一步，所述弹簧的两端圆并紧并磨平。弹簧的两端圆并紧并磨平后，可有效地降低弹簧与螺母之间的摩擦力。

为减少弹簧与螺母之间的摩擦力，所述螺母与相邻的弹簧之间设置有垫圈。