CN101644331B - 快开门压力容器的快开门结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快开门压力容器的快开门结构，具有驱动端的环形卡箍安装在筒体环形座上，环形卡箍由两个以上具有圆弧形凹槽的圆弧形卡箍构成，相邻两圆弧形卡箍通过移动铰链轴铰接并设置在导向架的铰轴轨迹槽孔内；圆弧形卡箍位于主动端一侧安装有固定支架，驱动件安装在固定支架上，与筒体环形座连接的支承架下部具有两轨迹槽孔，支承架安装有同步联动机构，同步联动机构与具有主动端的两圆弧形卡箍连接，分别安装在两圆弧形卡箍上的两导向杆设置在两轨迹槽孔内；锁合时圆弧形凹槽的两侧面分别与筒体法兰和门盖法兰卡接。本发明结构简单，改善筒体法兰与门盖法兰连接处的受力状况，提高压力容器的使用寿命和安全性能，门盖开关灵活，生产成本低。

Description

快开门压力容器的快开门结构

技术领域

本发明涉及一种快开门压力容器的快开门结构，属于用于建材、化工、轻工、纺织等的压力容器技术领域。

背景技术

快开门式压力容器的快开门是制造硫化罐、蒸压釜、玻璃釜等设备的主要受压部元件，压力容器工作中需要通入一定压力的工作介质，对容器内制品进行处理，而快开门压力容器由于操作方便，故在各个工业领域广泛应用，其质量直接影响到快开门式压力容器的质量和安全使用性能。但目前公开的快开门压力容器的门盖与筒体连接结构是采用门盖法兰上的门盖齿与筒体法兰上的卡箍齿啮合结构，筒体法兰的卡箍齿的齿根转角和门盖法兰上的门盖齿的齿根转角处存在很高应力集中，使门盖法兰和门盖法兰存在着较大边缘应力，在工作过程中，压力容器需要经常加压和卸压，因此循环应力使齿根转角处易产生疲劳裂纹，而影响压力容器的作用寿命和安全性。再则筒体法兰上的卡箍齿和门盖法兰上的门盖齿容易变形失圆，使筒体法兰齿和封头法兰齿对中困难，造成快开门开关困难，不仅影响快开门式压力容器的密封，而且在使用过程中易出现啮齿不到位，还存在着飞盖的安全隐患。再则，筒体法兰的卡箍齿和门盖法兰上的门盖齿的加工需要大型专用设备，加工周期长，材料利用率底。生产成本高。由于上述缺点的存在，使齿啮式卡箍连接形式的快开门式压力容器的规格受到限制，通常用于公称直径不大于3.8m、公称压力不大于2.0Mpa的压力容器。

发明内容

本发明的目的提供一种结构简单，改善筒体法兰与门盖法兰连接处的受力状况，提高压力容器的使用寿命和安全性能，门盖开关灵活，且生产成本低的快开门压力容器的快开门结构。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种快开门压力容器的快开门结构，包括固定在筒体上的筒体法兰和固定在门盖上的门盖法兰，筒体开口一侧固定有筒体环形座，其特征在于：筒体环形座上安装由两个以上圆弧形卡箍构成的环形卡箍，环形卡箍位于筒体法兰的周边，各圆弧形卡箍均具有圆弧形凹槽，环形卡箍上至少一处具有驱动端，相邻两圆弧形卡箍一侧通过移动铰链轴铰接，且移动铰链轴安装在导向架径向的铰链轨迹槽孔内并能移动；所述环形卡箍驱动端处的两相邻圆弧形卡箍具有主动端，两圆弧形卡箍位于主动端一侧的顶部分别安装有固定支架，驱动件安装在固定支架上，安装在筒体环形座上的支承架位于环形卡箍的驱动端外，且支承架下部具有第一轨迹槽孔和第二轨迹槽孔，支承架上安装有同步联动机构，同步联动机构与具有主动端的两圆弧形卡箍连接，分别连接在两圆弧形卡箍主动端一侧的第一导向杆和第二导向杆分别设置在第一轨迹槽孔和第二轨迹槽孔内并能移动；所述各圆弧形卡箍上的圆弧形凹槽与筒体法兰和门盖法兰对应，门盖法兰两侧具有内密封端面和外环面，筒体法兰两侧具有外密封端面和内环面，锁合时的筒体法兰的外密封端面与门盖法兰的内密封端面密封贴合，圆弧形凹槽的两侧面分别与筒体法兰的内环面和门盖法兰的外环面卡接。

本发明采用筒体法兰和门盖法兰，并用两个以上的圆弧形卡箍构成的环形卡箍对筒体法兰和门盖法兰卡接，由于筒体法兰、门盖法兰和圆弧形卡箍均采用无齿结构，因此消除了齿形应力集中，压力容器的快开门的循环应力工况得到明显改善，而提高压力容器的使用安全性，不仅能大幅度延长了压力容器的使用寿命，而且也扩大了适用范围，能用于公称直径最大在10m、公称压力不大于35Mpa的压力容器上。本发明采用两个以上的圆弧形卡箍构成的环形卡箍结构，由于环形卡箍上至少具有一个驱动端，通过安装在具有主动端处的两个圆弧形卡箍上的驱动件，使该两圆弧形卡箍能沿支承架上的两个轨迹槽孔内向外或向内移动，在同步联动机构的作用下使该两圆弧形卡箍同步移动，并通过具有主动端圆弧形卡箍另一侧的移动铰链轴在导向架内径向的铰链轨迹槽孔内径向移动，而带动其它的圆弧形卡箍移动，使环形卡箍对筒体法兰和门盖法兰的周边卡接，或从筒体法兰和门盖法兰处的脱离，结构简单合理。本发明由于采用两个以上的圆弧形卡箍上的圆弧形凹槽对筒体法兰的内环面和门盖法兰的外环面卡接，锁合时各圆弧形卡箍沿圆周方向均会对筒体法兰和门盖法兰产生一个径向予紧力来束缚边缘应力，在趋圆效应的作用下能减少筒体法兰和门盖法兰的变形。再则本发明的圆弧形卡箍会对筒体法兰和门盖法兰产生自动调心作用，因此能使快开门开关灵活、准确到位，密封性可靠、使用方便。快开门压力容器使用更安全更可靠。本发明采用多个圆弧形卡箍上的圆弧形凹槽对筒体法兰和门盖法兰卡接，因此筒体法兰和封头法兰及各圆弧形卡箍的加工只需通用设备，加工周期短，材料利用率高，生产成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明快开门结构的一种结构示意图。

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图3是图2的C-C剖视结构示意图。

图4是图1的B-B剖视结构示意图。

图5是本发明同步联动机构的结构示意图。

图6是图5的D-D剖视结构示意图。

图7是图5的E-E剖视结构示意图。

图8是图5的俯视结构示意图。

图9是本发明快开门结构的另一种结构示意图。

图10是图1的F-F剖视结构示意图。

图11是图1卸压时的F-F剖视结构示意图。

图12是图11的I处放大结构示意图。

其中：1—环形卡箍，1-1—第一圆弧形卡箍，1-2—第二圆弧形卡箍，1-3—联动圆弧形卡箍，1-4—圆弧形凹槽，1-41—内环面，1-42—前环面，1-43—后环面，1-5—卸气孔，2—筒体环形座，3—驱动件，4—支承架，4-1—第一轨迹槽孔，4-2—第二轨迹槽孔，4-3—安装槽，5—固定支架，6—筒体，7—移动铰链轴，8—导向架，8-1—铰链轨迹槽孔，9—第一连杆，10—第一摆臂，11—安全销，12—第二摆臂，13—压盖，14—第二连杆，15—第二支座，16—第二导向杆，17—第一导向杆，18—第一支座，19—第一转动件，20—第一驱动轴，21—第二驱动轴，22—第二转动件，23—筒体法兰，23-1—外密封端面，23-2—内环面，24—门盖法兰，24-1—内密封端面，24-2—第二环面，24-3—过渡圆锥面，24-4—第一环面，25一密封圈。

具体实施方式

见图1～8所示，本发明的快开门压力容器的快开门结构，包括固定在筒体6上的筒体法兰23和固定在门盖上的门盖法兰24，筒体6开口一侧固定有筒体环形座2，筒体环形座2上安装有由两个以上圆弧形卡箍构成的环形卡箍1，环形卡箍1位于筒体法兰的周边，各圆弧形卡箍均具有相同的圆弧形凹槽1-4，环形卡箍1上至少一处具有驱动端，本发明的环形卡箍1上的各圆弧形卡箍等分，如图1所示，由四个沿圆周等分的圆弧形卡箍构成，或如图9所示，由三个沿圆周等分的圆弧形卡箍构成，还可由两个沿圆周等分半圆形的圆弧形卡箍或六个或五个或八个或十个或更多个沿圆周等分的圆弧形卡箍构成，其数量可根据筒体的直径设定；本发明的圆弧形卡箍还可以沿圆周不等分设置。见图1～3所示，各圆弧形卡箍均有相同的圆弧形凹槽1-4，相邻两圆弧形卡箍一侧通过移动铰链轴7铰接，该相邻两圆弧形卡箍上均设有向相接部分延伸的铰接座，移动铰链轴7安装在两圆弧形卡箍的两铰接座上，且移动铰链轴7通过两侧的紧固件安装在导向架8上，并在导向架8的铰链轨迹槽孔8-1内移动，导向架8与筒体环形座2连接，且移动铰链轴7至少一侧具有螺纹，锁紧螺母安装在移动铰链轴7上，移动铰链轴7两侧套装有导向套，且导向套的两侧具有耐磨垫片，且耐磨垫片与导向架8的两侧相接。

见图1、4、5所示，本发明的环形卡箍1驱动端处的两相邻圆弧形卡箍具有主动端，即第一圆弧形卡箍1-1和第二圆弧形卡箍1-2，具有主动端的两圆弧形卡箍在位于主动端一侧的顶部分别安装有固定支架5，第一圆弧形卡箍1-1和第二圆弧形卡箍1-2的顶部分别安装有固定支架5，直线运动的驱动件3安装在支承架4上，该驱动件3为油缸或气缸或丝杆，当驱动件3采用丝杆时，支承架4上具有螺套，通过驱动件3伸缩运动使第一圆弧形卡箍1-1和第二圆弧形卡箍1-2向外或向内移动。本发明的环形卡箍1具有1～4个驱动端，且每一个驱动端处的两相邻圆弧形卡箍均具有主动端，如图1所示，环形卡箍1具有两个驱动端，通过两个驱动件3控制两处的相邻圆弧形卡箍运动；或如图9所示，环形卡箍1具有一个驱动端，一个驱动件3控制一处的相邻圆弧形卡箍运动，具有主动端的两圆弧形卡箍分别与相邻的联动圆弧形卡箍1-3通过移动铰链轴7铰接，环形卡箍1的驱动端还可以设置三个或四个或更多个，环形卡箍1上的驱动端的数量以及圆弧形卡箍数量可根据筒体法兰23直径的大小设置。

见图4～8所示，本发明安装在筒体环形座2上的支承架4位于环形卡箍1的驱动端处，支承架4下部具有第一轨迹槽孔4-1和第二轨迹槽孔4-2，当两圆弧形卡箍沿圆周等分的圆弧形卡箍时，该第一轨迹槽孔4-1和第二轨迹槽孔4-2可对称设置，如两圆弧形卡箍沿圆周不等分的圆弧形卡箍时，该第一轨迹槽孔4-1和第二轨迹槽孔4-2不对称设置，支承架4上安装有分别使两圆弧形卡箍同步运行的同步联动机构，同步联动机构与具有主动端的两圆弧形卡箍连接，分别连接在两圆弧形卡箍主动端一侧的第一导向杆17和第二导向杆16分别设置在第一轨迹槽孔4-1和第二轨迹槽孔4-2内并能移动。见图5-8所示，本发明的同步联动机构包括同步旋转的第一转动件19和第二转动件22以及第一摆臂10、第一连杆9、第二摆臂12和第二连杆14，该第一转动件19和第二转动件22为相啮合齿轮或相啮合的扇形齿轮，铰接在第一连杆9上的第一摆臂10与第一转动件19连接，且第一连杆9与其中一个具有主动端的圆弧形卡箍连接，即第一连杆9与第一圆弧形卡箍1-1铰接，第一圆弧形卡箍1-1的顶部固定有第一支座18，第一连杆9与第一支座18铰接；铰接在第二连杆14上的第二摆臂12与第二转动件22连接，且第二连杆14与另一个具有主动端的圆弧形卡箍连接，即第二连杆14与第二圆弧形卡箍1-2上铰接，同样第二圆弧形卡箍1-2的顶部固定有第二支座15，第二连杆14与第二支座15铰接，分别连接在具有主动端两圆弧形卡箍上的第一导向杆17和第二导向杆16设置在第一轨迹槽孔4-1和第二轨迹槽孔4-2内，在驱动件3的伸缩过程中，通过第一转动件19和第二转动件22同步分别通过相铰接的第一摆臂10、第一连杆9和第一圆弧形卡箍1-1以及相铰接的第二摆臂12、第二连杆14和第二圆弧形卡箍1-2，使第一圆弧形卡箍1-1和第二圆弧形卡箍1-2沿第一轨迹槽孔4-1和第二轨迹槽孔4-2移动。

见图5～8所示，本发明为便于安装同步联动机构，支承架4的上部具有内凹的安装槽4-3，第一转动件19和第二转动件22分别与第一驱动轴20和第二驱动轴21连接并位于安装槽4-3内，而第一驱动轴20和第二驱动轴21支承连接在支承架4上，压盖13安装在支承架4上并盖住第一转动件19和第二转动件22，穿出压盖13的第一驱动轴20和第二驱动轴21分别与第一摆臂10和第二摆臂12连接，控制两摆臂动作。见图4、8所示，本发明第一摆臂10和第二摆臂12上均具的插装安全销11的销孔，安装在支承架4上的安全销11在两销孔内可轴向移动，通过安全销11对第一摆臂10和第二摆臂12进行安全联锁。

见图4、10～12所示，本发明环形卡箍1上各圆弧形卡箍上的圆弧形凹槽1-4与筒体法兰23和门盖法兰24对应，门盖法兰24两侧具有内密封端面24-1和外环面，筒体法兰23两侧具有外密封端面23-1和内环面23-2，锁合时的筒体法兰23的外密封端面23-1与门盖法兰24的内密封端面24-1密封贴合，最好在筒体法兰23上设有气孔，筒体法兰24的外密封端面23-1上设有密封圈25，通过气压将密封圈25顶在门盖法兰24的内密封端面上，圆弧形凹槽1-4的两侧面分别与筒体法兰23的内环面23-2和门盖法兰24的外环面卡接。

本发明为了使门盖开启时，能将容器内残余压力快速泄除，见图10～12所示，门盖法兰24的外环面为阶梯状，该外环面由第一环面24-4和第二环面24-2及位于第一环面24-4和第二环面24-2之间的过渡圆锥面24-3构成，且第一环面24-4高于第二环面24-2，门盖法兰24上的第一环面24-4与第二环面24-2的高度差在2-20mm之间，该过渡圆锥面24-3的夹角在30-45°之间，至少一个圆弧形卡箍上设有卸气孔1-5，见图1所示，本发明的卸气孔1-5设置在与筒体环形座2下部连接的圆弧形卡箍上，并位于圆弧形卡箍最底处的圆弧形凹槽1-4的槽底处，在排出容器内余压的同时，还可排水。本发明的圆弧形凹槽1-4的一侧具有与门盖法兰24上的第一环面24-4和第二环面24-2对应的前环面1-42和后环面1-43，圆弧形凹槽1-4另一侧的内环面1-41与筒体法兰23的外环面23-2对应，圆弧形凹槽1-4的前环面1-42与门盖法兰24上的第一环面24-4连接，圆弧形凹槽1-4的内环面1-41与筒体法兰23的内环面23-2连接，使多个圆弧形卡箍上的圆弧形凹槽1-4卡紧在筒体法兰23和门盖法兰24的外周。在打开门盖之前，各圆弧形卡箍向外径向移动，各圆弧形凹槽1-4的前环面1-42由门盖法兰24上的第一环面24-4经过渡圆锥面24-3停留在第二环面24-2上，停留时间可人工设置，容器内的残余汽体压力和二次蒸发的气体压力推开门盖，气体压力从筒体法兰23的外密封端面23-1与门盖法兰24的内密封端面24-1之间的空隙卸出，再从卸气孔1-5排出，进入泄气状态，快速将容器内余压彻底泄除，确保容器操作安全和可靠。

Claims (7)

1.一种快开门压力容器的快开门结构，包括固定在筒体上的筒体法兰和固定在门盖上的门盖法兰，筒体开口一侧固定有筒体环形座，其特征在于：筒体环形座上安装由两个以上圆弧形卡箍构成的环形卡箍，环形卡箍位于筒体法兰的周边，各圆弧形卡箍均具有圆弧形凹槽，环形卡箍上至少一处具有驱动端，相邻两圆弧形卡箍一侧通过移动铰链轴铰接，且移动铰链轴安装在导向架径向的铰链轨迹槽孔内并能移动；所述环形卡箍驱动端处的两相邻圆弧形卡箍具有主动端，两圆弧形卡箍位于主动端一侧的顶部分别安装有固定支架，驱动件安装在固定支架上，安装在筒体环形座上的支承架位于环形卡箍的驱动端外，且支承架下部具有第一轨迹槽孔和第二轨迹槽孔，支承架上安装有同步联动机构，同步联动机构与具有主动端的两圆弧形卡箍连接，分别连接在两圆弧形卡箍主动端一侧的第一导向杆和第二导向杆分别设置在第一轨迹槽孔和第二轨迹槽孔内并能移动；所述各圆弧形卡箍上的圆弧形凹槽与筒体法兰和门盖法兰对应，门盖法兰两侧具有内密封端面和外环面，筒体法兰两侧具有外密封端面和内环面，锁合时的筒体法兰的外密封端面与门盖法兰的内密封端面密封贴合，圆弧形凹槽的两侧面分别与筒体法兰的内环面和门盖法兰的外环面卡接。

2.根据权利要求1所述的快开门压力容器的快开门结构，其特征在于：所述环形卡箍上具有1～4个驱动端，且每一个驱动端处的两相邻圆弧形卡箍具有主动端。

3.根据权利要求1所述的快开门压力容器的快开门结构，其特征在于：所述门盖法兰的外环面呈阶梯状，外环面由第一环面和第二环面及位于第一环面和第二环面之间的过渡圆锥面构成，且第一环面高出第二环面2-20mm，至少一个圆弧形卡箍设有卸气孔，环形凹槽一侧具有与门盖法兰上的第一环面和第二环面对应的前环面和后环面，环形凹槽的另一侧具有与筒体法兰对应的内环面，环形凹槽的前环面和内环面分别与门盖法兰上的第一环面和筒体法兰的内环面连接。

4.根据权利要求3所述的快开门压力容器的快开门结构，其特征在于：所述的卸气孔设置在与筒体环形座下部连接的圆弧形卡箍上，并位于圆弧形卡箍最底处的环形凹槽槽底处。

5.根据权利要求1所述的快开门压力容器的快开门结构，其特征在于：所述的同步联动机构包括同步转动的第一转动件和第二转动件，第一摆臂、第一连杆、第二摆臂和第二连杆，铰接在第一连杆上的第一摆臂与第一转动件连接，且第一连杆与其中一个具有主动端的圆弧形卡箍连接，铰接在第二连杆上的第二摆臂与第二转动件连接，且第二连杆与另外一个具有主动端的圆弧形卡箍连接。

6.根据权利要求5所述的快开门压力容器的快开门结构，其特征在于：所述的第一转动件和第二转动件为相啮合齿轮，支承架的上部具有内凹的安装槽，第一转动件和第二转动件分别与第一驱动轴和第二驱动轴连接，第一驱动轴和第二驱动轴支承连接在支承架上，压盖安装在支承架上并盖在第一转动件和第二转动件上，穿过压盖的第一驱动轴和第二驱动轴分别与第一摆臂和第二摆臂连接。

7.根据权利要求1所述的快开门压力容器的快开门结构，其特征在于：所述移动铰链轴的两侧套装有导向套，且导向套的两侧具有耐磨垫片，且耐磨垫片与导向架的两侧相接。

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