CN102269324B - 一种外密封可移动筒体的压力容器快开装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于压力容器技术领域，特别涉及一种外密封可移动筒体的压力容器快开装置。由可移动筒体、快开封头、螺纹连接套、止脱机构组成，螺纹连接套将可移动筒体、快开封头连接在一起构成，止脱机构安装在螺纹连接套上。在可移动筒体与快开封头配合的圆柱面的密封槽里安装密封圈，将螺纹连接套内孔的旋向相反的两段内螺纹分别旋进可移动筒体和快开封头相匹配的螺纹，将可移动筒体和快开封头安装连接在一起，再将止脱机构安装在螺纹连接套上。本发明通过将封头嵌入可移动筒体内腔的内密封的结构，改变为将封头套装进可移动筒体外壁的外密封结构，优化了结构和加工工艺，提高了有效容积，降低了加工成本，加工制造容易、运行安全、可靠，操作方便。
Description
一、技术领域
本发明属于压力容器技术领域，特别是涉及一种外密封可移动筒体的压力容器快开装置。
二、背景技术
目前，通常采用压力容器筒体固定，容器的一端或两端封头可拆，通过快开装置解决封头的快开及与筒体间的连接密封问题，达到完成压力条件下气-固、液-固或气-液-固物料的萃取、分离、混合、反应等完成后所需的快开操作。不开启或不需经常开启的另一端封头，采用一体或可拆式结构与容器筒体连接。容器的内腔可设置内件，容器的筒体外壁可安装加热或者冷却套。因为筒体固定，特别是小型容器，当需要经常地拆卸和清洗容器内腔时，由于容器内腔容积小，难以清洗，给上述操作、运行带来极大不便。
中国国家知识产权局2010年6月2日授权的，专利号为ZL200810015257.9，名称为“一种可移动筒体的压力容器快开装置”的专利较好地解决了目前压力容器设备中存在的以上问题。
上述专利技术的可移动筒体的压力容器快开装置，通过快开连接件螺纹连接套或者齿啮式卡箍将筒体与封头快开式地密封连接在一起，实现了容器上部封头固定、筒体可以快开后移动的功能。对于螺纹连接套结构，螺纹连接套有两段旋向相反的内螺纹；快开封头上有流体进、出通道和热电偶安装孔，端面加工连接孔，与筒体内腔相配合的圆柱面上有密封槽，与筒体相连接的部位有与螺纹连接套相匹配的螺纹。筒体与快开封头相连接的安装部位有与螺纹连接套相匹配的螺纹。通过旋转螺纹连接套可实现快开封头与筒体的连接或完全分离，分离后的筒体可以拿去装卸物料或者清洗，安全、方便快捷。
上述专利的快开密封为筒体内密封，为了实现密封效果，封头与筒体密封连接的封头连接部位安装进筒体内腔，这种嵌入筒体内腔的内密封连接的封头结构，加大了封头的厚度。该结构存在以下问题：1、嵌入筒体内腔的内密封连接的封头结构占用了大量筒体容积，使得筒体容积的有效利用率降低，在相同容积下，增大了筒体的重量，加大了材料成本，并对操作带来极大的不便利。2、由于在封头上需要加工流体进、出口和测温口的通孔，并且这些孔的孔径比较小、深度比较深。这种深小孔的加工工艺困难大、成本高，对于应用不锈钢材料制作的封头，加工难度就更大。
此外，该专利中的可移动筒体的压力容器快开装置的止脱环钩的结构复杂、尺寸较大，造成材料浪费和使用上的不方便。
三、发明内容
本发明的目的在于克服现有的可移动筒体的压力容器快开装置存在的结构设计和加工制造工艺存在的缺陷，提供一种结构合理、加工工艺性能好，操作轻便、安全、高效的一种外密封可移动筒体的压力容器快开装置。
本发明的基本构思是：由可移动筒体、快开封头、螺纹连接套、止脱机构组成，螺纹连接套将可移动筒体、快开封头连接在一起构成，止脱机构安装在螺纹连接套上。
可移动筒体与快开封头配合的外圆柱面上有密封槽，可移动筒体与螺纹连接套相匹配的外圆柱面有右旋或左旋螺纹。
快开封头为带法兰平封头的圆筒体，其圆筒体内孔与可移动筒体相配合的圆柱面的配合关系为动配合，快开封头圆筒体内孔深度为2～3道密封槽的距离，快开封头圆筒体内孔口部的位置对应加工卸压孔，卸压孔为快开封头内孔壁的径向孔与孔口端面的轴向孔连通的通道，快开封头圆筒体外圆柱面加工与螺纹连接套相匹配的左旋或右旋螺纹；在距离快开封头圆筒体内孔口部以里2～3扣螺纹的位置加工止脱槽，止脱槽长度和宽度与止脱机构的带圆柱尾棘爪方销相匹配，深度为1.5～2倍螺纹牙高；在法兰平封头端面上加工安装孔及与内孔相通的流体进、出通道和热电偶安装孔，流体通道进口安装芯管，热电偶安装孔安装热电偶和热电偶套管。
螺纹连接套内孔，有与可移动筒体和快开封头连接部位相匹配的旋向相反的两段内螺纹，在两段内螺纹之间的空刀槽处有排气孔，外圆柱面上有滚花和扳手孔，在与快开封头连接的一端距离端部3～4扣的位置加工止脱机构安装孔，止脱机构安装孔由同轴方孔与螺纹孔组成并与止脱机构安装件相匹配。
止脱机构由带圆柱尾棘爪方销、压紧螺帽和压簧构成；压紧螺帽和带圆柱尾棘爪方销与螺纹连接套上止脱机构安装孔的同轴方孔与螺纹孔相匹配。
在可移动筒体与快开封头配合的圆柱面的密封槽里安装密封圈，将螺纹连接套内孔的旋向相反的两段内螺纹分别旋进可移动筒体和快开封头相匹配的螺纹，将可移动筒体和快开封头安装连接在一起，再将止脱机构安装在螺纹连接套上。
止脱机构的安装程序是，将止脱机构的压簧安装进带圆柱尾棘爪方销的圆柱尾部，再将其安装进压紧螺帽，压紧螺帽安装在螺纹连接套上的止脱机构安装孔的螺纹孔内，带圆柱尾棘爪方销安装进止脱机构安装孔的方孔内，带圆柱尾棘爪方销的斜面朝向为螺纹连接套连接可移动筒体和快开封头的旋紧方向。
安装后的快开装置，通过转动螺纹连接套可实现可移动筒体和快开封头的轴向开合。拆卸可移动筒体时螺纹连接套旋开使快开封头与可移动筒体分离，当螺纹连接套旋开至极限位置时，止脱机构的带圆柱尾棘爪方销在压簧的作用下棘爪落入快开封头的止脱槽内，阻止螺纹连接套继续旋转，防止了螺纹连接套与快开封头脱离。在反向旋紧螺纹连接套时，止脱槽的推力推动棘爪的斜面，带圆柱尾棘爪方销克服压簧的弹力抬起脱离止脱槽的止动，继续转动螺纹连接套将快开封头与可移动筒体结合在一起。
本发明通过将封头嵌入可移动筒体内腔的内密封的结构，改变为将封头套装进可移动筒体外壁的外密封结构，优化了快开封头的结构，缩短了在封头上加工小孔的长度，改善了加工工艺，减轻了可移动筒体的重量，在降低成本的基础上提高了可移动筒体的有效容积；巧妙的止脱机构为安全操作提供了保障。该发明结构合理，优化了加工工艺性能，操作轻便、安全。
四、附图说明
图1为本发明整体结构示意图的剖视图；
图2为可移动筒体的结构示意图的剖视图；
图3为快开封头的结构示意图的剖视图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为图4的B向视图；
图6为螺纹连接套的结构示意图；
图7为图6的C-C剖视图；
图8为止脱机构未动作时的结构示意图；
图9为止脱机构动作原理示意图；
图10为带圆柱尾棘爪方销结构示意图；
图11为图10的D向视图。
附图标记：
1可移动筒体，1-1密封槽，1-2右旋或左旋螺纹，2快开封头，2-1安装孔，2-2流体通道进口，2-3流体通道出口，2-4左旋或右旋螺纹，2-5卸压孔，2-6热电偶安装孔，2-7止脱槽，2-8热电偶套管，3螺纹连接套，3-1左旋或右旋螺纹，3-2排气孔，3-3右旋或左旋螺纹，3-4止脱机构安装孔，3-5滚花，3-6扳手孔，4止脱机构，4-1压紧螺帽，4-2带圆柱尾棘爪方销，4-3压簧，5密封圈，6芯管。
五、具体实施方式
结合附图详细描述本发明的实施过程。如图1至图11所示：
外密封可移动筒体的压力容器快开装置由可移动筒体1、快开封头2、螺纹连接套3、止脱机构4组成，螺纹连接套3将可移动筒体1、快开封头2连接在一起构成，止脱机构4安装在螺纹连接套3上。
可移动筒体1与快开封头2配合的外圆柱面上有密封槽1-1，可移动筒体1与螺纹连接套3相匹配的外圆柱面加工右旋螺纹1-2。
快开封头2为带法兰平封头的圆筒体，其圆筒体内孔与可移动筒体1相配合的圆柱面的配合关系为动配合，快开封头2圆筒体内孔深度为2～3道密封槽的距离，快开封头2圆筒体外圆柱面加工与螺纹连接套3相匹配的左旋螺纹2-4；在距离快开封头2圆筒体内孔口部以里2～3扣螺纹的位置加工止脱槽2-7，止脱槽2-7长度和宽度与止脱机构4的带圆柱尾棘爪方销相匹配，深度为1.5～2倍螺纹牙高；在法兰平封头端面上加工均布的3个安装孔2-1及与内孔相通的流体进、出通道2-2、2-3和热电偶安装孔2-6，安装孔2-1为螺纹孔，流体通道进口2-2安装芯管，热电偶安装孔2-6安装热电偶套管2-8；通过安装孔2-1用螺钉将快开封头固定在工作台架上。由于快开封头2厚度较小，使得快开封头2平封头上的流体进、出通道2-2、2-3和热电偶安装孔2-6等小孔深度减少，便于加工。
在快开封头2圆筒体内孔口部的位置对应加工卸压孔2-5，卸压孔2-5由先沿径向加工贯通的径向孔和随后沿轴向加工的与径向孔相通的轴向孔两部分组成，径向孔位于可移动筒体1完全插入快开封头2的圆筒体内孔后，离开快开封头2圆筒体方向最外一道密封槽1-1边缘2～3毫米以上对应位置处，轴向孔位于快开封头2的圆筒体外壁1/3壁厚处；卸压孔2-5钻制完毕后，将径向孔的圆筒体外壁侧工艺孔口封堵或焊死。卸压孔2-5的设置，以保证在带压误拆卸可移动筒体1时，可移动筒体1完全脱离快开封头2之前其内腔压力自动卸掉，保障操作人员安全。
螺纹连接套3的内孔加工与可移动筒体1和快开封头2连接部位相匹配的右旋和左旋两段内螺纹，在左旋螺纹3-1和右旋螺纹3-3之间的空刀槽处加工排气孔3-2；在与快开封头2连接的一端距离端部3～4扣的位置加工止脱机构4的安装孔3-4，止脱机构4安装孔3-4由同轴方孔与螺纹孔组成并与止脱机构4安装件相匹配，靠近螺纹连接套3内壁侧的方孔为安装防止带圆柱尾棘爪方销4-2旋转的方孔，靠近螺纹连接套3外壁侧的螺纹孔为安装压紧螺帽4-1的螺纹孔；加工方孔时，先按照带圆柱尾棘爪方销4-2的配合尺寸要求，沿径向加工贯通的径向台阶圆孔，再用锉刀将小径圆孔锉为方孔，再将大径圆孔用丝锥加工成螺纹孔，也可以用专用工具，用螺纹孔定位冲方孔；外圆柱面上加工滚花3-5和扳手孔3-6，便于上紧和拆卸螺纹连接套3；将螺纹连接套3的左旋螺纹3-1引上快开封头2的左旋螺纹2-4，可移动筒体1的密封槽1-1里安装密封圈5后，将螺纹连接3的右旋螺纹3-4引上可移动筒体1的右旋螺纹1-2，旋紧螺纹连接套3，将可移动筒体1装进快开封头2，使可移动筒体1和快开封头2连接在一起；止脱机构4由带圆柱尾棘爪方销4-2、压紧螺帽4-1和压簧4-3构成，将止脱机构4的压簧4-3安装进带圆柱尾棘爪方销4-2的圆柱尾部，再将其安装进压紧螺帽4-1，压紧螺帽4-1安装在螺纹连接套的止脱机构安装孔3-4的螺纹孔内，带圆柱尾棘爪方销4-2安装进止脱机构安装孔3-4的方孔内，带圆柱尾棘爪方销4-2的斜面朝向螺纹连接套3旋进可移动筒体1和快开封头2的旋转方向。这时，带圆柱尾棘爪方销4-2被螺纹顶起，不发生作用，当螺纹连接套3旋转至极限位置时，止脱机构的带圆柱尾棘爪方销4-2在压簧4-3的作用下棘爪落入快开封头2的止脱槽2-7内，阻止螺纹连接套3继续旋转，防止了螺纹连接套3与快开封头2脱离。在反向旋紧螺纹连接套3时，止脱槽2-7的推力推动棘爪的斜面，带圆柱尾棘爪方销4-2克服压簧4-3的弹力抬起脱离止脱槽2-7的止动，可方便转动螺纹连接套3完成拆装可移动筒体1的操作。螺纹连接套3上的止脱机构安装孔3-4的中心位于内螺纹的大径处，快开封头2上的止脱槽2-7的中心位于快开封头2的圆筒体外圆柱面上的螺纹大径处，止脱机构与止脱槽发生止转作用时，保证可移动筒体1退出螺纹连接套，而快开封头2与螺纹连接套3仍有5扣以上螺纹相连接不会脱离。
运行情况：
快开封头通过安装孔2-1用螺钉固定在工作台架上，法兰平封头上的流体通道进口2-2、流体通道出口2-3分别与带有阀门的外接流体进出管道通过焊接连接在一起。
开始操作前，检查密封圈5是否完好，清洗可移动筒体1，装入物料，将可移动筒体1对中螺纹连接套3，向旋紧方向旋转螺纹连接套3，将可移动筒体1插入快开封头2的圆筒体的内孔，实现初始密封。打开外接流体进口管上的阀门，关闭外接流体出口管上的阀门，来自外接管道的工作流体自快开封头2的平封头上的流体通道进口2-2，经过芯管6到达容器底部，工作流体充满筒体后，关闭外接流体进口管上的阀门，工作流体与物料反应，反应结束后，打开外接流体出口管上的阀门，工作流体自快开封头3的流体通道出口2-3排出可移动筒体1，由外接流体出口管输送到分离釜或回收釜。
通过热电偶套管2-8，在热电偶安装孔2-6内密封安装热电偶，用来测量压力容器工作时内部的温度。
可移动筒体1需要打开装卸物料或者清洗时，只需在容器内压力完全卸载后，用扳手插在扳手孔3-6上旋开螺纹连接套3，取下可移动筒体1。在止脱机构4的作用下，螺纹连接套3不会脱离快开封头2。当误操作而带压打开可移动筒体1时，即向打开方向旋转螺纹连接套3，致可移动筒体1上的最后一道密封圈5脱开至卸压孔2-5时，在快开封头2打开之前可移动筒体1内的气压压力自卸压孔2-5经排气孔3-2卸掉，避免了带压卸料的危险，实现了安全操作。
本发明在保留了ZL200810015257.9专利各项优点的前提下，克服了该专利结构和加工工艺方面存在的缺陷。优化了结构设计和加工工艺，提高有效容积，大大减轻了可移动筒体重量，极大方便了可移动筒体的搬动，降低了加工成本，加工制造容易，运行安全、可靠，操作方便。
Claims (1)
1.一种外密封可移动筒体的压力容器快开装置，其特征为由可移动筒体、快开封头、螺纹连接套、止脱机构组成，螺纹连接套将可移动筒体、快开封头连接在一起构成，止脱机构安装在螺纹连接套上；
可移动筒体与快开封头配合的外圆柱面上有密封槽，可移动筒体与螺纹连接套相匹配的外圆柱面有右旋或左旋螺纹；
快开封头为带法兰平封头的圆筒体，其圆筒体内孔与可移动筒体相配合的圆柱面的配合关系为动配合，快开封头圆筒体内孔深度为2～3道密封槽的距离，快开封头圆筒体内孔口部的位置对应加工卸压孔，卸压孔为快开封头内孔壁的径向孔与孔口端面的轴向孔连通的通道，快开封头圆筒体外圆柱面加工与螺纹连接套相匹配的左旋或右旋螺纹；在距离快开封头圆筒体内孔口部以里2～3扣螺纹的位置加工止脱槽，止脱槽长度和宽度与止脱机构的带圆柱尾棘爪方销相匹配，深度为1.5～2倍螺纹牙高；在法兰平封头端面上加工安装孔及与内孔相通的流体进、出通道和热电偶安装孔，流体通道进口安装芯管，热电偶安装孔安装热电偶和热电偶套管；
螺纹连接套内孔，有与可移动筒体和快开封头连接部位相匹配的旋向相反的两段内螺纹，在两段内螺纹之间的空刀槽处有排气孔，外圆上有滚花和扳手孔，在与快开封头连接的一端距离端部3～4扣的位置加工止脱机构安装孔，止脱机构安装孔由同轴方孔与螺纹孔组成并与止脱机构安装件相匹配；
止脱机构由带圆柱尾棘爪方销、压紧螺帽和压簧构成；压紧螺帽和带圆柱尾棘爪方销与螺纹连接套上止脱机构安装孔的同轴方孔与螺纹孔相匹配,将止脱机构的压簧安装进带圆柱尾棘爪方销的圆柱尾部，再将其安装进压紧螺帽，压紧螺帽安装在螺纹连接套上的止脱机构安装孔的螺纹孔内，带圆柱尾棘爪方销安装进止脱机构安装孔的方孔内，带圆柱尾棘爪方销的斜面朝向为螺纹连接套连接可移动筒体和快开封头的旋紧方向；
在可移动筒体与快开封头配合的圆柱面的密封槽里安装密封圈，将螺纹连接套内孔的旋向相反的两段内螺纹分别旋进可移动筒体和快开封头相匹配的螺纹，将可移动筒体和快开封头安装连接在一起，再将止脱机构安装在螺纹连接套上。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120822 Termination date: 20160711 |
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