CN102818021A - 具有泄露在线检测功能的压力容器快开门装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力容器领域，旨在提供一种具有泄露在线检测功能的压力容器快开门装置。该装置包括与容器筒体焊接的筒体法兰、与封头焊接的封头法兰，以及用于固定连接筒体法兰和封头法兰的锁紧卡箍；在筒体法兰的法兰面上设有三圈凹槽，从外向内依次为第一密封槽、气体检测槽和第二密封槽，在第一密封槽和第二密封槽内分别放置唇形密封圈；在筒体法兰上，设有分别接至第一密封槽和第二密封槽的用于引入密封气体的进气口，以及连通至气体检测槽的介质传感器。本发明组装拆卸方便、节省成本、延长了使用寿命、保证了容器密封的成功率、气体检测槽可检测容器内部气体泄露，能够避免因突然停止容器工作造成的经济损失。

Description

具有泄露在线检测功能的压力容器快开门装置

技术领域

本发明涉及压力容器领域，尤其涉及一种装配简单、操作方便、可降低成本、密封性能强且具有泄露在线检测功能的压力容器快开门装置。

背景技术

由于工艺进出物料等的需要，一些压力容器需要快开门装置使封头可以快速启闭。现有压力容器快开门装置主要有卡箍式、齿啮式和压紧式等三种结构，其中齿啮式快开门装置应用最广泛。传统卡箍式结构主要包括与筒体焊接的筒体法兰、与封头焊接的封头法兰以及两法兰之间的密封圈，筒体法兰和封头法兰圆周方向均布有相对应的法兰齿，通过转动封头使筒体法兰齿与封头法兰齿错位打开以及啮合锁紧实现封头的快速启闭。这种结构由于封头法兰与筒体法兰间需要相对转动，密封圈容易磨损，而且快开封头既要考虑升降又要考虑转动，所以封头的固定形式相对复杂。

改进的卡箍齿啮式通过设置两侧均带齿的卡箍来承担轴向力且只需转动卡箍就能启闭封头从而克服了上述两个缺点。即便如此，该结构也有以下缺点：1、由于封头法兰、筒体法兰以及卡箍两侧都开齿，使得加工复杂化（啮合齿不允许使用焊接结构），2、多处开齿降低了结构强度，为保证强度一般结构尺寸都比较大，增大了成本。此外，这类结构密封形式只靠卡箍旋紧过程中压紧密封圈密封，一旦出现密封失效，不能及时检测，假如容器内是有毒气体则会大量扩散到容器外部造成生命财产损失，且即使发现泄漏也只能停止所有工序，不但延误进度且会带来经济损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种装配简单、操作方便、可降低成本、密封性能强、具备泄露及时在线检测功能且能在不停工的情况下调整密封压力的压力容器快开门装置。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种具有泄露在线检测功能的压力容器快开门装置，包括与容器筒体焊接的筒体法兰、与封头焊接的封头法兰，以及用于固定连接筒体法兰和封头法兰的锁紧卡箍；在筒体法兰的法兰面上设有三圈凹槽，从外向内依次为第一密封槽、气体检测槽和第二密封槽，在第一密封槽和第二密封槽内分别放置唇形密封圈；在筒体法兰上，设有分别接至第一密封槽和第二密封槽的用于引入密封气体的进气口，以及连通至气体检测槽的介质传感器。

作为一种改进，所述用于引入密封气体的进气口通过管路接至压缩气体容器或压缩气体产生装置。

作为一种改进，在筒体法兰上设有与气体检测槽相通的用于排出泄露介质的排气通道，排气通道与排气管道相接。

作为一种改进，所述封头法兰的外沿环向均布若干卡齿，而筒体法兰的外沿不设开齿，锁紧卡箍套于筒体法兰和封头法兰的外沿上；位于封头法兰一侧的锁紧卡箍内侧设有与封头法兰卡齿对应数量的卡齿，位于筒体法兰一侧的锁紧卡箍内侧不开齿。

作为一种改进，容器筒体上设有用于防止容器工作过程中误操作而打开快开门装置的安全连锁装置。

作为一种改进，容器筒体上设有环向均布的支撑架，支撑架连接至锁紧卡箍，用于支撑锁紧卡箍以防止在封头法兰启闭过程中发生轴向移动。

作为一种改进，所述锁紧卡箍由两个半圆形卡箍组成，并通过两个拼接板连接而成。

作为一种改进，所述锁紧卡箍通过两个油缸实现转动使封头法兰卡齿与锁紧外圈卡齿啮合或错位：每个油缸的一端连接到一个拼接板，另一端则连接至焊接于容器筒体上的油缸座。

本发明中，若第一密封槽中密封圈密封失效，容器内部介质渗透到气体检测槽内，则会被相应介质传感器探测到并发出警报，这时可增大第一密封槽、第二密封槽内密封气体压力，使容器密封，或停止容器工作进行进一步检修，而泄漏到气体检测槽的容器内部气体可通过排气通道回收。

与其它现有快开门装置相比，本发明具有以下优点：

1、锁紧卡箍由两半部分利用拼接板通过螺钉连接，组装拆卸方便；

2、只需封头法兰以及靠近封头一端的锁紧卡箍内侧开齿，而筒体法兰以及靠近筒体一端的锁紧卡箍内侧不必开齿，这样能避免因开齿造成的强度削弱，在保证强度的基础上可以减薄筒体法兰以及锁紧卡箍筒体一侧法兰的厚度，不但减少了开齿的工序，也节省成本；

3、容器启闭过程中，只有锁紧卡箍转动，而封头法兰与筒体法兰之间没有相对滑动，这样避免了唇形密封圈的磨损，延长了使用寿命；

4、法兰面之间采用两道唇形密封圈进行密封，保证了容器密封的成功率；

5、两道密封圈之间设置气体检测槽，并连接至可检测容器内部气体的介质传感器，这样容器工作过程中可实时检测容器内部气体是否泄露；

6、当发现容器内部气体泄露到气体检测槽内被介质传感器检测到时，系统会立即发出警报，提醒工作人员；

7、密封失效容器内部气体泄露后，工作人员接到报警后，可不必立即使容器停止工作，先增大第一密封槽、第二密封槽内的密封气体压力，使唇形密封圈的密封压力增大而重新密封，容器可继续工作，避免了因突然停止容器工作造成的经济损失；

8、气体检测槽设置有排气通道，泄露到气体检测槽内的容器内部气体可排放至制定容器内，避免容器内部气体泄露到大气造成人员、财产损失；

9、当检测到气体泄漏，增大密封压力，气体检测槽内泄露气体浓度依然在增加，则表明密封彻底失效，这时再停止容器工作，同时将泄露到气体检测槽内的气体排放到指定容器中，这样可避免或大大减少因容器内部气体泄露到大气中所带来的人员财产损失。

附图说明

图1 本发明总体结构及其它部件图；

图2是 图1中I部分的放大图；

图3 锁紧卡箍结构图；

图4是图3中A-A剖面图；

图5是图3的左视图；

图6图5中II(拼板结构)放大图；

图7封头法兰结构图；

图8 是图7中B-B剖面图；

图9是筒体法兰结构图；

图10是图9中C-C剖面图；

图11 是图10中III放大图；

图12 是图10中IV放大图。

图中附图标记：1—筒体；2—封头；3—筒体法兰；4—封头法兰；4-1—封头法兰齿；5—锁紧卡箍；5a—锁紧卡箍第一半部分；5b—锁紧卡箍第二半部分；5-1—锁紧卡箍齿；6—密封圈；6-1—第一道密封圈；6-2—第二道密封圈；7—密封槽；7-1—第一密封槽；7-1-1—第一密封槽第一进气口；7-1-2—第一密封槽第二进气口；7-2—第二密封槽；7-2-1—第二密封槽第一进气口；7-2-2—第二密封槽第二进气口；8—气体检测槽；8-1—容器内部介质对应传感器；8-1-1—第一个传感器；8-1-2—第二个传感器；8-2—排气口；9—锁紧卡箍拼接板；9-1—第一个拼接板；9-2—第二个拼接板；10—油缸(2个环向均布)；11—安全连锁装置；12—支撑架（6个环向均布）；13—拼板与卡箍连接部件；13-1—内六角圆柱形螺钉；13-2—平垫；13-3—弹簧垫；14—圆锥形定位销。

具体实施方式

结构介绍

见图1～12，本实施例中具有泄露在线检测功能的压力容器快开门装置，包括与筒体1焊接的筒体法兰3，与封头2焊接相连的封头法兰4，封头法兰远离封头一侧的外端均匀设置卡齿4-1，而筒体法兰则不开齿，这样在保证强度的基础上可避免因开齿造成的强度削弱而降低筒体法兰沿的厚度，达到节省成本的目的。筒体法兰3与封头法兰4通过锁紧卡箍5进行连接或松开。锁紧卡箍5由两个半圆形卡箍（5a、5b）利用拼接板9（两个，分别为9-1、9-2）连接而成。锁紧卡箍5靠近封头一端的内侧环向均匀加工有与封头法兰卡齿对应数量的卡齿5-1，卡箍卡齿5-1之间凹槽的距离大于封头法兰卡齿4-1的沿环向的长度，而靠近筒体一端则不开齿，这样在保证强度的基础上可避免因开齿造成的强度削弱而降低锁紧卡箍靠筒体一侧的厚度，达到节省成本的目的。

拼板9（9-1、9-2）与锁紧卡箍5（5a、5b）之间通过连接部件13连接，包括内六角圆柱形螺钉13-1、弹簧垫13-2、平垫13-3。连接之前，先将卡箍5整体加工完毕，利用圆锥形定位销14定位钻出拼板与卡箍上的螺纹孔，然后将锁紧卡箍5均匀切割成两半部分（5a、5b），待筒体法兰3与筒体1焊接并精加工完毕后连接。筒体法兰3靠近封头的一侧加工有3个凹槽，从外到里依次为第一密封槽7-1、气体检测槽8、第二密封槽7-2。第一密封槽7-1以及第二密封槽7-2内分别装入第一密封圈6-1和第二密封圈6-2，密封圈为唇形密封圈。第一密封槽7-1底部中心位置沿环向均布设有两个进气孔7-1-1以及7-1-2，第二密封槽7-2底部中心位置沿环向也均布设有两个进气孔7-2-1以及7-2-2，第一密封槽7-1的进气孔（7-1-1、7-1-2）直接通过在筒体法兰3上钻孔连接至密封气体，第二密封槽7-2的进气孔（7-2-1、7-2-2）则需通过筒体内部管子穿过筒体连接至密封气体。气体检测槽8沿环向均匀开两个孔连接容器内部介质对应传感器（8-1-1、8-1-2），气体检测槽8除两个为连接传感器而开孔外，在其它位置开第三个孔（排气孔8-2）连接排气管道，这三个开孔直接在筒体法兰3上进行。锁紧卡箍5利用油缸10（两个环向均布）驱动旋转，油缸10活塞杆一侧连接至拼板9，另一侧连接至焊在筒体1上的油缸座。筒体1上连接有安全连锁装置11，防止容器工作过程中误操作而打开容器。筒体1上连接有环向均布的支撑架12来支撑锁紧卡箍5，防止锁紧卡箍5在容器封头启闭过程中轴向移动。

容器关闭过程

快开门结构与容器组装焊接完毕后，推动封头2的封头法兰3与筒体1的筒体法兰3接触。向油缸10中注入液压油，使油缸推动锁紧卡箍5旋转，当锁紧卡箍的卡齿5-1与封头法兰的卡齿4-1啮合时，停止注入液压油使油缸10停止工作，锁紧卡箍5不再转动，启动安全连锁装置11，使安全连锁销插入锁紧卡箍5。利用连接第一密封槽7-1的两个进气口（7-1-1、7-1-2）充入密封压力，推动密封圈6-1压紧封头法兰4达到密封目的，同时利用第二密封槽7-2的两个进气口（7-2-1、7-2-2）充入密封压力，推动密封圈6-2压紧封头法兰4达到密封目的，充入的密封气体压力需大于容器的最大工作压力。待两道密封圈密封完毕后，即达到容器关闭过程，进而使容器进行正常工作。

容器打开过程

当容器工作完成后，排净容器内部气体后，将第一密封槽7-1、第二密封槽7-2内的密封气体通过进气口（7-1-1、7-1-2、7-2-1、7-2-2）泄放，泄放完毕后启动安全连锁装置11，拔出安全连锁销，使油缸10工作进而旋转锁紧卡箍5，当封头法兰卡齿4-1与锁紧卡箍卡齿5-1彻底移位时，停止油缸工作。此时即可打开封头使容器完成打开过程；

泄漏检测及处理过程

当第二密封圈6-2密封失效时，容器内部气体会泄露到两道密封圈之间的气体检测槽8内部，而由于第一密封圈6-1的密封作用，这些气体不会泄露到大气中，当气体检测槽8内出现容器内部气体时会被均布设置的两个传感器（8-1-1、8-1-2）探测到进而发出报警，此时可不必立即停止容器正常工作，先利用连接第一密封槽7-1与第二密封槽7-2的进气孔（7-1-1、7-1-2、7-2-1、7-2-2）增加第一密封槽7-1和第二密封槽7-2内的密封气体压力，强制密封圈再次密封。此时，继续利用传感器8-1-1和8-1-2检测气体检测槽8内的容器内部气体的浓度，若浓度不再增加，则表明密封达到效果，容器可继续进行当前的工作，待这次工作结束后，在容器打开之前（密封圈仍具有密封效果时）通过排气孔8-2排走气体检测槽8内部的从容器内部泄露出来的气体，然后打开容器，查找密封失效原因更换密封圈，这样容器工作过程中不被打断即避免容器内部介质气体泄露到空气中造成人员财产损失也能够避免因突然停工造成的经济损失。若增大密封压力后，传感器8-1-1或8-1-2检测到气体检测槽8内的从容器内部泄露的气体浓度还在升高，此时则应该立即停止容器工作，在容器泄压的同时利用排气孔8-2将凹槽内的泄露气体排走，这样可最大程度的避免容器内部气体泄露到大气中，避免或减少了人员财产损失。

Claims (8)

1.一种具有泄露在线检测功能的压力容器快开门装置，包括与容器筒体焊接的筒体法兰、与封头焊接的封头法兰，以及用于固定连接筒体法兰和封头法兰的锁紧卡箍；其特征在于，在筒体法兰的法兰面上设有三圈凹槽，从外向内依次为第一密封槽、气体检测槽和第二密封槽，在第一密封槽和第二密封槽内分别放置唇形密封圈；在筒体法兰上，设有分别接至第一密封槽和第二密封槽的用于引入密封气体的进气口，以及连通至气体检测槽的介质传感器。

2.根据权利要求1所述的快开门装置，其特征在于，所述用于引入密封气体的进气口通过管路接至压缩气体容器或压缩气体产生装置。

3.根据权利要求1所述的快开门装置，其特征在于，在筒体法兰上设有与气体检测槽相连通的用于排出泄露介质的排气通道，排气通道与排气管道相接。

4.根据权利要求1至3任意一项中所述的快开门装置，其特征在于，所述封头法兰的外沿环向均布若干卡齿，而筒体法兰的外沿不设开齿，锁紧卡箍套于筒体法兰和封头法兰的外沿上；位于封头法兰一侧的锁紧卡箍内侧设有与封头法兰卡齿对应数量的卡齿，位于筒体法兰一侧的锁紧卡箍内侧不开齿。

5.根据权利要求4所述的快开门装置，其特征在于，容器筒体上设有用于防止容器工作过程中误操作而打开快开门装置的安全连锁装置。

6.根据权利要求4所述的快开门装置，其特征在于，容器筒体上设有环向均布的支撑架，支撑架连接至锁紧卡箍，用于支撑锁紧卡箍以防止在封头法兰启闭过程中发生轴向移动。

7.根据权利要求4所述的快开门装置，其特征在于，所述锁紧卡箍由两个半圆形卡箍组成，并通过两个拼接板连接而成。

8.根据权利要求7所述的快开门装置，其特征在于，所述锁紧卡箍通过两个油缸实现转动使封头法兰卡齿与锁紧外圈卡齿啮合或错位：每个油缸的一端连接到一个拼接板，另一端则连接至焊接于容器筒体上的油缸座。

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