CN102963637B - 一种磁吸式带压密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁吸式带压密封装置，该带压密封装置包括密封罩，密封罩设置有圆帽形罩体，罩体开口边缘带有裙座，裙座内围绕密封罩的开口设置有若干个可调节吸附力大小的永磁开关，永磁开关设置有控制转轴，转轴露出裙座上表面一部分，构成与旋转工具相配合段；该带压密封装置还设置有导磁橡胶密封板，导磁橡胶密封板覆盖所述裙座的整个下表面并延伸至圆帽形罩体内一部分，该延伸段呈阔口瓶颈型，紧贴圆帽形罩体内壁，导磁橡胶密封板下表面上围绕密封罩开口设置有磁性密封圈。该磁吸式带压密封装置密封效果好，所使用永磁开关磁力线封闭，吸附力强，在实施带压密封前磁力小，定位容易，拆卸时可以调节至小吸附力状态，易拆卸。

Description

一种磁吸式带压密封装置

技术领域

本发明涉及一种磁吸式带压密封装置，具体涉及一种利用永磁体的吸附力对泄漏容器实施密封的装置，该装置可调节其吸附力的大小。

背景技术

随着国民经济的快速发展，移动式容器(包括汽车罐车、铁路罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱等)已大量应用于工业流体介质的异地运输。由于移动式容器具有装载量大、运输手段灵活与运输成本低廉等特点，可进行公路、铁路、水路的运输或实现这些运输方式的联运，在国民经济迅速发展过程中起着非常重要的作用。

移动式容器储运的介质绝大部分是易燃、易爆、有害的液化气体或低温流体，在行驶中移动式压力容器除承受内压或外压作用外，还会频繁地受到冲击、震动，特别是碰撞及交通事故的发生，会造成盛装流体的泄漏，引发重大安全事故，给国家财产和人民生命带来极大危害，社会影响极坏。因此，如何简便、快捷、可靠、安全地消除移动式容器泄漏事故，是带压密封领域技术人员需要迫切解决的技术问题。

目前，对发生泄漏的移动式容器通常采用磁吸式密封装置进行快速带压密封。磁吸式密封装置直接利用永磁材料产生的吸引力来实现移动式容器带压密封，一般不采用电磁铁，因为电磁铁在通电时极易产生火花放电，遇到易燃物会造成巨大灾难。采用永磁材料基本实现了安全密封的效果，但是普遍存在三个问题：一是磁力不足，二是不易定位，三是不易拆卸。在下述已申报的专利中均可以发现以上不足之处。

中国实用新型专利(专利号：ZL200920218345.9)中介绍了一种高压强磁化带压密封装置，该带压密封装置将数个磁吸装置环设并固定在密封罩开口的外边缘上，磁吸装置包括一个盒体，盒体内放入永磁体，盒体接触待密封容器的端口用铁片密封，永磁体本身固定有一根转动杆，转动杆一端位于盒体外部，通过转动该转动杆可以实现永磁体磁场方向的调节，从而控制带压密封装置吸附力的大小。但是该磁吸装置只使用了永磁体的一个磁极，磁力线没有形成闭合磁路，对容器密封时磁吸力不足。

中国实用新型专利(专利号：ZL201020623909.X)中介绍了一种强磁带压密封装置及调节其磁力大小的独立控制器，其独立控制器设置有罩体，穿过罩体顶壁设置有一根连杆，位于罩体内的连杆一端固定有磁铁块，位于罩体外的连杆一端设置有偏心凸轮，通过旋转偏心凸轮可以实现磁铁块与待密封容器壁距离的调节，从而控制强磁带压密封装置吸附力的大小，该独立控制器还有一种类似的结构，连杆与磁铁块螺纹连接，通过旋转连杆本身也可以实现磁铁快与待密封容器壁距离的调节。但是该带压密封装置仍然存在上述缺陷，即只利用了永磁体的一个磁极，磁力线没有形成闭合磁路，磁吸力不足，如果磁铁块的磁场方向与连杆轴线垂直分布，又存在调节距离短，磁吸力变化不明显的缺陷。

中国实用新型专利(专利号：ZL200720095409.1)中介绍了一种圆帽式强磁抢险带压密封工具，该带压密封工具的密封主体由球柱面体和曲面模板组成，其形状呈圆帽型，曲面模板内镶嵌有磁化块和隔磁框，磁化块为永磁体，该工具实施密封时，因为永磁体的磁力就已经存在，所以不易定位，调节在容器壁上的吸附位置困难，拆卸过程也较为繁琐，或采用通电消磁，或利用杠杆装置将其撬离密封容器。技术方案类似的专利还有中国发明专利(专利号：ZL201010108746.6)中介绍的一种橡胶与强磁材料结合的密封装置，同样存在上述缺陷。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种磁吸式带压密封装置，该磁吸式带压密封装置利用永磁铁实施带压密封，磁力线封闭，吸附力强，同时又可以调节吸附力大小，在实施密封前磁力小，定位容易，拆卸时可以调节至小吸附力状态，易拆卸。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种磁吸式带压密封装置，所述带压密封装置包括密封罩，该密封罩设置有圆帽形罩体，罩体开口边缘带有裙座，所述裙座内围绕密封罩的开口设置有若干个可调节吸附力大小的永磁开关，所述永磁开关内设置有永磁块，永磁块设置有控制转轴，永磁块的磁场方向垂直转轴的轴向设置，通过旋转转轴调节永磁开关的磁吸力，所述转轴露出裙座上表面一部分，构成与旋转工具相配合段；所述带压密封装置还设置有导磁橡胶密封板，导磁橡胶密封板覆盖所述裙座的整个下表面并延伸至圆帽形罩体内一部分，该延伸段呈阔口瓶颈型，紧贴圆帽形罩体内壁，导磁橡胶密封板下表面上围绕密封罩开口设置有磁性密封圈。

进一步，所述永磁开关设置有磁座，磁座由铁磁性材料夹持非磁性材料构成，非磁性材料部分位于磁座垂直方向的中部，所述磁座中部正对非磁性材料部分设置有垂直方向的中心孔，所述中心孔至少穿透磁座的一个端面，中心孔的孔壁由铁磁性材料和非磁性材料构成，相同材料相对设置；所述中心孔内设置有可旋转芯柱，该芯柱为永磁材料制作，芯柱的磁场方向垂直中心孔的轴线分布，可在水平方向旋转芯柱的磁场；当芯柱的磁场方向朝向铁磁性材料部分时，磁座被磁化后磁吸力增强，当芯柱的磁场方向朝向非磁性材料部分时，芯柱的磁场被断磁，磁座的磁吸力被减弱。

进一步，所述磁座内，铁磁性材料部分的体积大于非磁性材料部分，两部分通过焊接构成一体。

进一步，所述磁座设置成圆柱体或棱柱体，或呈梯形体设置，梯形的磁座被磁化后底部吸附力大于上部。

进一步，所述中心孔为圆孔，中心孔的上边缘部分设置有限制所述芯柱旋转角度的限位槽；所述芯柱为圆柱形或棱柱形，芯柱上部设置有旋转芯柱的转轴，芯柱旋转时四周不接触孔壁。

进一步，所述转轴由两部分构成，与芯柱连接段由铁磁性材料制成，下端设置有径向的凸缘，凸缘的直径与中心孔直径相适配，凸缘一侧设置有适配于所述限位槽的限位装置，与工具相配合段由非磁性材料制成，与工具相配合段设置成棱柱形，端面上设置有指示芯柱磁场方向的沟槽。

进一步，所述芯柱的材料采用铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料或复合永磁材料的任一种。

进一步，所述中心孔为盲孔，穿透磁座的上端面设置，磁座底部正对中心孔设置有拆卸芯柱的透孔。

进一步，所述圆帽形罩体一侧设置有引流装置，该引流装置由阀门构成。

进一步，所述裙座为平面体或适配于待密封容器壁的弧形体，裙座上部设置有搬运带压密封装置的把手或吊环。

本发明一种磁吸式带压密封装置，具有以下优点：

①该磁吸式带压密封装置的密封罩在工作面上设置有导磁橡胶密封板，导磁橡胶密封板下部围绕密封罩开口还设置有磁性密封圈，密封效果好；

②该磁吸式带压密封装置设置有可调节吸附力大小的永磁开关，永磁开关的磁座兼具导磁和断磁功能，中部设置永磁材料制作的芯柱，通过旋转芯柱的磁场方向实现磁吸力的大小调节，能够同时利用芯柱的两个磁极，吸附力强；

③永磁开关在现有产品的基础上做了较大程度的结构简化，制作工艺简单，使用方便；

④永磁开关设置若干个于密封罩的裙座内，在对容器壁带压密封前调整为小吸附力状态，定位容易，在待密封容器壁上的固定位置方便调节，调整至合适带压密封位置后可以很快调整至强吸附力状态，实施带压密封；

⑤该磁吸式带压密封装置拆卸容易，从容器壁上拆卸之前调整永磁开关至小吸附力状态即可，而且不会对开关内永磁体的磁性造成任何损害。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的使用状态图；

图4为本发明所使用永磁开关的立体视图；

图5为本发明所使用永磁开关的分解视图；

图6为本发明所使用永磁开关的立体视图；

图7为本发明所使用永磁开关的俯视图；

图8为图4中沿A-A的剖视图；

图9为本发明所使用永磁开关内芯柱的磁场方向视图；

图中：1.磁座、1-1.限位槽、1-2.底孔、2.隔磁体、3.芯柱、4.凸缘、5.上转轴、5-1.指示槽、6.下转轴、7.限位器、8.密封罩、9.引流装置、10.把手、11.导磁橡胶密封板、12.磁性密封圈、13.旋转工具。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本发明的结构、特征以及功效详细说明如后。

如图1、图2、图3所示为本发明实施例之一，在该实施例中，磁吸式带压密封装置包括密封罩8，密封罩8设置有圆帽形罩体，罩体开口边缘带有裙座，密封罩8由高强有机纤维与弹性体材料复合制成，上部为标准椭圆封头，弹性材料可采用硫化后的合成橡胶或合成塑料。

如图2所示，裙座内围绕密封罩8的开口设置有若干个可调节吸附力大小的永磁开关，永磁开关的数量依据裙座面积、待密封容器内流体的压力确定，裙座内可以预先制成与永磁开关形状相适配的槽，永磁开关设置在槽内。如图1、图3所示，永磁开关设置有控制转轴，转轴露出裙座上表面一部分，构成与旋转工具13相配合段。旋转工具13需要采用非磁性材料制作。

如图1所示，带压密封装置还设置有导磁橡胶密封板11，导磁橡胶密封板11覆盖裙座的整个下表面并延伸至圆帽形罩体内一部分，该延伸段呈阔口瓶颈型，紧贴圆帽形罩体内壁，与密封罩8通过胶粘剂粘接为一体；导磁橡胶密封板11下表面上围绕密封罩开口设置有沟槽，沟槽内设置有磁性密封圈12。

导磁橡胶密封板11由高强有机纤维与弹性体材料复合制成，弹性体材料为加入30％-50％导磁粉的硫化后的丁晴橡胶板或氟橡胶板，具有良好的导磁性能，不对永磁开关的吸附力造成减弱。选择丁晴橡胶导磁橡胶密封板适用于油品类化学介质泄漏的带压密封，选择磁性氟橡胶导磁橡胶密封板适用于强溶解性化学介质泄漏的带压密封。

磁性密封圈12由合成橡胶、增塑剂和磁粉混合制成，本身既构成密封胶条，可以进一步增强密封效果。

本发明所使用的永磁开关设置有磁座1，磁座1由铁磁性材料夹持非磁性材料构成，非磁性材料部分位于磁座1垂直方向的中部，即图4中的隔磁体2。铁磁性材料可以采用碳钢等材料，非磁性材料可以采用不锈钢、铜等材料。

磁座1中部正对非磁性材料部分设置有垂直方向的中心孔，见图5，中心孔为盲孔，穿透磁座1的上端面，中心孔的孔壁由铁磁性材料和非磁性材料构成，相同材料相对设置。

如图5、图8所示，中心孔内设置有可旋转芯柱3，该芯柱3为永磁材料制作，其材料采用铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料或复合永磁材料的任一种，优选钕铁硼或铝镍钴。

如图9所示，芯柱3的磁场方向垂直中心孔的轴线分布，在芯柱3的制造过程中可以人为控制其磁场分布，使其磁场方向位于径向方向。

芯柱3上部设置有旋转芯柱3的转轴，转轴的结构在下述段落中有详细描述，通过转轴可在水平方向旋转芯柱3的磁场。当芯柱3的磁场方向朝向铁磁性材料部分时，磁座1被磁化后磁吸力增强，当芯柱3的磁场方向朝向非磁性材料部分时，芯柱3的磁场被断磁，磁座1的磁吸力被减弱。

如图4、图5所示，在磁座1内，铁磁性材料部分的体积大于非磁性材料部分，两部分通过焊接构成一体。这样设置的目的是当芯柱3的磁场方向朝向非磁性材料部分时，磁座1仍然具有一定的磁性，只不过呈现最小吸附力状态，可以在容器壁上定位，而且方便移动调整。

磁座1可以设置成圆柱体或棱柱体，如正方体，长方体，或呈梯形体设置，在该实施例中，磁座1设置为正置的梯形体，梯形体的磁座1被磁化后底部吸附力大于上部，有利于磁座1的固定。

如图5、图7所示，中心孔为圆孔，中心孔的上边缘部分设置有限制芯柱3旋转角度的限位槽1-1；芯柱3为圆柱形或棱柱形，该实施例中采用圆柱形，芯柱3的半径小于中心孔半径，旋转时四周不接触孔壁。

如图5、图8所示，转轴由两部分构成，与芯柱3连接段由铁磁性材料制成，即图中的下转轴6，其下端设置有径向的凸缘4，凸缘4的直径与中心孔直径相适配，凸缘4一侧设置有适配于限位槽1-1的限位器7，限位器7可以采用一根非磁性材料的圆柱销，凸缘4上径向设置一个圆孔，限位器7与凸缘4插接固定。

转轴中与工具相配合段由非磁性材料制成，即图中的上转轴5，该段设置成棱柱形，端面上设置有指示芯柱3磁场方向的指示槽5-1。铁磁性材料可以采用碳钢等材料，非磁性材料可以采用不锈钢、铜等材料。

上转轴5和下转轴6通过焊接成为一体，下转轴6与芯柱可以通过焊接、卡槽等方式组合。

该永磁开关组装好之后，芯柱3与磁座1之间通过磁吸力自然连接在一起，但是两者之间的吸附力较强，不方便拆卸，如图6、图8所示，为了从磁座1内拆卸芯柱3，磁座1底部正对中心孔设置有底孔1-2，可以从底孔1-2探人工具将芯柱3顶出。

如图1所示，圆帽形罩体一侧设置有引流装置9，该引流装置9由阀门构成，可以采用球阀或闸板阀，当被密封容器的泄漏压力较大时，可以打开引流装置9泄压引流。

裙座为平面体或适配于待密封容器壁的弧形体，采用平面体的裙座，因为自身具有弹性，也可以根据待密封容器壁的形状变形，裙座上部设置有搬运带压密封装置的把手10，也可以采用吊环，把手及吊环均采用非磁性材料制作。

该磁吸式带压密封装置使用时，可以逐个将永磁开关调整至如图7所示状态，此时永磁开关为最小吸附力状态，可以将带压密封装置方便地在容器壁上移动定位，或者利用扳手等工具顺时针旋转转轴至1/3、1/2限位槽1-1处，此时永磁开关呈现稍大的吸附力，也可以将带压密封装置实施移动定位，位置调整好之后，利用扳手等工具顺时针旋转转轴90°之后，永磁开关被调整至最强吸附力状态，完成固定，拆卸时逆时针旋转转轴90°即恢复最小吸附力状态，可进行拆卸操作。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁吸式带压密封装置，所述带压密封装置包括密封罩，该密封罩设置有圆帽形罩体，罩体开口边缘带有裙座，其特征在于，所述裙座内围绕密封罩的开口设置有若干个可调节吸附力大小的永磁开关，所述永磁开关内设置有永磁块，永磁块设置有控制转轴，永磁块的磁场方向垂直转轴的轴向设置，通过旋转转轴调节永磁开关的磁吸力，所述转轴露出裙座上表面一部分，构成与旋转工具相配合段；所述带压密封装置还设置有导磁橡胶密封板，导磁橡胶密封板覆盖所述裙座的整个下表面并延伸至圆帽形罩体内一部分，该延伸段呈阔口瓶颈型，紧贴圆帽形罩体内壁，导磁橡胶密封板下表面上围绕密封罩开口设置有磁性密封圈。

2.如权利要求1所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述永磁开关设置有磁座，磁座由铁磁性材料夹持非磁性材料构成，非磁性材料部分位于磁座垂直方向的中部，所述磁座中部正对非磁性材料部分设置有垂直方向的中心孔，所述中心孔至少穿透磁座的一个端面，中心孔的孔壁由铁磁性材料和非磁性材料构成，相同材料相对设置；所述中心孔内设置有可旋转芯柱，该芯柱为永磁材料制作，芯柱的磁场方向垂直中心孔的轴线分布，可在水平方向旋转芯柱的磁场；当芯柱的磁场方向朝向铁磁性材料部分时，磁座被磁化后磁吸力增强，当芯柱的磁场方向朝向非磁性材料部分时，芯柱的磁场被断磁，磁座的磁吸力被减弱。

3.如权利要求2所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述磁座内，铁磁性材料部分的体积大于非磁性材料部分，两部分通过焊接构成一体。

4.如权利要求2所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述磁座设置成圆柱体或棱柱体，或呈梯形体设置，梯形的磁座被磁化后底部吸附力大于上部。

5.如权利要求2所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述中心孔为圆孔，中心孔的上边缘部分设置有限制所述芯柱旋转角度的限位槽；所述芯柱为圆柱形或棱柱形，芯柱上部设置有旋转芯柱的转轴，芯柱旋转时四周不接触孔壁。

6.如权利要求5所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述转轴由两部分构成，与芯柱连接段由铁磁性材料制成，下端设置有径向的凸缘，凸缘的直径与中心孔直径相适配，凸缘一侧设置有适配于所述限位槽的限位装置，与工具相配合段由非磁性材料制成，与工具相配合段设置成棱柱形，端面上设置有指示芯柱磁场方向的沟槽。

7.如权利要求2所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述芯柱的材料采用铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料或复合永磁材料的任一种。

8.如权利要求2所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述中心孔为盲孔，穿透磁座的上端面设置，磁座底部正对中心孔设置有拆卸芯柱的透孔。

9.如权利要求1所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述圆帽形罩体一侧设置有引流装置，该引流装置由阀门构成。

10.如权利要求1所述的磁吸式带压密封装置，其特征在于，所述裙座为平面体或适配于待密封容器壁的弧形体，裙座上部设置有搬运带压密封装置的把手或吊环。