CN103423447B - 高压容器缸盖锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压容器缸盖锁紧装置，旨在提供一种在缸盖启闭过程中，缸盖与缸体的接触面之间不发生相对转动，有效保证缸盖与缸体密封性能、延长使用寿命，且高压容器工作过程中缸盖与缸体之间配合紧密的缸盖锁紧装置。它包括若干均布在缸体外侧面、并靠其缸口边缘的缸体凸齿，若干与缸体凸齿相对应的均布在缸盖外侧面、并靠其端口边缘的缸盖凸齿及可转动安装在缸体的缸口边缘处的卡箍，该卡箍内侧面上设有若干与缸体凸齿和缸盖凸齿相配合的楔紧槽；所述缸体凸齿和缸盖凸齿上、与楔紧槽相配合的啮合面对应的设置为缸体楔紧斜面及缸盖楔紧斜面，所述楔紧槽的相对两侧面为与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面相配合的楔紧面。

Description

高压容器缸盖锁紧装置

技术领域

本发明涉及一种高压容器，具体涉及一种高压容器缸盖锁紧装置。

背景技术

压力容器被广泛地应用于橡胶、医药、船舶以及染色等领域；而其中缸盖的锁紧装置是压力容器非常重要的一个组成部分，压力容器的缸盖与缸体之间密封性的好坏是检验压力容器质量好坏的一个重要指标。齿啮式结构是比较常用的一种缸盖锁紧结构。传统的齿啮式结构中，缸盖与缸体之间通过相对转动，使缸盖与缸体上的啮齿啮合或相互错开，从而达到锁紧缸盖或开启缸盖的目的。由于目前的齿啮式结构在缸盖的锁紧或开启过程中，其缸体与缸盖之间存在相对摩擦转动，且其啮齿多为矩形块结构；因而其存在以下缺点：其一，由于啮齿呈矩形块结构，缸盖与缸体的啮齿啮合后，在压力容器工作过程中缸盖与缸体之间易松动；其二，随着使用次数的增加，缸盖与缸体的接触面逐渐磨损，导致密封性能降低。

进一步的，为了改善缸盖与缸体之间存在相对运动，而引起的缸盖与缸体的接触面逐渐磨损问题，一些发明人对缸盖锁紧结构进行了改进；例如，中国专利公开号CN200975603，公开日2007年11月14日，发明创造的名称为液压全自动快开盖高压容器，其罐体组件与罐盖组件相连接端设有凸齿以及活动卡箍，活动卡箍上设有与凸齿相配合的凹槽。该申请案的高压容器罐盖与罐体组件结合、分离采用活动卡箍来实现，其虽然避免了罐盖与罐体之间因相对运动；但其同样存在缸盖与缸体的啮齿啮合后，在压力容器工作过程中缸盖与缸体之间易松动，而且在卡箍转动过程中卡箍与罐盖与罐体之间的啮齿同样存在相对摩擦转动，使得缸盖与缸体之间易松动，而导致密封性能降低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的高压容器工作过程中缸盖与缸体之间易松动，并且随着使用次数的增加，缸盖与缸体的接触面逐渐磨损，导致密封性能降低的问题，提供一种在缸盖启闭过程中，缸盖与缸体的接触面之间不发生相对转动，有效保证缸盖与缸体密封性能、延长使用寿命；且高压容器工作过程中缸盖与缸体之间配合紧密的高压容器缸盖锁紧装置。

本发明的技术方案是：

一种高压容器缸盖锁紧装置，包括若干均布在缸体外侧面、并靠其缸口边缘的缸体凸齿，若干与缸体凸齿相对应的均布在缸盖外侧面、并靠其端口边缘的缸盖凸齿及可转动安装在缸体的缸口边缘处的卡箍，该卡箍内侧面上设有若干与缸体凸齿和缸盖凸齿相配合的楔紧槽；

所述缸体凸齿和缸盖凸齿上、与楔紧槽相配合的啮合面对应地设置为缸体楔紧斜面及缸盖楔紧斜面，所述缸体楔紧斜面朝向缸体底部，缸盖楔紧斜面朝向缸盖顶部；所述楔紧槽的相对两侧面为与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面相配合的楔紧面；当卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿啮合后，楔紧槽的相对两侧面与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面楔紧。

本方案高压容器缸盖的锁紧装置通过转动卡箍，将缸盖凸齿和缸体凸齿楔紧在卡箍的楔紧槽内，进而将缸盖锁紧在缸体上。当卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿啮合，在楔紧槽与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面楔紧的过程中，缸盖与缸体不断地被压紧，进而使缸盖与缸体端面紧密贴合，达到锁紧密封的效果。另外，由于缸体凸齿和缸盖凸齿与卡箍的楔紧槽的啮合面为楔紧斜面，即使卡箍与罐盖与罐体之间的的啮合面因长时间使用而产生磨损，在楔紧槽的相对两侧面与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面楔紧的过程中，缸盖与缸体同样将不断地被压紧，而达到使缸盖与缸体端面紧密贴合的目的。

作为优选，缸体楔紧斜面的倾斜角度α小于等于卡箍与缸体楔紧斜面之间对应的当量摩擦角，所述缸盖楔紧斜面的倾斜角度β小于等于卡箍与缸盖楔紧斜面之间对应的当量摩擦角。虽然卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿的啮合面为倾斜设置的楔紧斜面，使得缸盖与缸体端面紧密贴合；但在高压容器在加压工作过程中，由于缸盖将受到向外开启的推力，使得卡箍产生反向转动的的趋势，并使卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿之间松脱，严重影响缸盖与缸体的密封性能，这也是目前高压容器缸盖的啮齿呈矩形块结构的原因；而本方案在设计楔紧斜面的同时，还将缸体楔紧斜面的倾斜角度α设置为小于等于卡箍与缸体楔紧斜面之间对应的当量摩擦角，并且缸盖楔紧斜面的倾斜角度β也设置为小于等于卡箍与缸盖楔紧斜面之间对应的当量摩擦角，这使得卡箍的楔紧槽与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面楔紧后，不仅缸盖与缸体端面紧密贴合，而且使得卡箍与缸体凸齿和缸盖凸齿之间具有自锁功能，保证高压容器在加压工作过程中，卡箍的楔紧槽与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面紧密啮合，从而保证高压容器工作过程中缸盖与缸体端面紧密配合。

作为优选，缸体楔紧斜面的倾斜角度α大于或小于缸盖楔紧斜面的倾斜角度β。

在高压容器在加压工作过程中，缸盖与缸体之间产生胀开趋势时，卡箍上受到沿缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面这两个方向的两个分力将成为卡箍与缸体凸齿和缸盖凸齿之间松脱的作用力。一般情况下为了便于生产制作，缸体凸齿与缸盖凸齿通常对称设置，而相应的缸体楔紧斜面的倾斜角度α与缸盖楔紧斜面的倾斜角度β相同；在此情况下卡箍上受到沿缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面这两个方向的两个分力的合力方向，将沿缸体楔紧斜面与缸盖楔紧斜面的对称中心线的方向；这样是不利于卡箍与缸体凸齿和缸盖凸齿之间相互楔紧的。因而本方案的缸体楔紧斜面的倾斜角度α设置为与缸盖楔紧斜面的倾斜角度β不同，这使得在高压容器在加压工作过程中，卡箍上受到沿缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面这两个方向的两个分力的合力方向，偏离上述的对称中心线；这样有利于在高压容器在加压工作过程中，使卡箍的楔紧槽与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面相互楔紧。

作为另一种优选方案，缸体楔紧斜面的倾斜角度α等于缸盖楔紧斜面的倾斜角度β，并且缸体楔紧斜面与缸盖楔紧斜面对称设置。本方案结构便于实际生产过程中的加工制作。

作为优选，包括安装在高压容器机架上、用于驱动卡箍绕缸体转动的驱动装置，该驱动装置包括气缸，气缸的缸体末端铰接在机架上，气缸的活塞杆端部铰接在卡箍上。本方案通过气缸带动卡箍绕其转轴转动，实现将卡箍的楔紧槽与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面相互楔紧，进而将缸盖锁紧在缸体上；或使卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿错开，使缸盖与缸体分离。

作为优选，驱动装置还包括连接杆，固定设置在卡箍上、并沿卡箍轴向延伸至卡箍外侧的承力杆及固定设置在机架上的铰接座，所述气缸的缸体末端铰接在铰接座上，气缸的活塞杆通过连接杆铰接在承力杆上，连接杆的一端通过螺纹连接在活塞杆端部，另一端铰接在承力杆上。

作为优选，包括设置在缸体外侧面上、靠其缸口处的环形挡块，且该环形挡块位于缸体凸齿与缸体底部之间，所述卡箍套设在环形挡块上，该卡箍上、靠近缸体底部的一侧还设有若干沿卡箍径向延伸的防脱螺栓，该防脱螺栓抵靠在环形挡块侧面上、并位于环形挡块与缸体底部之间。

作为优选，还包括限位机构，该限位机构包括设置在缸体的外侧面上的挡块及设置在卡箍上、并伸出至卡箍外侧与挡块配合的挡销，当卡箍旋转至挡销抵靠在挡块上时，卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿错开。本方案结构有利于实际操作过程中缸盖的开启及闭合。

本发明的有益效果是：具有缸盖与缸体的接触面之间不发生相对转动，有效保证缸盖与缸体密封性能、延长使用寿命，且高压容器工作过程中缸盖与缸体之间配合紧密的特点；同时，缸盖锁紧装置还具有自锁功能。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的缸盖闭合后的一种正视图。

图3是图2中I处的放大图。

图4是本发明的缸盖闭合后、并去除卡箍后的一种局部结构示意图。

图5是本发明的卡箍的一种结构示意图。

图6是图5中A-A处的剖面结构示意图。

图中：缸盖1、铰接臂2、卡箍3、挡销4、挡块5、缸体6、承力杆7、连接杆8、气缸9、铰接座10、缸盖凸齿11、缸体凸齿12、环形挡块13、防脱螺栓14、缸盖楔紧斜面15、缸体楔紧斜面16、楔紧槽17、把手18。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图6所示，一种高压容器缸盖锁紧装置，包括回转机构，限位机构，可转动安装在缸体6的缸口边缘处的卡箍3，安装在高压容器机架上、用于驱动卡箍3绕缸体转动的驱动装置，若干均布在缸体6外侧面、并靠其缸口边缘的缸体凸齿12及若干与缸体凸齿相对应的均布在缸盖1外侧面、并靠其端口边缘的缸盖凸齿11。卡箍3呈环形结构。卡箍3内侧面上设有若干与缸体凸齿和缸盖凸齿相配合的楔紧槽17。回转机构包括固定安装在缸体6一侧的铰接臂2，铰接安装该铰接臂上、并可绕铰接臂做一定范围内的回转的缸盖1。缸盖上、靠其边缘处设有把手18。缸体6外侧面上、靠其缸口处还设有环形挡块13，且该环形挡块位于缸体凸齿16与缸体底部之间。卡箍3套设在环形挡块13上。该卡箍3上、靠近缸体6底部的一侧还设有若干沿卡箍径向延伸的防脱螺栓14。该防脱螺栓14抵靠在环形挡块13侧面上、并位于环形挡块与缸体底部之间。

如图1、图2所示，驱动装置包括气缸9，连接杆8，固定设置在卡箍3上、并沿卡箍轴向延伸至卡箍外侧的承力杆7及固定设置在高压容器机架上的铰接座10。气缸9的缸体末端铰接在机架上，具体说是，气缸的缸体末端铰接在铰接座上。气缸9的活塞杆端部铰接在卡箍3上，具体说是，气缸9的活塞杆通过连接杆8铰接在承力杆7上。连接杆8的一端通过螺纹连接在活塞杆端部，另一端铰接在承力杆7上。上述的限位机构包括设置在缸体6的外侧面上的挡块5及设置在卡箍上、并伸出至卡箍外侧与挡块配合的挡销4。当卡箍3旋转至挡销4抵靠在挡块5上时，卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿错开。

如图4、图5、图6所示，缸体凸齿12和缸盖凸齿11上、与楔紧槽17相配合的啮合面对应的设置为缸体楔紧斜面16及缸盖楔紧斜面15，即缸体凸齿12上、与楔紧槽17相配合的啮合面设置为缸体楔紧斜面16；缸盖凸齿11上、与楔紧槽17相配合的啮合面设置为缸盖楔紧斜面15。缸体楔紧斜16面朝向缸体底部。缸盖楔紧斜面15朝向缸盖顶部。卡箍3的楔紧槽17的相对两侧面为与缸体楔紧斜面16和缸盖楔紧斜面15相配合的楔紧面，即楔紧槽17的相对两侧面中与缸体楔紧斜面16相配合的侧面的倾斜角、与缸体楔紧斜面16的倾斜角相同；楔紧槽17的相对两侧面中与缸盖楔紧斜面15相配合的侧面的倾斜角、与缸盖楔紧斜面15的倾斜角相同。

当卡箍3的楔紧槽17与缸体凸齿12和缸盖凸齿11啮合后，楔紧槽17的相对两侧面与缸体楔紧斜面16和缸盖楔紧斜面15楔紧。缸体楔紧斜面16的倾斜角度α小于等于卡箍3与缸体楔紧斜面16之间对应的当量摩擦角，也就是所，该倾斜角度α为大于零度小于等于上述当量摩擦角之间的任意一个角度。缸盖楔紧斜面15的倾斜角度β小于等于卡箍3与缸盖楔紧斜面15之间对应的当量摩擦角，也就是所，该倾斜角度β为大于零度小于等于上述当量摩擦角之间的任意一个角度。缸体楔紧斜面16的倾斜角度α大于或小于缸盖楔紧斜面15的倾斜角度β。由于缸体楔紧斜面16的倾斜角度α小于等于卡箍3与缸体楔紧斜面16之间对应的当量摩擦角，且缸盖楔紧斜面15的倾斜角度β也小于等于卡箍3与缸盖楔紧斜面15之间对应的当量摩擦角，因而当卡箍3的楔紧槽17与缸体楔紧斜面16和缸盖楔紧斜面15楔紧后具有自锁功能。

本发明缸盖锁紧装置的工作过程中如下：

缸盖的锁紧过程：

首先，握持把手18将缸盖1闭合在缸体6端面上；此时，缸盖与缸体边缘的缸体凸齿12和缸盖凸齿11共同构成一个呈“梯形”结构的组合环状齿。

接着，气缸9带动卡箍3绕缸体转动，将卡箍的楔紧槽17与缸体凸齿12和缸盖凸齿11啮合；在楔紧槽17与缸体楔紧斜面16和缸盖楔紧斜面15楔紧的过程中，缸盖1与缸体6不断地被压紧，进而使缸盖与缸体端面（即密封面）紧密贴合，达到锁紧密封的效果；因而本发明的缸盖与缸体之间可以实现可靠的端面密封。

盖门的开启过程：

首先，气缸9带动卡箍3绕缸体转动，直至卡箍3上的挡销4抵靠在挡块5上为止，此时，卡箍的楔紧槽17与缸体凸齿12和缸盖凸11齿错开。

接着，手动拖动把手使缸盖回转并与高压容器缸体分离。

实施例2，本实施例中的其余结构参照实施例1，其不同之处在于：缸体楔紧斜面的倾斜角度α等于缸盖楔紧斜面的倾斜角度β，并且缸体楔紧斜面与缸盖楔紧斜面对称设置。

Claims (5)

1.一种高压容器缸盖锁紧装置，其特征是，包括若干均布在缸体（6）外侧面、并靠其缸口边缘的缸体凸齿（12），若干与缸体凸齿相对应的均布在缸盖（1）外侧面、并靠其端口边缘的缸盖凸齿（11）及可转动安装在缸体的缸口边缘处的卡箍（3），该卡箍内侧面上设有若干与缸体凸齿和缸盖凸齿相配合的楔紧槽（17）；

所述缸体凸齿（12）和缸盖凸齿（11）上、与楔紧槽相配合的啮合面对应的设置为缸体楔紧斜面（16）及缸盖楔紧斜面（15），所述缸体楔紧斜面朝向缸体底部，缸盖楔紧斜面朝向缸盖顶部；所述楔紧槽的相对两侧面为与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面相配合的楔紧面；当卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿啮合后，楔紧槽的相对两侧面与缸体楔紧斜面和缸盖楔紧斜面楔紧；

所述缸体楔紧斜面（16）的倾斜角度α小于等于卡箍（3）与缸体楔紧斜面之间对应的当量摩擦角，所述缸盖楔紧斜面（15）的倾斜角度β小于等于卡箍（3）与缸盖楔紧斜面之间对应的当量摩擦角；

所述缸体楔紧斜面的倾斜角度α大于或小于缸盖楔紧斜面的倾斜角度β。

2.根据权利要求1所述的高压容器缸盖锁紧装置，其特征是，包括安装在高压容器机架上、用于驱动卡箍（3）绕缸体转动的驱动装置，该驱动装置包括气缸（9），气缸的缸体末端交接在机架上，气缸的活塞杆端部交接在卡箍上。

3.根据权利要求2所述的高压容器缸盖锁紧装置，其特征是，所述驱动装置还包括连接杆（8），固定设置在卡箍上、并沿卡箍轴向延伸至卡箍外侧的承力杆（7）及固定设置在机架上的铰接座（10），所述气缸（9）的缸体末端交接在铰接座上，气缸的活塞杆通过连接杆（8）交接在承力杆（7）上，连接杆的一端通过螺纹连接在活塞杆端部，另一端交接在承力杆上。

4.根据权利要求1所述的高压容器缸盖锁紧装置，其特征是，包括设置在缸体（6）外侧面上、靠其缸口处的环形挡块（13），且该环形挡块位于缸体凸齿（12）与缸体底部之间，所述卡箍（3）套设在环形挡块上，该卡箍上、靠近缸体底部的一侧还设有若干沿卡箍径向延伸的防脱螺栓（14），该防脱螺栓抵靠在环形挡块侧面上、并位于环形挡块与缸体底部之间。

5.根据权利要求1所述的高压容器缸盖锁紧装置，其特征是，还包括限位机构，该限位机构包括设置在缸体（6）的外侧面上的挡块（5）及设置在卡箍（3）上、并伸出至卡箍外侧与挡块配合的挡销（4），当卡箍旋转至挡销（4）抵靠在挡块（5）上时，卡箍的楔紧槽与缸体凸齿和缸盖凸齿错开。