CN105170048B - 一种水合物反应釜快速开启装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型水合物反应釜快速开启装置，设置有锁紧装置和密封装置：锁紧装置由封头法兰端盖，筒体法兰端盖，旋合弧齿，旋合轨道及把手组成，封头法兰端盖与筒体法兰端盖呈上下对称分布结构，且内部均开设有交替分布的旋合轨道和旋合弧齿，封头法兰端盖上同时开有用于锁紧旋合的把手；密封装置由T型螺栓，密封槽及双锥环密封结构组成，T型螺栓内置于封头法兰端盖，下部接有双锥环密封结构，靠近两法兰端盖的中部设有对称的密封槽，内置O型密封圈。本发明旋合过程实现自动锁紧；法兰端盖内锁紧装置对称分布，采用面接触，减少了齿轮加工和应力集中；采用双密封结构，增加实了验的安全性与可靠性。

Description

一种水合物反应釜快速开启装置

技术领域

本发明属于反应釜技术领域，尤其涉及一种新型水合物反应釜快速开启装置。

背景技术

快开门式压力容器，是指进出容器通道的端盖或者封头和主体间带有互相嵌套的快速密封锁紧装置的容器。快开门式压力容器广泛地应用于化工、建材、食品、纺织、航天、医疗、造纸等工业领域。关于快开门式端盖的设计方法,国内尚没有一套完整的设计准则,在《快开端盖式压力容器安全管理规定》中规定了快开端盖开门的安全注意事项但没有具体的设计方法。在水合物快速制备过程中，需要较高的压力来保证水合物结晶化的过程。对于传统的水合物反应釜的设计，一般采用常规的平盖型封头来进行密封，即采用螺栓-垫片—法兰的连接行式。

对生成的水合物进行相关的物性研究时，将水合物从反应釜内提取到指定压力容器过程中，如果开启反应釜的时间过长，且没有进行相关的保压措施，在环境温度下，水合物会进行大量的分解，严重影响我们后续对水合物物性的判断研究，更无法测定在确定的实验过程中其含气量的多少及其是否具有可燃性。因此需要设计一种新型的水合物反应釜快速开启装置来保证生成的水合物能快速的从釜内取出，从而能更精确的测定其相关的物性参数，为后续的实验研究提供保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型水合物反应釜快速开启装置，旨在保证生成的水合物能快速的从釜内取出，更精确的测定其相关的物性参数，为后 续的实验研究提供保障。针对这一问题，本发明提供了一种新型水合物反应釜快速开启装置，大大缩短反应釜开启的时间，该装置结构简单紧凑，物料装卸方便；旋合过程中实现自动锁紧；锁紧过程中采用面接触，减少应力集中；且采用双密封结构，增加实验过程的安全性与可靠性。

本发明是这样实现的，一种新型水合物反应釜快速开启装置，其特征在于主要有锁紧装置和密封装置两大部分组成：

锁紧装置由封头法兰端盖，筒体法兰端盖，旋合弧齿，旋合轨道及把手组成，封头法兰端盖与筒体法兰端盖呈上下对称分布结构，且内部均开设有交替分布的旋合轨道和旋合弧齿，封头法兰端盖上同时开有用于锁紧旋合的把手；

密封装置由T型螺栓，密封槽及双锥环密封结构组成，T型螺栓内置于封头法兰端盖，下部接有双锥环密封结构，靠近两法兰端盖的中部设有对称的密封槽，内置O型密封圈。

进一步，所述封头法兰端盖和筒体法兰端盖上分别开有3个旋合弧齿和3个旋合轨道，且旋合弧齿和旋合轨道是交替分布的。

进一步，所述旋合轨道由旋合初始端到旋合终止端厚度是逐渐增加的，旋合终止端设有限位凸台。

进一步，所述密封装置中T型螺栓是通过封头法兰端盖中的内螺纹实现嵌合的。

进一步，所述密封装置中通过O型密封圈与双锥环密封结构，实现了双密封功能。

进一步，所述封头法兰端盖和筒体法兰端盖外部可设置有卡箍结构。

本发明与现有的反应釜快速开启装置相比，具体有以下优点：

(1)两法兰端盖内旋合轨道厚度自初始端到终止端是逐渐增加的，旋合过程实现自动锁紧；

(2)封头法兰端盖与筒体法兰端盖内锁紧装置呈对称分布，锁紧过程 中采用面接触，减少齿轮加工，减少应力集中。

(3)水合物反应釜快速开启装置设计采用双密封结构，增加实验的安全性与可靠性。

(4)结构紧凑、合理，安装方便，大大缩短了水合物反应釜的开启时间。

本发明提供了一种新型水合物反应釜快速开启装置，结构上制造简单，操作上具有可行性，为实验室水合物的研究工作提供了极大方便，也可扩展到化工企业中快开门式压力容器的操作中。

附图说明

图1是本发明实施例提供的锁紧装置法兰端盖结构示意图。

图2是本发明实施例提供的锁紧装置法兰端盖左视图。

图3是本发明实施例提供的旋合弧齿示意图。

图4是本发明实施例提供的两法兰的装配图。

图中：1、法兰端盖；2、轨道初始端；3、轨道终止端；4、旋合弧齿；5、旋合轨道；6、限位凸台；7、密封槽；8、把手；9、双锥环密封结构；10、筒体法兰端盖；11、连接螺栓；12、T型螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明基于天然气水合物快速制备实验，在满足实验所需的压力，温度，环境介质等的基础上，针对实验所需的功能要求，结合目前现有的关于反应釜快速开启装置的设计及他们的优缺点，对水合物反应釜的快速开启装置进行相关研究，提出了一种新型的水合物反应釜快速开启装置的设计思路，该 装置结构简单紧凑，物料装卸方便；旋合过程中实现自动锁紧；锁紧过程中采用面接触，减少应力集中；且采用双密封结构，增加了实验过程的安全性与可靠性，对后续的天然气水合物相关的研究提供帮助。

下面结合附图对本发明的结构作进一步描述。

如图1法兰端盖锁紧装置结构示意图所示，整体结构为法兰端盖1，在法兰端盖1内侧交替分布着旋合轨道5和旋合弧齿4，旋合轨道5结构是渐变的，由初始端2向终止端3旋合的过程中轨道厚度是逐渐增加的，同时在旋合轨道终止端3处设有限位凸台6，防止旋合过程中发生错滑，在旋合轨道之间分布有旋合弧齿4，旋合弧齿的位置在靠近旋合轨道终止端一侧，旋合弧齿4的结构如图3所示，在整体法兰端盖的内侧中心处，设有密封槽7，实现锁紧过程中的密封功能。单个的法兰端盖1内分布有3个旋合轨道和3个旋合弧齿，每个旋合轨道的长度为法兰端盖弧长的1/6。如图4两法兰的装配图所示，封头法兰端盖1和筒体法兰端盖10实现装置锁紧功能，在封头法兰端盖1上设有旋合把手8，用于装置的旋合锁紧，同时在筒体的开口处采用了双锥环密封结构9，双锥环密封结构9性能是通过上封头的法兰端盖1内嵌的T型螺栓12与连接螺栓11来实现的。

锁紧功能的实现：如图4装配结构示意图所示，在设计的过程中，封头法兰端盖1和筒体法兰端盖10的锁紧装置是完全一样的，结构关于预紧面呈对称分布，旋合时，首先两个旋合弧齿首先对中，然后将封头法兰端盖旋转一定的角度，使得封头法兰端盖的旋合弧齿的凹槽卡在筒体法兰端盖的旋合轨道上，与此同时，筒体法兰端盖的旋合弧齿将会卡在封头的法兰端盖的旋合轨道上，因为结构设计过程中是完全对称分布的，待完全啮合以后，沿着旋合轨道壁厚增大的方向将封头法兰端盖进行旋合，在旋合的过程中，由于轨道厚度是逐渐增加的，两端盖会自动的拧紧，实现了快速紧锁的功能。

密封功能的实现：如图4装配结构示意图所示，在锁紧装置设计的基础上，采用了一种比较安全可靠的双密封结构，密封结构的主要组成有O型密 封圈，双锥环密封，T型螺栓等主要部件，在反应釜上端口处设计为锥形的开口形式，在封头法兰端盖上开有T型螺栓孔，通过拧紧T型螺栓实现与其相连的锥形部件的上下运动，实现双锥环结构的密封功能，同时密封的程度可通过T型螺栓的预紧力来实现。在封头法兰端盖和筒体法兰端盖中心连接处也开设了密封槽，可以同时加盖O型密封圈来实现密封。另外在封头法兰端盖上还开设了把手，把手可实现法兰端盖的锁紧，通过旋合锁紧把轴向力传递到了密封槽内的密封圈上，这样的设计，实现了双密封功能，保证快开装置的安全可靠性。

反应釜开启过程的具体实施方式：首先通过预设在筒体上的排空阀将筒体内的剩余气体排空，减小筒体内部压力作用，然后通过旋转T型螺栓，将螺栓从封头法兰端盖内旋出，通过联接螺栓的作用，双锥环密封结构会跟随T型螺栓一起向上运动，实现两锥环密封面的分离，最后通过把手，沿着与锁紧时相反的方向旋转一定角度，使旋合弧齿与旋合轨道相脱离，实现了水合物反应釜的快速开启功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水合物反应釜快速开启装置，其特征在于，所述水合物反应釜快速开启装置设置有锁紧装置和密封装置；所述密封装置设置在锁紧装置上；

所述锁紧装置由封头法兰端盖，筒体法兰端盖，旋合弧齿，旋合轨道及把手组成，封头法兰端盖与筒体法兰端盖呈上下对称分布结构，且内部均开设有交替分布的旋合轨道和旋合弧齿，封头法兰端盖上同时开有用于锁紧旋合的把手；

所述密封装置由T型螺栓，密封槽及双锥环密封结构组成，T型螺栓内置于封头法兰端盖，下部接有双锥环密封结构，靠近两法兰端盖的中部设有对称的密封槽，内置O型密封圈；

所述封头法兰端盖和筒体法兰端盖上分别开有3个旋合弧齿和3个旋合轨道；

所述旋合轨道的长度为整个法兰端盖周长的1/6，由旋合初始端到旋合终止端厚度是逐渐增加的，旋合终止端设有限位凸台。

2.如权利要求1所述的水合物反应釜快速开启装置，其特征在于，所述密封装置中T型螺栓是通过封头法兰端盖中的内螺纹实现嵌合的。

3.如权利要求1所述的水合物反应釜快速开启装置，其特征在于，根据实验要求，所述封头法兰端盖和筒体法兰端盖外部设置有卡箍结构。