CN106439372A - 一种渗透管密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种渗透管密封装置，属于渗透法湿度发生器技术领域。通过改进堵头结构，采用头部为球面结构、中部为先扩大后缩小椎体的堵头与渗透管压紧，并配合内套管紧固密封的方式，实现了渗透介质无污染、高压状态下渗透介质无泄露。此外，通过在渗透管上设置支架、外套管的方式，进一步有效避免了渗透管放入恒温腔体中的碰壁现象以及适用于不同大小腔室的要求。本发明装置适用不同结构、尺寸和渗透率的渗透管，具有适用强、可靠性高等优点。

Description

一种渗透管密封装置

技术领域

本发明属于渗透法湿度发生器技术领域，涉及一种渗透管密封装置。

背景技术

渗透管主要用于渗透法湿度发生器中，通过渗透的介质在某种密封材料和一定温度条件下的渗透率，结合气体流量得到指定露点气体的发生，该渗透管放置在一种恒温腔体中使用。传统意义上的渗透管密封通常采用热密封，靠酒精灯热处理渗透管两端使其融化再高温粘合的方法使渗透管两端密封，这种方法由于热密封过程中受加热温度、渗透管管径粗细、所用平口钳平整度影响，密封的渗透管在高压情况或使用一定时间后会出现开裂现象，可靠性较差。渗透管也有采用胶粘密封，但由于胶含有一定的杂质，会对渗透管内用于渗透的介质造成一定的污染，需要具体的加工工艺，较为繁琐，且不实用。

现阶段，主要采用钢性硬性密封的渗透管，可靠性有了很大提升，实用较为普遍。早期的刚性密封采用堵头与母头设计成锥面结构，堵头插入到渗透管内，通过堵头与母头上内外螺纹扣合压紧渗透管，这种密封结构时间长后会出现延渗透管径向受力松动现象，从而导致用于渗透的介质溢出，渗透管失效。

美国曾报道采用与渗透管同种材料的封盖密封，二者采用丝扣结构配合，配合过程中涂抹密封胶，其缺点是不耐温，温度升至70℃左右出现开裂现象，而一般渗透法湿度发生器渗透管的工作温度多为100℃。中国专利CN103162057(已授权)涉及到的一种气体渗透管定位密封组件，其结构类似于上述刚性连接的锥面结构，通过设计带环形凸起(轴截面为等腰梯形)的螺栓插入到带有环状凸台的螺母压紧渗透管。这种密封结构其一，完全靠物理挤压密封，密封面比较小；其二，该发明所述结构由于锥面接触面积小，接触部位容易产生局部变形，对渗透管造成一定的损坏，而渗透管的渗透率是基于渗透管壁厚均匀情况下定值，因此这种结构的密封可能会对渗透管产生不良影响；其三，为了防止松动现象产生，该发明采用定位栓固定，需要将螺栓体、螺母体放置到一定位置才能将渗透管插入，工序较为繁琐；其四，文中未提到螺栓体表面粗糙度对密封的影响。

发明内容

本发明的目的是为了实现渗透管在高压状态下渗透介质不泄露的问题，提出一种渗透管密封装置，能够用于标准湿度气体发生仪器中。通过使用本发明能够使渗透管和堵头紧套，从而保证渗透管中介质的无污染、在高压情况下无泄露、使用过程中无开裂现象。同时，还可以防止渗透管在腔体中发生碰壁，避免腔体因温度高烫化渗透管和影响渗透管的渗透率现象发生。同时，通过此密封装置使之适用于不同大小直径的恒温腔体。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种渗透管密封装置，包括渗透管、第一堵头、第二堵头、第一内套管和第二内套管。

所述第一堵头尾部的外表面设有螺纹，中部为椎体，头部为球面锥体状结构。其中，所述中部的椎体结构具体为自椎底向椎头方向先扩大后缩小的结构。

第一堵头尾部中间位置设有槽口，槽口的形状可以为一字形、十字形、六角形等，能够使外部工具插入槽口进一步转动堵头，使第一堵头尾部外表面的螺纹与第一内套管顶部内表面的螺纹配合更加紧密，从而压紧第一堵头与渗透管的内壁。所述第二堵头结构与第一堵头相同。

所述第一内套管为中空圆柱结构，其尾部的内径表面设有螺纹，中部的内径自尾部向上端部逐渐变窄(目的是配合第一堵头的椎体形状)，上端部为中空圆柱结构，且上端部外表面设有螺纹。其设计目的是通过工具转动第一堵头尾部槽口，使渗透管的管壁被第一堵头和第一内套管挤压的更加紧密，进一步提高密封性。所述第二内套管的结构与第一内套管相同。

所述第一堵头插入渗透管一端的内径。优选的，第一堵头头部的球面状结构中心点位于渗透管内径直径上。所述第二堵头插入渗透管另一端的内径。优选的，其头部的球面锥体状结构中心点同样位于渗透管内径直径上。

进一步的改进，本装置还包括支架和支架杆。支架数量不少于1个，支架杆数量不少于3个。同时，在第一内套管、第二内套管上端部开设有相同数量和位置的孔位，孔位数量与支架杆数量对应，孔位均匀分布在支架边缘。

所述支架用于支撑渗透管，保证渗透管在放入恒温腔时不会触碰腔体的腔壁。支架形状可以是三角形、圆形、正方形、菱形等等。支架数量至少一个。在支架上开设有用于穿过支架杆的孔位，数量和位置与第一内套管孔位相对应。所述支架套装在渗透管外径，支架杆先穿过支架上的孔位，支架杆两端再分别与第一内套管上的孔位和第二内套管的的孔位相连。

进一步的改进，还包括第一外套管和第二外套管。通过第一外套管、第二外套管和支架进行配合，实现对渗透管更加有效的支撑。此外，通过加装外套管，使本装置能够根据不同腔体直径进行调整，适用于不同条件下的工作需要。

所述第一外套管的结构为中空圆柱型结构，其内径设有螺纹，能够与第一内套管上端部外表面螺纹相配合，将二者紧固。所述第二外套管的结构与第一外套管相同。

所述渗透管的内径可以根据不同渗透率的需要进行选择。

所述渗透管选用具有亲水性质指标特性的有机和高分子化合物材料，例如聚四氟乙烯；其余材料应当选用具有达到不与水发生反应、憎水指标特性的材料，例如不锈钢。

所述第一堵头和第二堵头表面粗糙度应当控制在0.1～0.4范围之内，能够有效的保证第一堵头和第二堵头头部的球面状结构中心点位于渗透管内径直径上。经试验验证，当该表面粗糙度为0.1时，效果最佳。

有益效果

本发明通过改进堵头结构，采用头部为球面结构、中部为先扩大后缩小椎体的堵头与渗透管压紧，并配合内套管紧固密封的方式，实现了渗透介质无污染、高压状态下渗透介质无泄露。此外，通过在渗透管上设置支架、外套管的方式，进一步有效避免了渗透管放入恒温腔体中的碰壁现象以及适用于不同大小腔室的要求。本发明装置适用不同结构、尺寸和渗透率的渗透管，具有适用强、可靠性高等优点。与现有技术相比，本发明摒弃了传统热密封、密封胶密封、同种渗透管材料的丝扣密封、刚性物质锥面硬密封结构。与传统热密封相比，减小了密封的渗透管在高压情况或使用一定时间后出现开裂现象，可靠性较高；与密封胶密封相比，对于渗透管内渗透的介质不会造成一定的污染，加工工艺较为简单，且实用；与同种渗透管材料的丝扣密封相比，密封是不需涂抹密封胶，减少了温度升高而出现开裂现象；与刚性物质锥面硬密封结构相比，避免了密封结构时间长后会出现延渗透管径向受力松动现象，而导致渗透的介质溢出。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构组成示意图；

图2为本发明实施例1的第一堵头结构示意图；

图3为本发明实施例1的第一内套管结构示意图；

图4为本发明实施例2的结构组成示意图；

图5为本发明实施例2的第一外套管3结构示意图；

图6为本发明实施例2的整体结构剖面图；

图7为本发明密封处局部放大视图。

其中，1为第一堵头、2为第一内套管、3为第一外套管、4为渗透管、5为支架、6为第一支架杆、7为第二支架杆、8为第三支架杆、9为第二堵头、10为第二内套管、11为第二外套管、12为槽口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

实施例1

一种渗透管密封装置，适用于小直径炉腔内工作。该装置包括渗透管4、第一堵头1、第二堵头9、第一内套管2和第二内套管10。如图1所示。

所述第一堵头1尾部的外表面设有螺纹，中部为椎体，头部为球面锥体状结构。其中，所述中部的椎体结构具体为自椎底向椎头方向先扩大后缩小的结构。如图2所示。

第一堵头1尾部中间位置设有槽口12，槽口12的形状为十字型，能够使十字螺丝刀插入槽口12进一步转动第一堵头1，使第一堵头1尾部外表面的螺纹与第一内套管2顶部内表面的螺纹配合更加紧密，从而压紧第一堵头1与渗透管4的内壁。所述第二堵头9结构与第一堵头1相同。

所述第一内套管2为中空圆柱结构，其尾部的内径表面设有螺纹，中部的内径自尾部向上端部逐渐变窄，上端部为中空圆柱结构，且上端部外表面设有螺纹。所述第二内套管10的结构与第一内套管2相同。如图3所示。

所述第一堵头1插入渗透管4一端的内径。优选的，第一堵头1头部的球面状结构中心点位于渗透管4内径直径上。所述第二堵头9插入渗透管4另一端的内径。优选的，其头部的球面锥体状结构中心点同样位于渗透管4内径直径上。

所述渗透管4的内径可以根据不同渗透率的需要进行选择。

所述渗透管4选用具有亲水性质指标特性的有机和高分子化合物材料，例如聚四氟乙烯；其余材料应当选用具有达到不与水发生反应、憎水指标特性的材料，例如不锈钢。

所述第一堵头1和第二堵头9表面粗糙度应当控制在0.1～0.4范围之内。

安装所述装置的方法如下：

第一步：将渗透管4两端整理平齐并达到要求长度。此时，可以使用丙酮等清洗液清洗各金属部件。

第二步：将第一堵头1头部对准渗透管4一端并将其插入，然后将第一内套管2安装在第一堵头1上。可使用工具进一步转动第一堵头1尾部中间位置的槽口12，使第一堵头1进一步压紧渗透管4的管壁。

第三步：从渗透管4的另一端注入渗透介质，例如蒸馏水、二次蒸馏水。

第四步：将第二堵头9头部对准渗透管4的另一端并将其插入，然后将第二内套管10安装在第二堵头9上。可使用工具进一步转动第二堵头9尾部中间位置的槽口，使第二堵头9进一步压紧渗透管4的管壁。

实施例2

一种渗透管密封装置，适用于大直径炉腔内。该装置包括渗透管4、第一堵头1、第二堵头9、第一内套管2、第二内套管10、第一外套管3、第二外套管11、支架5、第一支架杆6、第二支架杆7、第三支架杆8。如图3、图4所示。

所述第一堵头1尾部的外表面设有螺纹，中部为椎体，头部为球面锥体状结构。其中，所述中部的椎体结构具体为自椎底向椎头方向先扩大后缩小的结构。第一堵头1尾部中间位置设有槽口12，槽口12的形状为六角形，能够使六角螺丝刀插入槽口12进一步转动第一堵头1，使第一堵头1尾部外表面的螺纹与第一内套管2顶部内表面的螺纹配合更加紧密，从而压紧第一堵头1与渗透管4的内壁。所述第二堵头9结构与第一堵头1相同。

所述第一内套管2为中空圆柱结构，其尾部的内径表面设有螺纹，中部的内径自尾部向上端部逐渐变窄，上端部为中空圆柱结构，且上端部外表面设有螺纹。第一内套管2上端部开设有3个孔位。所述第二内套管10的结构与第一内套管2相同。

所述支架5为三角形结构，其上设有与第一内套管2上端部孔位对应的3个孔位。所述支架5套装在渗透管4外径。第一支架杆6、第二支架杆7、第三支架杆8分别穿过支架5上的孔位，两端分别与第一内套管2上的孔位和第二内套管10的的孔位固定连接。固定方式可以采用螺母方式、焊接方式等等。

所述第一外套管3的结构为中空圆柱型结构，其内径设有螺纹，能够与第一内套管2上端部外表面螺纹相配合，将二者紧固。所述第二外套管11的结构与第一外套管3相同。如图5所示。

所述第一堵头1插入渗透管4一端的内径。优选的，第一堵头1头部的球面状结构中心点位于渗透管4内径直径上。所述第二堵头9插入渗透管4另一端的内径。优选的，其头部的球面锥体状结构中心点同样位于渗透管4内径直径上。

所述渗透管4的内径可以根据不同渗透率的需要进行选择。

所述渗透管4选用具有亲水性质指标特性的有机和高分子化合物材料，例如聚四氟乙烯；其余材料应当选用具有达到不与水发生反应、憎水指标特性的材料，例如不锈钢。

所述第一堵头1和第二堵头9表面粗糙度应当控制在0.1～0.4范围之内，优选0.1。

安装所述装置的方法如下：

第一步：将渗透管4两端整理平齐并达到要求长度。

第二步：将第一堵头1头部对准渗透管4一端并将其插入，然后将第一内套管2安装在第一堵头1上。可使用工具进一步转动第一堵头1尾部中间位置的槽口12，使第一堵头1进一步压紧渗透管4的管壁。

第三步：从渗透管4的另一端注入渗透介质，例如蒸馏水、二次蒸馏水。

第四步：将支架5套装渗透管4的外壁，将第一支架杆6、第二支架杆7、第三支架杆8分别穿过支架5上的孔位，一端分别与第一内套管2上的孔位固定连接。

第五步：将第二堵头9头部对准渗透管4的另一端并将其插入，然后将第二内套管10安装在第二堵头1上。可使用工具进一步转动第二堵头9尾部中间位置的槽口，使第二堵头9进一步压紧渗透管4的管壁。

第六步：将第一支架杆6、第二支架杆7、第三支架杆8的另一端分别与第二内套管10上的孔位固定连接。

第七步：将第一外套管3通过螺纹拧在第一内套管2上，将第二外套管11通过螺纹拧在第二内套管10上。

本装置的安装方式不仅限于上述安装步骤，只要按照上述安装原理正确安装本装置即可。

Claims (8)

1.一种渗透管密封装置，包括渗透管(4)、第一堵头(1)、第二堵头(9)，其特征在于，还包括第一内套管(2)和第二内套管(10)；

所述第一堵头(1)、第二堵头(9)的尾部外表面设有螺纹，中部为椎体，头部为球面锥体状结构，其中，所述中部的椎体结构具体为自椎底向椎头方向先扩大后缩小的结构；

所述第一内套管(2)、第二内套管(10)为中空圆柱结构，其尾部的内径表面设有螺纹，中部和上端部为中空圆柱结构，且上端部外表面设有螺纹；

所述第一堵头(1)插入渗透管(4)一端的内径，第二堵头(9)插入渗透管(4)另一端的内径；第一内套管(2)安装在第一堵头(1)上，第二内套管(10)安装在第二堵头(9)上。

2.如权利要求1所述的一种渗透管密封装置，其特征在于，第一堵头(1)、第二堵头(9)的尾部中间位置设有槽口(12)。

3.如权利要求1所述的一种渗透管密封装置，其特征在于，第一内套管(2)、第二内套管(10)的内径自尾部向上端部逐渐变窄。

4.如权利要求1所述的一种渗透管密封装置，其特征在于，第一堵头(1)、第二堵头(9)的头部球面状结构中心点位于渗透管(4)内径直径上。

5.如权利要求1所述的一种渗透管密封装置，其特征在于，包括至少一个支架(5)和至少3个支架杆；同时，在第一内套管(1)、第二内套管(10)上端部开设有数量和位置相同的孔位，孔位数量与支架杆数量对应，均匀分布在支架(5)边缘；

所述支架(5)套装在渗透管(4)外径，支架杆先穿过支架(5)上的孔位，支架杆两端再分别与第一内套管(2)上的孔位和第二内套管(10)的的孔位相连。

6.如权利要求1所述的一种渗透管密封装置，其特征在于，包括第一外套管(3)和第二外套管(11)；

所述第一外套管(3)、第二外套管(11)的结构为中空圆柱型结构，其内径设有螺纹，分别与第一内套管(2)、第二内套管(10)上端部外表面螺纹相配合，将二者紧固。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种渗透管密封装置，其特征在于，所述渗透管(4)选用具有亲水性质的有机和高分子化合物材料，其余材料选用具有达到不与水发生化学反应、憎水特性的材料。

8.如权利要求1、5或6所述的一种渗透管密封装置，其特征在于，第一堵头(1)、第二堵头(9)表面粗糙度为0.1～0.4。