CN107131302B - 快开式酒精萃取釜用组合密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于酒精萃取釡用密封技术领域，具体涉及一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置。本装置包括密封端座及盖板，盖板与密封端座的相邻面处均凹设有安置槽；安置槽内层叠面贴合状的依次布置第一隔热密封座、密封圈及第二隔热密封座；密封圈的内侧面及外侧面上均凹设有环形槽，以便在密封圈的轴向截面上形成波浪线状或梳齿状布局；本装置还包括卡箍，卡箍的内环面处同轴的凹设有卡口，盖板及密封端座的外壁处相应的环状凹设有沉槽或缺口，卡箍在轴向上施力压紧盖板及密封端座。本装置具备结构合理、安装方便、能多次使用的优点，可有效确保高温、高压工况下设备的密封需要，且工作可靠性强，使用寿命亦可得到有效保证。

Description

快开式酒精萃取釜用组合密封装置
技术领域
本发明属于酒精萃取釡用密封技术领域，具体涉及一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置。
背景技术
快开式酒精萃取釡是生产耐高温多孔隔热材料的反应容器，釜内酒精蒸汽的温度高达300℃，压力达16MPa，因此对工艺要求极高，更是对进料口部位的密封要求尤为苛刻。在酒精萃取釡进料口的密封要求上，一方面既要满足单次工作状态下的密封要求，保证设备的压力、温度等工艺参数稳定，介质不泄漏或泄漏量满足设备的检漏要求；另一方面又要满足在多次启闭的情况下，密封件不会老化失效，从而始终保持高效的密封，以确保设备和人员的安全。就目前的酒精萃取釡的进料口密封件而言，人们期望该密封件能够具备耐高温、耐高压、抗疲劳等性能特点，然而，受现有材料及密封方式所限，实际密封效果往往无法让人满意。如常见的酒精萃取釡密封结构中所使用的橡胶Y形密封圈、氟塑料O形密封圈及金属C形环，橡胶材料在高温工况下易老化变形，氟塑料存在低强度而高蠕变等缺陷，金属C形环使用次数有限，显然也不能满足使用频率的要求。是否能够寻求一种结构更为合理且密封效果更好的密封构造，从而在确保高温、高压工况下设备的密封需要的同时，保证自身的工作可靠性及使用寿命，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，本装置具备结构合理、安装方便、能多次使用的优点，可有效确保高温、高压工况下设备的密封需要，且工作可靠性强，使用寿命亦可得到有效保证。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：本装置包括与密封端座同轴且在轴向上彼此存有配合间隙的盖板，所述盖板与密封端座的相邻面处均凹设有安置槽；在盖板的轴线方向上，两组安置槽内层叠面贴合状的依次布置第一隔热密封座、密封圈及第二隔热密封座，且密封圈圈体的布置位置位于盖板与密封端座的配合间隙上；以密封圈上的朝向第一隔热密封座的一面为外侧面，相对的另一面为内侧面，在密封圈的内侧面及外侧面上均凹设有环形槽且该环形槽的轴线与密封圈轴线同轴，所述环形槽为两道以上以便在密封圈的轴向截面上形成波浪线状或梳齿状布局；本装置还包括卡箍，卡箍的内环面处同轴的凹设有环槽状的卡口，盖板的外壁处环状凹设有沉槽或缺口，密封端座的外壁处相应的环状凹设有缺口或沉槽，卡口卡嵌及止口配合于相应的沉槽或缺口内从而在轴向上施力压紧盖板及密封端座。
优选的，所述密封圈为U型圈，该密封圈的U型开口朝向密封端座轴线方向并指向盖板与密封端座的配合间隙处。
优选的，在密封圈的轴向截面上，当密封圈的内侧面和/或外侧面呈波浪线状布局时，其波谷与波峰高度相差0.5～1mm，且波谷与波峰的宽度为1～3mm。
优选的，所述盖板处的安置槽槽腔与第一隔热密封座之间构成过盈配合，密封端座处的安置槽槽腔与第二隔热密封座之间也构成过盈配合。
优选的，所述安置槽与密封端座管壁之间的一段相邻面上凸设有环形凸起，该环形凸起轴线与密封端座轴线同轴；盖板处的环形凸起与密封端座处的环形凸起间彼此呈直齿咬合状的交错插接，且相邻环形凸起在轴向上和径向上均存有配合间隙，以便在轴向截面上形成迷宫密封构造。
优选的，所述盖板及密封端座处的环形凸起均为3～7道，各相对插接的环形凸起之间的插接深度为1～4mm。
优选的，在卡箍的轴向截面上，所述卡口外形呈“W”字状构造。
本发明的有益效果在于：
1)、解决了采用传统的橡胶Y形密封圈、氟塑料O形密封圈及金属C形环等常规密封结果所带来的诸多问题。本发明在使用密封圈作为密封基体的基础上，转变了固有的螺纹配合等常规固接思路，转而通过卡箍将盖板和密封端座在轴向上固定在一定的空间范围内，使得第一隔热密封座、密封圈及第二隔热密封座随着盖板和密封端座的轴向上的相向运动而相互靠近，使密封圈端面与相应隔热密封座紧密贴合，从而达成密封效果。在此基础上，密封圈侧面处环形槽所形成的波浪状或梳齿状结构则是防止介质泄漏的可靠关卡。正常使用时，通过该环形槽所形成的波浪状或梳齿状结构的弹性形变，可提升密封圈相对相应隔热密封座的密封效果。反之，正是由于需要密封圈与相应的隔热密封座间稳固贴合，因此也必须依靠卡箍的轴向施压功能方可实现。而即使介质进入到第一隔热密封座、密封圈及第二隔热密封座之间的配合间隙处时，由于上述波浪状或梳齿状结构的存在，也可使得介质的压力和温度进一步降低。通过环形槽所形成的波浪状或梳齿状结构的多次的波峰、波谷变化，介质无法泄漏或者泄漏量非常低，从而满足设备的密封性及检漏要求。第一隔热密封座及第二隔热密封座的设置，能有效降低从密封端座和盖板传递给密封圈的热量，改善密封圈工作环境，这显然也有利于密封件使用寿命的提高。
综上，本装置具备结构合理、安装方便、能多次使用的优点，可有效确保高温、高压工况下设备的密封需要，且工作可靠性强，使用寿命亦可得到有效保证。
2)、实际使用时，各隔热密封座均采用耐高温、低导热、耐腐蚀的高分子材料制造，将其加热后热镶在盖板和密封端座上，以便与相应的安置槽间形成过盈配合。密封圈则采用耐高温，耐腐蚀、抗疲劳的高分子复合材料制造，安装在相应隔热密封座内的安置槽中，且U型开口朝向密封端座与盖板之间的配合间隙。具备上述特定U型开口的U型圈状的密封圈，使得介质在透过密封端座与盖板之间的配合间隙涌入密封圈所在槽腔时，密封圈能够借助介质的压力而使得密封圈的两槽壁向两侧撑开，从而进一步的提升密封圈的两侧面相对第一隔热密封座与第二隔热密封座的面贴合性，其密封性能可得到进一步提升。
3)、在密封圈所形成的后置密封的基础上，本发明还设置的前置密封结构，也即通过在盖板及密封端座的相邻面处设置环形凸起，从而在其轴向截面上形成梳齿状的迷宫密封构造。由于上述梳齿状的迷宫密封构造，使得齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，介质在通过曲折迷宫的间隙时会产生节流效应，进而可达到阻漏的目的。该梳齿结构所形成的有效的节流空间，能在不增加外部设备的情况下，达到降低密封圈部位介质的温度和压力的目的，使密封圈使用工况条件有所改善，并能降低密封圈有害变形量，可在促进密封圈能更好地发挥其弹性密封作用的同时，还能提高密封件的使用寿命。
4)、卡口的轴向截面呈“W”字状构造，则是借鉴了弓形结构所具备的弹性蓄力性，以进一步确保密封端座与盖板间的可靠的轴向压合目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的I部分局部放大图；
图3为密封圈的剖面图。
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
a-沉槽 b-缺口
10-密封端座 20-盖板
31-第一隔热密封座 32-第二隔热密封座
40-密封圈 41-环形槽
50-卡箍 51-卡口 60-环形凸起
具体实施方式
为便于理解，此处对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
本发明的具体实施结构参照图1-3所示，包括面贴靠于酒精萃取釡的进料口处密封端座10端面上的盖板20。盖板20与密封端座10间通过卡箍50进行卡紧，而卡箍50再通过外部的快开门装置对卡箍50进行操作，从而实现锁紧力的层层传递效果。
如图1-2所示的，在密封端座10与盖板20的相邻面处凹设有安置槽，两组相配合的安置槽内均过盈配合有一个环状的起到隔热密封作用的隔热密封座。实际操作时将隔热密封座加热到330℃后热镶在相应安置槽内即可。以位于盖板20处安置槽内的隔热密封座为第一隔热密封座31，以位于密封端座10的安置槽内的隔热密封座为第二隔热密封座32，在两个隔热密封座之间夹设有U型圈状的密封圈40。如图3所示的，在密封圈40的两侧面处设置环形槽41，从而使得在密封圈40的轴向截面上，密封圈40的两侧面形成波形线状或梳齿状的布局。当然，如图2所示，实际操作时密封端座10与盖板20间是不可能完全面贴面的贴合的，以便能在轴向上留给密封圈40一定的弹性动作余量，从而加强整个密封结构的密封性能，此处就不再赘述。
在上述结构的基础上，如图2所示，本发明还在密封端座10和盖板20的相邻面上加工3～7道环形凸起60。分别布置在密封端座10和盖板20上的各相对延伸的环形凸起60彼此插接而又相互错开，从而形成节流迷宫。各环形凸起60插接的深度以1～4mm为宜，并由密封圈40的高度进行定位。
本发明实际工作流程如下：
酒精萃取釡内的酒精经过加热后形成蒸汽，随着温度的不断升高，压力也在不断增大。酒精蒸汽首先遇到密封端座10和盖板20处的环形凸起60所形成的梳齿状的迷宫密封。酒精蒸汽进入迷宫密封的梳齿间的空腔，发生一系列等焓热力学变化，蒸汽的流量和流速降低，蒸汽在口腔内产生旋窝，势能转化为热能。经多道梳齿后，酒精蒸汽的压力、温度、流速和流量会下降到最低值，剩余的酒精蒸汽会进入到密封圈40的U型空腔和密封圈40端面与相应隔热密封座的配合间隙中。
节流降压后的蒸汽到达密封圈40部位时，大部分部分蒸汽进入密封圈40的U型开口，将密封圈40的两个槽壁向外挤压扩张，使其与相应隔热密封座的端面紧密接触。另一部分酒精蒸汽则进入密封圈40端面与相应隔热密封座之间配合缝隙中。进入密封圈40端面与相应隔热密封座之间配合缝隙中的酒精蒸汽会遭遇密封圈40的环形槽41所形成的波浪线状或梳齿状结构，从而发生二次节流效应，酒精蒸汽经过此空间，压力会进一步降低，几乎降到最低值，低于或接近外部气压，蒸汽无泄漏，或轻微泄漏，泄漏量满足设备的检漏要求。

Claims (7)

1.一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：本装置包括与密封端座(10)同轴且在轴向上彼此存有配合间隙的盖板(20)，所述盖板(20)与密封端座(10)的相邻面处均凹设有安置槽；在盖板(20)的轴线方向上，两组安置槽内层叠面贴合状的依次布置第一隔热密封座(31)、密封圈(40)及第二隔热密封座(32)，且密封圈(40)圈体的布置位置位于盖板(20)与密封端座(10)的配合间隙上；以密封圈(40)上的朝向第一隔热密封座(31)的一面为外侧面，相对的另一面为内侧面，在密封圈(40)的内侧面及外侧面上均凹设有环形槽(41)且该环形槽(41)的轴线与密封圈(40)轴线同轴，所述环形槽(41)为两道以上以便在密封圈(40)的轴向截面上形成波浪线状或梳齿状布局；本装置还包括卡箍(50)，卡箍(50)的内环面处同轴的凹设有环槽状的卡口(51)，盖板(20)的外壁处环状凹设有沉槽(a)或缺口(b)，密封端座(10)的外壁处相应的环状凹设有缺口(b)或沉槽(a)，卡口(51)卡嵌及止口配合于相应的沉槽(a)或缺口(b)内从而在轴向上施力压紧盖板(20)及密封端座(10)。
2.根据权利要求1所述的一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：所述密封圈(40)为U型圈，该密封圈(40)的U型开口朝向密封端座(10)轴线方向并指向盖板(20)与密封端座(10)的配合间隙处。
3.根据权利要求1所述的一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：在密封圈(40)的轴向截面上，当密封圈(40)的内侧面和/或外侧面呈波浪线状布局时，其波谷与波峰高度相差0.5～1mm，且波谷与波峰的宽度为1～3mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：所述盖板(20)处的安置槽槽腔与第一隔热密封座(31)之间构成过盈配合，密封端座(10)处的安置槽槽腔与第二隔热密封座(32)之间也构成过盈配合。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：所述安置槽与密封端座(10)管壁之间的一段相邻面上凸设有环形凸起(60)，该环形凸起(60)轴线与密封端座(10)轴线同轴；盖板(20)处的环形凸起(60)与密封端座(10)处的环形凸起(60)间彼此呈直齿咬合状的交错插接，且相邻环形凸起(60)在轴向上和径向上均存有配合间隙，以便在轴向截面上形成迷宫密封构造。
6.根据权利要求5所述的一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：所述盖板(20)及密封端座(10)处的环形凸起(60)均为3～7道，各相对插接的环形凸起(60)之间的插接深度为1～4mm。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种快开式酒精萃取釜用组合密封装置，其特征在于：在卡箍(50)的轴向截面上，所述卡口(51)外形呈“W”字状构造。
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