CN108058912B - 一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构 - Google Patents

Abstract

一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，高弹性密封机构由密封膜被相互交错设置的内外弹性板夹持形成，其具有上凸的弧形弯曲部、由弧形弯曲部外端向下延伸并与罐壁配合的滑动密封部，在弧形弯曲部的上侧设有高弹性压板；在弧形弯曲部下部设有高弹性支撑板，高弹性支撑板的中部向下弧形弯曲，高弹性支撑板的外端抵靠在高弹性密封机构的内侧面；高弹性压板、弧形弯曲部通过密封条及螺栓固定连接于支架与外圈梁之间，高弹性支撑板的里端叠合后固定装配在外圈梁上；自动补偿机构由导向柱通过压缩弹簧弹性作用于高弹性压板上部的外侧。该装置能随着浮盘的浮动进行弹性自动补偿，其与罐壁之间始终紧密接触，能显著提高密封效果，且导静电装置无安全隐患。

Description

一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构

技术领域

本发明涉及油料储存设备技术领域，具体涉及一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构。

背景技术

在石油、化工储运设备技术领域，为减少储罐内介质的挥发，需要在罐内设置浮盘，使浮盘随着介质的液面升降，减少VOCs的挥发，减少损失的同时，防止空气污染、达到节能减排的目的。

国内大多数是立式圆筒储罐，采用浮筒式浮盘，边缘密封采用舌形密封、囊式密封、机械密封结构，为了达到更佳的密封效果，甚至采用二次密封，但是由于储罐罐壁存在误差，浮盘在储罐中运行时随着介质浮动是一种无规律运动，因而会出现偏移、上下摆动、旋转等现象，这样使浮盘密封的适应性受到诸多限制，所以在实际使用时现有的浮盘密封机构与罐壁之间在很多情况下均存有间隙，因此，现有的浮盘密封机构难以避免油气的挥发，且存在密封范围有限、密封效果不能长期保持，成本较高，维护不方便等问题而且舌形密封、囊式密封结构使浮盘与罐壁之间绝缘，存在静电安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，该装置能实现全接液密封，能随着浮盘的浮动进行弹性自动补偿，其与罐壁之间始终紧密接触，能显著提高密封效果，能有效阻止罐体人油气的挥发，且导静电装置无安全隐患。

为了实现上述目的，本发明提供一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，包括固定地设置于浮盘体外侧的环形的外圈梁、用于连接导静电装置和自动补偿机构；

所述高弹性密封机构设置在外圈梁的外侧与储罐的罐壁之间；

所述高弹性密封机构包括环形布置的密封膜、位于外圈梁上方的环形的支架、环绕浮盘体的圆心设置的若干个彼此间隔设置的外弹性板和若干个彼此间隔设置的内弹性板；

其中密封膜被相互交错设置的外弹性板和内弹性板夹持并形成一个整体的与罐壁滑动配合的高弹性密封组合，该高弹性密封组合具有向上凸出的弧形弯曲部、由弧形弯曲部外端向下延伸并与罐壁配合的滑动密封部，滑动密封部的下端向内折边并在端部卷边以形成用于夹紧密封膜端部的紧固部，在弧形弯曲部的上侧设置有环绕浮盘体的圆心设置的若干个彼此间隔设置的高弹性压板，高弹性压板与弧形弯曲部的内段部分弹性接触配合；在弧形弯曲部下部设置有多个交错设置高弹性支撑板，高弹性支撑板的中部向下弧形弯曲，高弹性支撑板的外端抵靠在高弹性密封机构的内侧面并且端部向内折边；高弹性压板和高弹性密封组合的弧形弯曲部叠合后通过密封条及螺栓紧固件固定连接于支架与外圈梁之间；多个高弹性支撑板的里端叠合后固定装配在外圈梁上；

所述自动补偿机构由环绕浮盘体的圆心分布的若干个彼此间隔设置的补偿单元组成，每个补偿单元的位置与每个高弹性压板的位置相对应，所述补偿单元包括横向延伸的导向套、横向穿设于导向套内部的压缩弹簧和穿设于压缩弹簧内部的导向柱，所述导向套固定连接于支架的上部，导向柱的两端均设置有限位块，压缩弹簧的两端分别与左侧的限位块和设置在导向套右端的限位环抵接；

每个补偿单元中导向柱左端的限位块均抵接在每个高弹性压板上部的里侧；

所述导静电装置由浮盘体8、高弹性密封组合1中的外弹性板11、连接浮盘体8和高弹性密封组合1中的外弹性板11之间的螺栓和罐壁5之间接触形成；

在该技术方案中，自动补偿机构中的导向柱通过作用于高弹性压板而弹性作用于该弹性密封机构,通过自动补偿机构从外侧对高弹性密封组合进行弹性自动补偿和自我修复，高弹性支撑板从内侧对高弹性密封组合进行弹性支撑，使内外弹性板带动密封膜一直与罐壁保持紧密接触，能实现了浮盘的大范围全补偿密封，并能保证静电导通的安全性。进而能达到机械自动补偿与弹性密封相结合的效果，解决了弹性密封机构中弹性板材质要求较高和使用寿命的问题，传统的机械密封容易出现结构失效的问题，并有效解决了舌形密封和囊式密封适用范围小和磨损快的问题，该高弹性密封装置能进行较大范围的弹性补偿，使高弹性密封组合能在大范围内保持与罐壁的紧密接触，能在浮盘产生偏移后，进行弹性压缩和原位置恢复，实现了浮盘在储油罐中的全补偿密封，而且适用于任何介质储罐，其安装简单、成本低，维护方便，使浮盘与外弹性板之间静电导通，进而解决了安全隐患。其中自动补偿机构在浮盘外侧安装，安装调试和维护也更加方便，维护成本更低本发明中的弹性密封范围可达到±400mm，密封范围大。

进一步，为了提高密封静电、雷击的安全性能，滑动密封部靠近罐壁的一侧附着有合成聚氨酯橡胶。合成聚氨酯橡胶是一种导静电防雷击打火材料，能使该密封机构具有良好的导静电功能和防雷功能，作为一种本安型密封机构。通过导静电装置由浮盘体、高弹性密封组合中的外弹性板、连接浮盘体和高弹性密封组合中的外弹性板之间的螺栓和罐壁之间接触形成，能避免因导静电线的存在而引起的导线随意散落在浮盘上，及浮盘运动过程中使导线产生的扯、挂等安全隐患。

进一步，为了便于装配，同时便于维护，多个高弹性支撑板的里端叠合后固定装配在外圈梁外侧的固定架中。

进一步，为了使高弹性密封组合的弹性恢复能力更好，以始终保持与罐壁的紧密接触，高弹性压板的外端压接在高弹性密封组合的弧形弯曲部的最高弧点的内段部分。

进一步，为了保证较好的弹性恢复力，并具有较长的使用寿命，内弹性板、外弹性板、高弹性压板、高弹性支撑板均采用301材质弹性钢板制成；为了使密封件的密封效果更好，且能具有较长的使用寿命，密封膜采用聚四氟乙烯材质制成；所述压缩弹簧采用304不锈钢材质制成；在保证承重强度的基础上，为了进一步降低整体的重量，所述导向套、导向柱和支架均采用铝合金材质制成。

进一步，为了便于装配，同时便于维护，所述外圈梁的上部具有向上延伸的环形围板，环形围板的上端固定连接有水平设置的环形挡板，所述支架的断面呈L型，所述支架通过其水平部与环形挡板的配合连接于外圈梁上部。

进一步，为了提高导向套的固定效果，所述导向套径向固定穿设于支架的上围板中的通孔中。

进一步，为了便于安装和维护，导向柱为带有螺帽的螺栓，螺帽形成左端的限位块，导向柱右端的限位块由套装于其端部的螺母形成。

本发明密封性能好，可靠性强，能进一步减小油气空间，能有效降低油气的挥发。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A部的局部放大图；

图3是图1中B部的局部放大图。

图中： 1、高弹性密封组合，11、外弹性板，12、密封膜，13、内弹性板，2、自动补偿机构，21、高弹性压板，22、压缩弹簧，23、支架，24、导向套，25、导向柱，26、限位块，27、限位环，3、螺栓紧固件，4、密封条，5、罐壁，6、高弹性支撑板，7、箱体，8、浮盘体，9、外圈梁，91、环形围板，92、环形挡板，93、固定架，10、滑动密封部。

实施方式

下面对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，一种浮盘的自动补偿高弹性高弹性密封机构，包括固定地设置于浮盘体8外侧的环形的外圈梁9、用于连接导静电装置和自动补偿机构2；所述高弹性密封机构设置在外圈梁9的外侧与储罐的罐壁5之间； 所述高弹性密封机构包括环形布置的密封膜12、位于外圈梁9上方的环形的支架23、环绕浮盘体8的圆心设置的若干个彼此间隔设置的外弹性板11和若干个彼此间隔设置的内弹性板13； 其中密封膜12被相互交错设置的外弹性板11和内弹性板13夹持并形成一个整体的与罐壁5滑动配合的高弹性密封组合1，该高弹性密封组合1具有向上凸出的弧形弯曲部、由弧形弯曲部外端向下延伸并与罐壁5配合的滑动密封部10，滑动密封部10的下端向内折边并在端部卷边以形成用于夹紧密封膜12端部的紧固部，在弧形弯曲部的上侧设置有环绕浮盘体8的圆心设置的若干个彼此间隔设置的高弹性压板21，高弹性压板21与弧形弯曲部的内段部分弹性接触配合；在弧形弯曲部下部设置有多个交错设置的高弹性支撑板6，高弹性支撑板6的中部向下弧形弯曲，高弹性支撑板6的外端抵靠在高弹性密封机构的内侧面并且端部向内折边，使其与内弹性板能有更好的接触；高弹性压板21和高弹性密封组合1的弧形弯曲部叠合后通过密封条4及螺栓紧固件3固定连接于支架23与外圈梁9之间；多个高弹性支撑板6的里端叠合后固定装配在外圈梁9上；具体扣接在环形围板91的外侧的固定架93上。

所述自动补偿机构2由环绕浮盘体8的圆心分布的若干个彼此间隔设置的补偿单元组成，每个补偿单元的位置与每个高弹性压板21的位置相对应，所述补偿单元包括横向延伸的导向套24、横向穿设于导向套24内部的压缩弹簧22和穿设于压缩弹簧22内部的导向柱25，所述导向套24固定连接于支架23的上部，导向柱25的两端均设置有限位块26，压缩弹簧22的两端分别与左侧的限位块26和设置在导向套24右端的限位环27抵接；每个补偿单元中导向柱25左端的限位块26均抵接在每个高弹性压板21上部的里侧；

所述导静电装置由浮盘体8、高弹性密封组合1中的外弹性板11、连接浮盘体8和高弹性密封组合1中的外弹性板11之间的螺栓和罐壁5之间接触形成。现有内浮盘的导静电装置是通过导线连接浮盘与储罐顶部，实现静电导通，当浮盘随液面上升时，导线散落在复盘上，存在电阻大，及扯、挂等安全隐患。本发明中的本安型导静电的实现方式能避免因导静电线的存在而引起的导线随意散落在浮盘上，及浮盘运动过程中使导线产生的扯、挂等安全隐患。

为了提高密封性能，滑动密封部10靠近罐壁的一侧附着有合成聚氨酯橡胶。合成聚氨酯橡胶具有导静电性能，因此，滑动密封部10附着有合成聚氨酯橡胶依然能实现与罐壁5的静电导通。

这样，本发明中的本安型静电导通密封机构还可以由依次连接浮盘体8、高弹性密封组合1中的外弹性板11、外弹性板11外侧附着的合成聚氨酯橡胶与罐壁5之间静电导通形成。即增加的合成聚氨酯橡胶不仅不会影响导静电性能，而且能提高防雷击及避免滑动过程中可能产生的打火问题，本发明中的导静电装置能显著提高静电导通性能，同时，省去了导静电电导线的装配。

为了使高弹性密封组合的弹性恢复能力更好，以始终保持与罐壁的紧密接触，高弹性压板21的外端压接在高弹性密封组合1的弧形弯曲部的最高弧点的内段部分。

为了保证较好的弹性恢复力，并具有较长的使用寿命，内弹性板13、外弹性板11、高弹性压板21、高弹性支撑板6均采用301材质弹性钢板制成；为了使密封件的密封效果更好，且能具有较长的使用寿命，密封膜12采用聚四氟乙烯材质制成；所述压缩弹簧22采用304不锈钢材质制成；在保证承重强度的基础上，为了进一步降低整体的重量，所述导向套24、导向柱25和支架23均采用铝合金材质制成。

为了便于装配，同时便于维护，所述外圈梁9的上部具有向上延伸的环形围板91，环形围板91的上端固定连接有水平设置的环形挡板92，所述支架23的断面呈L型，所述支架23通过其水平部与环形挡板92的配合连接于外圈梁上部。

进一步，为了便于装配，同时便于维护，多个高弹性支撑板6的里端叠合后固定装配在外圈梁9外侧的固定架93中，内端史莱姆扣在固定架93上，也可以通过螺栓固定连接在固定架93中。作为一种优选的方式，固定架93为横断面呈U形的扣板，扣板的两开口端焊接在外圈梁9的外侧面上，进而，固定架93与外圈梁9的外侧面形成一个竖向的通槽，然后多个高弹性支撑板6的里端叠合后由上部插装入所述通槽中，为了加强固定，还可以使螺栓由固定架93的外侧穿入以增加多个高弹性支撑板6的里端的固定强度。

为了提高导向套的固定效果，所述导向套24径向固定穿设于支架23的上围板中的通孔中。

为了便于安装和维护，导向柱25为带有螺帽的螺栓，螺帽形成左端的限位块26，导向柱25右端的限位块26由套装于其端部的螺母形成。

本发明中，自动补偿机构中的导向柱通过作用于高弹性压板而弹性作用于该弹性密封机构,通过自动补偿机构从外侧对高弹性密封组合进行弹性自动补偿和自我修复，高弹性支撑板从内侧对高弹性密封组合进行弹性支撑，使内外弹性板带动密封膜一直与罐壁保持紧密接触，能实现了浮盘的大范围全补偿密封，并能保证静电导通的安全性。进而能达到机械自动补偿与弹性密封相结合的效果，解决了弹性密封机构中弹性板材质要求较高和使用寿命的问题，传统的机械密封容易出现结构失效的问题，并有效解决了舌形密封和囊式密封适用范围小和磨损快的问题，该高弹性密封装置能进行较大范围的弹性补偿，使高弹性密封组合能在大范围内保持与罐壁的紧密接触，能在浮盘产生偏移后，进行弹性压缩和原位置恢复，实现了浮盘在储油罐中的全补偿密封，而且适用于任何介质储罐，其安装简单、成本低，维护方便，使浮盘与外弹性板之间静电导通，进而解决了安全隐患。其中自动补偿机构在浮盘外侧安装，安装调试和维护也更加方便，维护成本更低本发明中的弹性密封范围可达到±400mm，密封范围大。

工作原理：当浮盘在储罐中发生浮动偏移时，弹性板会向外弹性扩展，自动补偿机构通过压缩弹簧使导向柱通过高弹性压板从外侧顶紧外弹性板，高弹性支撑板从内测支撑内弹性板，当间隙较大时，内外弹性板弹性减弱，自动补偿机构通过弹性补偿，使高弹性密封组合保持弹性形变，并从外侧提供弹性补偿，高弹性支撑板通过前端弯形，与内弹性板保持良好接触，通过弹性变形从内测支撑高弹性密封组合，使之与罐壁保持紧密接触，在大范围内达到良好的密封效果，并且该密封装置安装位置降低，下层结构延伸到介质液面以下，进一步减小了油气空间。

Claims (7)

1.一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，包括固定地设置于浮盘体（8）外侧的环形的外圈梁（9）和导静电装置；

所述高弹性密封机构设置在外圈梁（9）的外侧与储罐的罐壁（5）之间；其特征在于，还包括自动补偿机构（2）；

所述高弹性密封机构包括环形布置的密封膜（12）、位于外圈梁（9）上方的环形的支架（23）、环绕浮盘体（8）的圆心设置的若干个彼此间隔设置的外弹性板（11）和若干个彼此间隔设置的内弹性板（13）；

其中密封膜（12）被相互交错设置的外弹性板（11）和内弹性板（13）夹持并形成一个整体的与罐壁（5）滑动配合的高弹性密封组合（1），该高弹性密封组合（1）具有向上凸出的弧形弯曲部、由弧形弯曲部外端向下延伸并与罐壁（5）配合的滑动密封部（10），滑动密封部（10）的下端向内折边并在端部卷边以形成用于夹紧密封膜（12）端部的紧固部，在弧形弯曲部的上侧设置有环绕浮盘体（8）的圆心设置的若干个彼此间隔设置的高弹性压板（21），高弹性压板（21）与弧形弯曲部的内段部分弹性接触配合；在弧形弯曲部下部设置有多个交错设置的高弹性支撑板（6），高弹性支撑板（6）的中部向下弧形弯曲，高弹性支撑板（6）的外端抵靠在高弹性密封机构的内侧面并且端部向内折边；高弹性压板（21）和高弹性密封组合（1）的弧形弯曲部叠合后通过密封条（4）及螺栓紧固件（3）固定连接于支架（23）与外圈梁（9）之间；多个高弹性支撑板（6）的里端叠合后固定装配在外圈梁（9）上；

所述自动补偿机构（2）由环绕浮盘体（8）的圆心分布的若干个彼此间隔设置的补偿单元组成，每个补偿单元的位置与每个高弹性压板（21）的位置相对应，所述补偿单元包括横向延伸的导向套（24）、横向穿设于导向套（24）内部的压缩弹簧（22）和穿设于压缩弹簧（22）内部的导向柱（25），所述导向套（24）固定连接于支架（23）的上部，导向柱（25）的两端均设置有限位块（26），压缩弹簧（22）的两端分别与左侧的限位块（26）和设置在导向套（24）右端的限位环（27）抵接；

每个补偿单元中导向柱（25）左端的限位块（26）均抵接在每个高弹性压板（21）上部的里侧；

所述导静电装置由浮盘体（8）、高弹性密封组合（1）中的外弹性板（11）、连接浮盘体（8）和高弹性密封组合（1）中的外弹性板（11）之间的螺栓和罐壁（5）之间依次接触形成；

导向柱（25）为带有螺帽的螺栓，螺帽形成左端的限位块（26），导向柱（25）右端的限位块（26）由套装于其端部的螺母形成。

2.根据权利要求1所述的一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，其特征在于，滑动密封部（10）靠近罐壁（5）的一侧附着有合成聚氨酯橡胶。

3.根据权利要求1或2所述的一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，其特征在于，多个高弹性支撑板（6）的里端叠合后固定装配在外圈梁（9）外侧的固定架（93）中。

4.根据权利要求3所述的一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，其特征在于，高弹性压板（21）的外端压接在高弹性密封组合（1）的弧形弯曲部的最高弧点的内段部分。

5.根据权利要求4所述的一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，其特征在于，内弹性板（13）、外弹性板（11）、高弹性压板（21）、高弹性支撑板（6）均采用301材质弹性钢板制成；密封膜（12）采用聚四氟乙烯材质制成；所述压缩弹簧（22）采用304不锈钢材质制成；所述导向套（24）、导向柱（25）和支架（23）均采用铝合金材质制成。

6.根据权利要求5所述的一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，其特征在于，所述外圈梁（9）的上部具有向上延伸的环形围板（91），环形围板（91）的上端固定连接有水平设置的环形挡板（92），所述支架（23）的断面呈L型，所述支架（23）通过其水平部与环形挡板（92）的配合连接于外圈梁上部。

7.根据权利要求6所述的一种浮盘的自动补偿高弹性密封机构，其特征在于，所述导向套（24）径向固定穿设于支架（23）的上围板中的通孔中。