CN108547986B - 一种用于压力容器的自动排气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于压力容器的自动排气装置，包括一个阀座，以及设置在阀座内的浮子，在阀座顶部有排气孔，阀座底部设置有第一C型卡环，所述浮子开口向下，在浮子上端面开有阶梯孔，浮子底部圆周端面上开有贯穿浮子底部圆周内外侧的裙孔，每个裙孔对应位置的浮子外周侧壁上开有贯通浮子上下端面的导流槽，在阶梯孔内，设置有密封环，密封环上端面开有槽孔，槽孔内设置有O型圈，密封环下圆柱面开C型卡环槽，C型卡环槽内安装有第二C型卡环。本发明结构简单，易于加工制造，安装简单，体积小，无需电气控制系统。

Description

一种用于压力容器的自动排气装置

技术领域

本发明涉及一种排气装置，具体涉及一种用于压力容器的自动排气装置，可应用于需要反复充排气的压力容器。

背景技术

现有压力容器排气装置一般分为手动和自动两种。其中手动排气装置主要靠在压力容器外接高压或者超高压截止阀，压力容器最大工作压力受限于截止阀的工作压力。容器内气体是否排出完毕，由人工根据截止阀出口是否有持续液体流出进行判断。其缺点是无论是容器充液或者排液都需要人员近距离观察和操作，人员容易暴露在超高压环境。对截止阀可靠性要求较高。

自动排气装置基于气动或电动执行机构进行阀门远程控制，避免将人员暴露在超高压环境中。排气阀门出口带一个转存油箱，油箱内设有液位传感器。容器内气体排出是否完毕由转存油箱内液位传感器判断。其缺点是一般为非标产品，执行机构和转存油箱组成的排气装置体积过大，需要专门的电气系统进行控制，液位传感器因油滴粘滞容易造成误判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要远程控制系统、且结构简单的用于压力容器的自动排气装置。

本发明是这样实现的：

一种用于压力容器的自动排气装置，包括一个阀座，以及设置在阀座内的浮子，在阀座顶部有排气孔，阀座底部设置有第一C型卡环，所述浮子开口向下，浮子外径略小于阀座内径，形成间隙配合。在浮子上端面开有阶梯孔，浮子底部圆周端面上开有贯穿浮子底部圆周内外侧的裙孔，每个裙孔对应位置的浮子外周侧壁上开有贯通浮子上下端面的导流槽，在阶梯孔内，设置有密封环，密封环上端面开有槽孔，槽孔内设置有O型圈，密封环下圆柱面开C型卡环槽，C型卡环槽内安装有第二C型卡环。浮子与阀座之间为间隙配合，根据流体介质不同和充排速度设计不同间隙和导流槽的大小。

更进一步的方案是：

所述的槽孔为上窄下宽的梯形槽孔。

更进一步的方案是：

所述密封环下部为中空的圆柱体结构。

更进一步的方案是：

所述的浮子能够自由上下浮动一定距离。

更进一步的方案是：

所述的密封环和浮子之间通过第二C型卡环保持相对位置，密封环和浮子之间有一定相对运动空间。

更进一步的方案是：

所述浮子采用轻型高分子材料如尼龙，也可以采用轻型金属材料如铝合金加工而成。

更进一步的方案是：

所述的密封环采用低合金高强度钢。

本发明具有如下特点：

1、结构简单，易于加工制造，材料为常见的尼龙、轻金属材料、低合金高强度钢材料。只有密封处的端面需要进行精加工，其余部分普通加工即可；

2、安装简单，无装配精度要求；

3、体积小，整个外形尺寸与同通径的普通截止阀相当，远小于自动控制的排气装置，可嵌入式安装在压力容器端盖内。

4、无需电气控制系统，根据不同流量和流体介质调节阀座与浮子间隙、导流槽大小实现排气装置的自动开闭。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为浮子结构示意图；

图3为排气状态示意图；

图4为密封状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如附图1所示，一种用于压力容器的自动排气装置，包括一个阀座2，以及设置在阀座内的浮子3，在阀座顶部有排气孔7，阀座底部设置有第一C型卡环1，所述浮子开口向下，浮子外径略小于阀座内径，形成间隙配合，如附图2所示，在浮子上端面开有阶梯孔31，浮子底部圆周端面上开有贯穿浮子底部圆周内外侧的裙孔33，每个裙孔对应位置的浮子外周侧壁上开有贯通浮子上下端面的导流槽32，在阶梯孔内，设置有密封环4，密封环上端面开有槽孔8，槽孔内设置有O型圈5，密封环下圆柱面开C型卡环槽，C型卡环槽内安装有第二C型卡环6，

作为一个优化的实施例，所述的槽孔为上窄下宽的梯形槽孔。

为了降低密封环的重量，将密封环下部设置为中空的圆柱体结构。

所述的浮子能够自由上下浮动一定距离，通过阀座及第一C型卡环对浮子限位。

所述的密封环和浮子之间通过第二C型卡环保持相对位置，密封环和浮子之间有一定相对运动空间。

所述浮子采用尼龙，也可以采用铝合金加工而成。

所述的密封环采用低合金高强度钢。

作为本发明的一个实施例，阀座可独立加工，也可利用压力容器端盖；如等静压机或温等静压机等超高压容器端盖厚，可采用嵌入式安装，在压力容器端盖上开孔作为阀座。

本实施例设置的梯形槽孔保护O型圈在高速气流下不被吹出。O型圈根据不同工作温度选择不同材料。

阀座内径尺寸略大于浮子外径尺寸，安装时阀座竖直安装压力容器顶部。其工作原理是利用液体粘度与气体粘度不同。排气时，气体通过浮子与阀座之间的缝隙，由于缝隙较大，气阻小于浮子和密封环组成重量，浮子和密封环组件脱离阀座顶面。排气完毕后，液体进入浮子与阀座之间的缝隙，由于液体粘度远大于空气粘度，因此液阻压力开始增大，推动浮子和密封环组件上移贴在阀座顶面，密封环O型圈开始密封工作。随着压力增大，O型圈进一步被压在端面形成更好的密封效果。

下面结合附图对本发明的工作状态和过程进行进一步的描述。

本发明在工作时自动排气装置安装在压力容器顶部。在自身重力的作用下浮子和密封环组件自由下落，并由阀座上的C型卡环限制在阀座内。充液时，容器内的气体进入阀座，通过浮子底部裙孔孔进入浮子导流槽，最终流过密封环端面进入排气孔。因气体粘度小，产生的气阻小于浮子和密封环的重量。在重力的作用下，密封环端面无法与阀座顶面接触，未形成密封效果。排气状态如附图3所示。

当液体充满容器时，液体开始进入阀座。浮子和密封环组件开始浸泡在液体内。由于液体粘度远大于气体，产生粘滞力也较为明显，浮子和密封环组件在粘滞力的作用下向上运动。当密封环端面接触阀座顶部时，密封环上部的O型圈开始进行密封工作。浮子在压力作用下与密封环分离，浮子处于静压环境中。由于内部压力容器不断上升，密封环容器内静压的作用下紧紧的压在阀座上端面，密封效果也越来越好。浮子处于静压状态，不承受结构力，因此力学强度一般的轻金属和高分子材料能够满足工作要求。密封状态图如附图4所示。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种用于压力容器的自动排气装置，其特征在于：包括一个阀座，以及设置在阀座内的浮子，在阀座顶部有排气孔，阀座底部设置有第一C型卡环，所述浮子开口向下，浮子外径略小于阀座内径，形成间隙配合，在浮子上端面开有阶梯孔，浮子底部圆周端面上开有贯穿浮子底部圆周内外侧的裙孔，每个裙孔对应位置的浮子外周侧壁上开有贯通浮子上下端面的导流槽，在阶梯孔内，设置有密封环，密封环上端面开有槽孔，槽孔内设置有O型圈，密封环下圆柱面开C型卡环槽，C型卡环槽内安装有第二C型卡环；所述的密封环和浮子之间通过第二C型卡环保持相对位置，密封环和浮子之间有一定相对运动空间；根据流体介质和充排速度设计间隙和导流槽的大小；排气时，气体通过浮子与阀座之间的间隙，排气完毕后，液体进入浮子与阀座之间的间隙，推动浮子和密封环组件上移贴在阀座顶面。

2.根据权利要求1所述用于压力容器的自动排气装置，其特征在于：

所述的槽孔为上窄下宽的梯形槽孔。

3.根据权利要求1所述用于压力容器的自动排气装置，其特征在于：

所述密封环下部为中空的圆柱体结构。

4.根据权利要求1所述用于压力容器的自动排气装置，其特征在于：

所述的浮子能够自由上下浮动一定距离。

5.根据权利要求1所述用于压力容器的自动排气装置，其特征在于：

所述浮子采用尼龙或铝合金加工而成。

6.根据权利要求1所述用于压力容器的自动排气装置，其特征在于：

所述的密封环采用低合金高强度钢。

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