CN108775459A - 用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法 - Google Patents

用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法 Download PDF

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Abstract

用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法,包括连接在上游挥发性气体物料储存装置上的上游法兰和连接在下游挥发性气体物料储存装置上的下游法兰，所述上游法兰和下游法兰通过贯穿上游法兰和下游法兰的紧固螺钉固定连接，所述上游法兰和下游法兰对接轴向形成有挥发性气体物料通道，在所述上游法兰和下游法兰相连部分之间设置有通过高压液体或高压气体阻隔挥发性气体物料泄漏的环形密封垫片结构，所述密封垫片结构上分别设置有用于连接外部高压液体或高压气体源的输送管的进气口或进液口以及用于排气的放气口。本发明无论管线中物料具有多强的渗透力及易挥发或高压，总能有效防止了管线中的物料挥发物沿着两个法兰之间泄漏大气之中。

Description

用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法
技术领域
本发明涉及一种阻隔式垫片的密封结构。特别是涉及一种用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法。
背景技术
现有技术的垫片密封结构如图1、图2所示，上游法兰2和下游法兰4之间的接触垫片5的两个平面很难做到绝对平行，与此同时，法兰上圆周布置的每个螺栓上的紧固力矩也无法做到完全一致，尽管它们之间有弹性垫片，仍然或多或少存在微小间隙，在加上管线中含有高压力渗透力极强的易挥发VOCs气体，因而总是存在着无组织的、持续不断的微小渗漏，很难找到渗漏的具体位置，也很难彻底得到修复，往往明明知道渗漏难以彻底修复只能带病工作。
但如上所述的现有技术法兰之间垫片的结构和工作原理有很多缺点难以克服：
1、在管线中没有物流的时候无法找到单个法兰泄漏点具体的准确位置；
2、气体挥发物的渗透力比液体的渗透力大很多，因此，只要存在间隙就肯定存在渗漏，而且持续不断，越漏越大。这样的气体挥发物易燃易爆而造成火灾，给安全带来巨大的隐患。
3、无法彻底修复而带病生产，尤其是“不可达点”更是如此，气体物料如：VOCs泄漏到大气中污染环境、增加雾霾。污染大气无法捕捉而形成累积效应，使大气的纯净度越来越低。
4、工厂的法兰垫片的泄漏点数量众多，积少成多，难以控制。
5、在管线工作期间发生泄漏，很难做到在不停车的情况下边运转边修复。
6、检测、修复泄漏点费时费力，修复时间滞后、不及时，而且人为因素大，数据不准确。
7、物料本身就是资源，泄漏的部分无法收回就造成浪费，增加化工产品的成本。
8、气体物料实际就是毒气，会诱发人类疾病。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效防止管线中的物料挥发物沿着两个法兰之间泄漏大气之中的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法。
本发明所采用的技术方案是：一种用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置，包括连接在上游挥发性气体物料储存装置上的上游法兰和连接在下游挥发性气体物料储存装置上的下游法兰，所述上游法兰和下游法兰通过贯穿上游法兰和下游法兰的紧固螺钉固定连接，所述上游法兰和下游法兰对接轴向形成有挥发性气体物料通道，在所述上游法兰和下游法兰相连部分之间设置有通过高压液体或高压气体阻隔挥发性气体物料泄漏的环形密封垫片结构，所述密封垫片结构上分别设置有用于连接外部高压液体或高压气体源的输送管的进气口或进液口以及用于排气的放气口。
所述的高压液体或高压气体源是高压液体或高压气体输送管路，或是蓄能罐。
所述的蓄能罐包括有：内部装有高压液体和高压氮气的蓄能罐壳体，所述蓄能罐壳体的顶端设置有补液口和进气口，所述蓄能罐壳体的底端设置有与所述的输送管相连的出液口，所述蓄能罐壳体的侧壁上设置有用于观察蓄能罐壳体内部情况的视镜。
所述的环形密封垫片结构包括有第一环形垫片主体，所述第一环形垫片主体在临近挥发性气体物料通道处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向外凸出的内侧密封凸环，所述第一环形垫片主体在远离挥发性气体物料通道处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向外凸出的外侧密封凸环，所述内侧密封凸环和外侧密封凸环与所对应的上游法兰和下游法兰为线连接，所述上游法兰、与上游法兰所对应的第一环形垫片主体的左侧面、以及位于环形垫片主体左侧面上的内侧密封凸环和外侧密封凸环共同围成有用于容纳高压液体或高压气体的第一左腔体，所述下游法兰、与下游法兰所对应的第一环形垫片主体的右侧面、以及位于第一环形垫片主体右侧面上的内侧密封凸环和外侧密封凸环共同围成有用于容纳高压液体或高压气体的第一右腔体，所述第一环形垫片主体径向形成有一端与所述的进气口或进液口相连通的第一径向进气或进液通道，所述第一径向进气或进液通道的另一端通过轴向形成在所述第一环形垫片主体上的第一轴向进气或进液通道分别与所述的第一左腔体和第一右腔体相连通，所述第一环形垫片主体径向形成有一端与所述的放气口相连通的第一径向放气通道，所述第一径向进气或进液通道的另一端通过轴向形成在所述第一环形垫片主体上的第一轴向放气通道分别与所述的第一左腔体和第一右腔体相连通。
所述的环形密封垫片结构包括有第二环形垫片主体，所述第二环形垫片主体在临近挥发性气体物料通道处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向内凹进的内侧凹槽，所述第二环形垫片主体在远离挥发性气体物料通道处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向内凹进的外侧凹槽，所述内侧凹槽和外侧凹槽内分别设置有一圈使第二环形垫片主体与所对应的上游法兰和下游法兰为密封连接的密封圈或密封垫，所述第二环形垫片主体的左侧面在所述内侧凹槽和外侧凹槽之间形成有向内凹进的长凹槽，所述长凹槽与所对应的上游法兰共同形成有用于容纳高压液体或高压气体的第二左腔体，所述第二环形垫片主体的右侧面在所述内侧凹槽和外侧凹槽之间形成有向内凹进的长凹槽，所述长凹槽与所对应的下游法兰共同形成有用于容纳高压液体或高压气体的第二右腔体，所述第二环形垫片主体径向形成有一端与所述的进气口或进液口相连通的第二径向进气或进液通道，所述第二径向进气或进液通道的另一端通过轴向形成在所述第二环形垫片主体上的第二轴向进气或进液通道分别与所述的第二左腔体和第二右腔体相连通，所述第二环形垫片主体径向形成有一端与所述的放气口相连通的第二径向放气通道，所述第二径向进气或进液通道的另一端通过轴向形成在所述第二环形垫片主体上的第二轴向放气通道分别与所述的第二左腔体和第二右腔体相连通。
一种用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封阻隔方法，是通过在两个相连接的法兰中的垫片中设置轴向与径向通道，将外界高压洁净液体或高压气体引入到法兰与垫片之间的封闭腔体内作为阻隔液或阻隔气，所述高压洁净液体或气体边界的两端分别是压力低于高压洁净液体或高压气体压力的挥发性气体物料端和大气端，当发生微量泄漏只能是高压洁净液体或高压气体微量泄漏，从而做到挥发性物料气体的零泄漏。
本发明的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法，无论管线中物料具有多强的渗透力及易挥发或高压，垫片总能让法兰之间的密封始终保持物料零泄漏，从而有效防止了管线中的物料挥发物沿着两个法兰之间泄漏大气之中。本发明优点如下：
1、没有泄漏通道。
2、物料本身就是资源，零泄漏既节能又减排。
3、观察、控制蓄能罐里的液面高度和罐内的压力就能预判法兰及垫片的工作状况，防范与未然。
4、无论管线里有没有物料都可以方便找到渗漏的位置，使维修做到有的放矢。
5、一旦泄漏可以在线维修，边修复边生产，不需要停机维修。
6、改造的互换性强，投入小。
7、维护方便。
8、有效减少空气中的易燃易爆成分，避免爆炸与火灾，保证安全生产。
附图说明
图1是现有技术的阻隔气体物料泄漏的密封装置结构示意图；
图2是现有技术的阻隔气体物料泄漏的密封装置中垫片的结构示意图；
图3是本发明用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置第一实施例的结构示意图；
图4是本发明用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置第二实施例的结构示意图；
图5是本发明中密封垫片结构第一实例的结构示意图；
图6是本发明中密封垫片结构第二实例的结构示意图。
图中
1：挥发性气体物料通道 2：上游法兰
3：紧固螺钉 4：下游法兰
5：垫片 6：密封垫片结构
61：第一环形垫片主体 62：内侧密封凸环
63：外侧密封凸环 64：第一左腔体
65：第一右腔体 66：第一径向进气或进液通道
67：第一轴向进气或进液通道 68：第一径向放气通道
69：第一轴向放气通道 601：第二环形垫片主体
602：内侧凹槽 603：外侧凹槽
604：密封圈或密封垫 605：第二左腔体
606：第二右腔体 607：第二径向进气或进液通道
608：第二轴向进气或进液通道 609：第二径向放气通道
610：第二轴向放气通道 7：输送管
8：进气口或进液口 9：放气口
10：高压液体或高压气体输送管 11：蓄能罐
111：蓄能罐壳体 112：高压液体
113：高压氮气 114：补液口和进气口
115：出液口 116：视镜
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置及方法做出详细说明。
如图3、图4所示，本发明的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置，包括连接在上游挥发性气体物料储存装置上的上游法兰2和连接在下游挥发性气体物料储存装置上的下游法兰4，所述上游法兰2和下游法兰4通过贯穿上游法兰2和下游法兰4的紧固螺钉3固定连接，所述上游法兰2和下游法兰4对接轴向形成有挥发性气体物料通道1，在所述上游法兰2和下游法兰4相连部分之间设置有通过高压液体或高压气体阻隔挥发性气体物料泄漏的环形密封垫片结构6，所述密封垫片结构6上分别设置有用于连接外部高压液体或高压气体源的输送管7的进气口或进液口8以及用于排气的放气口9。所述的高压液体或高压气体源是高压液体或高压气体输送管路10，或是蓄能罐11。
所述的蓄能罐11包括有：内部装有高压液体112和高压氮气113的蓄能罐壳体111，所述蓄能罐壳体111的顶端设置有补液口和进气口114，所述蓄能罐壳体111的底端设置有与所述的输送管7相连的出液口115，所述蓄能罐壳体111的侧壁上设置有用于观察蓄能罐壳体111内部情况的视镜116。
如图5所示，所述的环形密封垫片结构6包括有第一环形垫片主体61，所述第一环形垫片主体61在临近挥发性气体物料通道1处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向外凸出的内侧密封凸环62，所述第一环形垫片主体61在远离挥发性气体物料通道1处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向外凸出的外侧密封凸环63，所述内侧密封凸环62和外侧密封凸环63与所对应的上游法兰2和下游法兰4为线连接，所述上游法兰2、与上游法兰2所对应的第一环形垫片主体61的左侧面、以及位于环形垫片主体61左侧面上的内侧密封凸环62和外侧密封凸环63共同围成有用于容纳高压液体或高压气体的第一左腔体64，所述下游法兰4、与下游法兰4所对应的第一环形垫片主体61的右侧面、以及位于第一环形垫片主体61右侧面上的内侧密封凸环62和外侧密封凸环63共同围成有用于容纳高压液体或高压气体的第一右腔体65，所述第一环形垫片主体61径向形成有一端与所述的进气口或进液口8相连通的第一径向进气或进液通道66，所述第一径向进气或进液通道66的另一端通过轴向形成在所述第一环形垫片主体61上的第一轴向进气或进液通道67分别与所述的第一左腔体64和第一右腔体65相连通，所述第一环形垫片主体61径向形成有一端与所述的放气口9相连通的第一径向放气通道68，所述第一径向放气通道68的另一端通过轴向形成在所述第一环形垫片主体61上的第一轴向放气通道69分别与所述的第一左腔体64和第一右腔体65相连通。
如图6所示，所述的环形密封垫片结构6包括有第二环形垫片主体601，所述第二环形垫片主体601在临近挥发性气体物料通道1处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向内凹进的内侧凹槽602，所述第二环形垫片主体601在远离挥发性气体物料通道1处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向内凹进的外侧凹槽603，所述内侧凹槽602和外侧凹槽603内分别设置有一圈使第二环形垫片主体601与所对应的上游法兰2和下游法兰4为密封连接的密封圈或密封垫604，所述第二环形垫片主体601的左侧面在所述内侧凹槽602和外侧凹槽603之间形成有向内凹进的长凹槽，所述长凹槽与所对应的上游法兰2共同形成有用于容纳高压液体或高压气体的第二左腔体605，所述第二环形垫片主体601的右侧面在所述内侧凹槽602和外侧凹槽603之间形成有向内凹进的长凹槽，所述长凹槽与所对应的下游法兰4共同形成有用于容纳高压液体或高压气体的第二右腔体606，所述第二环形垫片主体601径向形成有一端与所述的进气口或进液口8相连通的第二径向进气或进液通道607，所述第二径向进气或进液通道607的另一端通过轴向形成在所述第二环形垫片主体601上的第二轴向进气或进液通道608分别与所述的第二左腔体605和第二右腔体606相连通，所述第二环形垫片主体601径向形成有一端与所述的放气口9相连通的第二径向放气通道609，所述第二径向放气通道609的另一端通过轴向形成在所述第二环形垫片主体601上的第二轴向放气通道610分别与所述的第二左腔体605和第二右腔体606相连通。
本发明的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封阻隔方法，是通过在两个相连接的法兰中的垫片中设置轴向与径向通道，将外界高压洁净液体或高压气体引入到法兰与垫片之间的封闭腔体内作为阻隔液或阻隔气，所述高压洁净液体或气体边界的两端分别是压力低于高压洁净液体或高压气体压力的挥发性气体物料端和大气端，当发生微量泄漏只能是高压洁净液体或高压气体微量泄漏，从而做到挥发性物料气体的零泄漏。更具体是依靠两个封闭线密封之间形成一个封闭腔体，在该腔体内接通具有高于气体物料压力的洁净液体或气体，液体比气体渗透力差，由于压力差的存在，低压物料的气体挥发物不可能泄漏到该高压洁净气体或液体之中。该高压洁净气体或液体的一侧是压力较低的物料气体挥发物另一侧是低压的大气，因此，如果微小渗漏也必定是该高压洁净液体或高压气体漏向低压气体物料以及大气方向，而该洁净气体或洁净液体对气体物料没有危害，对大气也没有危害，例如：氮气、空气或清水等。如图2所示，在法兰与垫片的两道线密封之间充满高压洁净液体或气体，并且连接外部一个储能罐并与该洁净液体或气体接通用来确保稳定的压力。或者如图3所示，用一压力稳定的高压洁净水源或气源代替蓄能罐维持压力。

Claims (6)

1.一种用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置，包括连接在上游挥发性气体物料储存装置上的上游法兰(2)和连接在下游挥发性气体物料储存装置上的下游法兰(4)，所述上游法兰(2)和下游法兰(4)通过贯穿上游法兰(2)和下游法兰(4)的紧固螺钉(3)固定连接，所述上游法兰(2)和下游法兰(4)对接轴向形成有挥发性气体物料通道(1)，其特征在于，在所述上游法兰(2)和下游法兰(4)相连部分之间设置有通过高压液体或高压气体阻隔挥发性气体物料泄漏的环形密封垫片结构(6)，所述密封垫片结构(6)上分别设置有用于连接外部高压液体或高压气体源的输送管(7)的进气口或进液口(8)以及用于排气的放气口(9)。
2.根据权利要求1所述的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置，其特征在于，所述的高压液体或高压气体源是高压液体或高压气体输送管路(10)，或是蓄能罐(11)。
3.根据权利要求2所述的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置，其特征在于，所述的蓄能罐(11)包括有：内部装有高压液体(112)和高压氮气(113)的蓄能罐壳体(111)，所述蓄能罐壳体(111)的顶端设置有补液口和进气口(114)，所述蓄能罐壳体(111)的底端设置有与所述的输送管(7)相连的出液口(115)，所述蓄能罐壳体(111)的侧壁上设置有用于观察蓄能罐壳体(111)内部情况的视镜(116)。
4.根据权利要求1所述的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置，其特征在于，所述的环形密封垫片结构(6)包括有第一环形垫片主体(61)，所述第一环形垫片主体(61)在临近挥发性气体物料通道(1)处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向外凸出的内侧密封凸环(62)，所述第一环形垫片主体(61)在远离挥发性气体物料通道(1)处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向外凸出的外侧密封凸环(63)，所述内侧密封凸环(62)和外侧密封凸环(63)与所对应的上游法兰(2)和下游法兰(4)为线连接，所述上游法兰(2)、与上游法兰(2)所对应的第一环形垫片主体(61)的左侧面、以及位于环形垫片主体(61)左侧面上的内侧密封凸环(62)和外侧密封凸环(63)共同围成有用于容纳高压液体或高压气体的第一左腔体(64)，所述下游法兰(4)、与下游法兰(4)所对应的第一环形垫片主体(61)的右侧面、以及位于第一环形垫片主体(61)右侧面上的内侧密封凸环(62)和外侧密封凸环(63)共同围成有用于容纳高压液体或高压气体的第一右腔体(65)，所述第一环形垫片主体(61)径向形成有一端与所述的进气口或进液口(8)相连通的第一径向进气或进液通道(66)，所述第一径向进气或进液通道(66)的另一端通过轴向形成在所述第一环形垫片主体(61)上的第一轴向进气或进液通道(67)分别与所述的第一左腔体(64)和第一右腔体(65)相连通，所述第一环形垫片主体(61)径向形成有一端与所述的放气口(9)相连通的第一径向放气通道(68)，所述第一径向进气或进液通道(68)的另一端通过轴向形成在所述第一环形垫片主体(61)上的第一轴向放气通道(69)分别与所述的第一左腔体(64)和第一右腔体(65)相连通。
5.根据权利要求1所述的用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封装置，其特征在于，所述的环形密封垫片结构(6)包括有第二环形垫片主体(601)，所述第二环形垫片主体(601)在临近挥发性气体物料通道(1)处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向内凹进的内侧凹槽(602)，所述第二环形垫片主体(601)在远离挥发性气体物料通道(1)处的左、右侧面上对称的分别形成有一圈向内凹进的外侧凹槽(603)，所述内侧凹槽(602)和外侧凹槽(603)内分别设置有一圈使第二环形垫片主体(601)与所对应的上游法兰(2)和下游法兰(4)为密封连接的密封圈或密封垫(604)，所述第二环形垫片主体(601)的左侧面在所述内侧凹槽(602)和外侧凹槽(603)之间形成有向内凹进的长凹槽，所述长凹槽与所对应的上游法兰(2)共同形成有用于容纳高压液体或高压气体的第二左腔体(605)，所述第二环形垫片主体(601)的右侧面在所述内侧凹槽(602)和外侧凹槽(603)之间形成有向内凹进的长凹槽，所述长凹槽与所对应的下游法兰(4)共同形成有用于容纳高压液体或高压气体的第二右腔体(606)，所述第二环形垫片主体(601)径向形成有一端与所述的进气口或进液口(8)相连通的第二径向进气或进液通道(607)，所述第二径向进气或进液通道(607)的另一端通过轴向形成在所述第二环形垫片主体(601)上的第二轴向进气或进液通道(608)分别与所述的第二左腔体(605)和第二右腔体(606)相连通，所述第二环形垫片主体(601)径向形成有一端与所述的放气口(9)相连通的第二径向放气通道(609)，所述第二径向进气或进液通道(609)的另一端通过轴向形成在所述第二环形垫片主体(601)上的第二轴向放气通道(610)分别与所述的第二左腔体(605)和第二右腔体(606)相连通。
6.一种用高压液体或气体阻隔物料泄漏的垫片密封阻隔方法，其特征在于，是通过在两个相连接的法兰中的垫片中设置轴向与径向通道，将外界高压洁净液体或高压气体引入到法兰与垫片之间的封闭腔体内作为阻隔液或阻隔气，所述高压洁净液体或气体边界的两端分别是压力低于高压洁净液体或高压气体压力的挥发性气体物料端和大气端，当发生微量泄漏只能是高压洁净液体或高压气体微量泄漏，从而做到挥发性物料气体的零泄漏。
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