CN110450333A - 一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置 - Google Patents

一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置 Download PDF

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Abstract

本发明针对超临界流体立式釜体多适合于小型实验装置、卧式罐体设备人口孔密封端安装和运行空间大的不足，发明了一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置。装置采用自动化开合控制，主要由釜体组件、支撑组件、卡箍组件和端盖开合组件组成，其中卡箍组件中卡箍结合面与釜体组件釜体纵向竖直面间倾斜式安装；卡箍组件由为内侧带有卡槽的四块包角为90°的扇形环状结构卡箍组成。端盖的开合由液压推拉杆驱动的连杆机构实现。装置减少了设备的安装空间、减轻了操作劳动强度，同时提高了劳动效率。本发明适用于聚合物物料的超临界工业化生产。

Description

一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置
技术领域
本发明涉及高分子材料加工领域，主要涉及发泡材料的超临界流体加工，特别涉及到一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置。
背景技术
由于超临界流体发泡需要在较高的温度和压力条件下进行，因此超临界流体加工用的釜体和釜盖的密封性对于设备的安全性和使用效果极其重要。同时超临界流体加工过程属于间歇式工艺，物料加工完成后尽管有卸压操作，人工操作时仍带有一定的危险性，需要提高设备的自动化水平。
聚合物的超临界流体发泡加工装置的人孔口常采用齿啮式和卡箍式配合密封方式：齿啮式密封通过罐体端部与盖体端部对齐插入安装，然后旋转一定的角度(<60°)实现密封，此时盖体齿啮结构处为一体式结构；而卡箍式密封是将盖体锁合端与罐体锁合端通过卡箍槽压紧密封，此时卡箍通常为半圆形分体式组合结构。
发明专利CN108481650A公开了一种卧式超临界流体发泡设备，该专利中罐体为卧式放置，罐体的密封采用了齿啮与螺纹压紧相结合的方式，尽管其卡箍组件和压紧组件安装于轨道，减轻了其开合操作的难度，但其卡箍与罐体锁合端的啮合以及T型螺纹的压紧操作依然采用人工操作，罐体开闭操作劳动强度高和工作效率低；卡箍组件和压紧组件轨道式安装导致设备长度方向增大，需要较大空间才能方便设备操作及物料放取。设备在工业化生产以及场地利用率方面还有所不足。
卡箍式密封由于易于观察、操作简单，在超临界流体加工中应用较多。卡箍式密封超临界流体加工设备主要有立式和卧式两种放置方式，其中立式设备由于批量物料的放取以及釜体内部的清理不易，主要适合于规模较小的实验室研究应用，进行工业生产通常采用卧式放置方式。
发明专利CN109894063A公开了一种全自动开合卧式超临界流体发泡设备，该专利采用卡箍式锁合密封：其锁合组件由两个半圆槽型结构卡箍组成，两个卡箍分别安装于轨道上，在液压控制装置的作用下可实现卡箍的开合；其端盖安装于支架上，通过支架及轨道可实现端盖沿罐体轴向和端盖平面两个方向的移动，方便罐体中物料的放取及清理。该设备密封端部的锁合组件和端盖组件与罐体之间都为分体式结构并通过轨道移动，因此需要为两个组件分别设置轨道安装平台，导致设备安装和运行空间增大。
发明内容
本发明针对超临界流体立式釜体多适合于小型实验装置、卧式罐体设备人口孔密封端安装和运行空间大的不足，发明了一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，采用自动化开合控制，主要由釜体组件(1)、支撑组件(2)、卡箍组件(3)和端盖开合组件(4)组成：
所述的釜体组件(1)为卧式放置，一端开口；
所述的支撑组件(2)置于釜体组件(1)开口端正下方的水平地面固定；
所述的卡箍组件(3)置于支撑组件(2)的正上方，卡箍组件(3)中卡箍结合面与釜体组件(1)釜体纵向竖直面间倾斜式安装；
所述的端盖开合组件(4)固定于釜体组件(1)的釜体开口端侧面。
本发明的有益效果是：1)相对于立式釜体，卧式釜体便于物料的装卸作业操作、便于釜体的内部清理，适合于批量化的超临界流体加工生产；2)采用自动化方式开启锁合釜体，减轻了劳动强度，提高了操作效率；3)采用了四块组合式卡箍通过液压推拉杆双向运动的方式开合釜盖，每块卡箍的移动距离减少，卡箍直接置于釜体端部，相对于半圆形组合卡箍节省安装空间；4)釜盖安装于釜体侧面采用旋转自动化开闭，相对于轨道式端盖，设备占地空间减少。
附图说明
图1是本发明一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置的组装图。
图2是图1的部件组装示意图。
图3是图1的开启示意图。
图4是图1中支撑组件(2)结构图。
图5是图1中卡箍组件(3)结构图。
图6是图5中卡箍D(34)结构图。
图7是图5中卡箍D(34)结构图。
图8是图5中卡箍C(33)结构图。
图9是图5中卡箍C(33)结构图。
图10是图1中端盖开合组件(4)结构图。
图11是图10的分解示意图。
图12是图10中端盖(41)结构图。
图中：1.釜体组件，2.支撑组件，3.卡箍组件，4.端盖开合组件，θ.卡箍组件与釜体竖直面间角度，11.釜体锁紧端，21.支撑基座，22.支撑升降导向块，23.接触支撑面，24.导向槽，31.卡箍A，32.卡箍B，33.卡箍C，34.卡箍D，35.卡箍支撑块，36.液压推拉杆A，37.液压推拉杆B，39.固定耳A，40.固定耳B，41.端盖，42.端盖支座，43.连杆机构，44.卡箍支撑架，45.端盖连接转板，46.卡箍支撑块支撑面，47.卡箍支撑架固定端，48.曲柄支座，49.转轴，50.液压推拉杆C，51.支撑孔，61.端盖锁紧端，62.卡箍配合槽，71.导向块，72.导向槽，73.支撑柱，74.导向轨道，75.限位块。
具体实施方式
参照附图1、附图2、附图3、附图5和附图11，一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，采用自动化开合控制，主要由釜体组件(1)、支撑组件(2)、卡箍组件(3)和端盖开合组件(4)组成；釜体组件(1)为卧式放置，一端开口；支撑组件(2)置于釜体组件(1)开口端正下方的水平地面固定；卡箍组件(3)置于支撑组件(2)的正上方，由于端盖开合组件(4)固定于釜体组件(1)的釜体开口端侧面，所以卡箍组件(3)不能采用卡箍结合面为水平或竖直安装形式，以避免卡箍结合处与端盖开合组件(4)产生干涉，卡箍组件(3)中卡箍结合面与釜体组件(1)釜体纵向竖直面间倾斜式安装；端盖开合组件(4)固定于釜体组件(1)的釜体开口端侧面。
参照附图1、附图2和附图3，卡箍组件(3)的卡箍结合面与釜体组件(1)釜体纵向竖直面间的安装角度(θ)介于25-35°。
参照附图4和附图8，支撑组件(2)由支撑基座(21)、支撑升降导向块(22)两部分组成；支撑升降导向块(22)的上表面有接触支撑面(23)和导向槽(24)；支撑升降导向块(22)带有液压升降装置；支撑升降导向块(22)的接触支撑面(23)为圆柱面，与卡箍组件(3)中卡箍C(33)的外表面接触配合；导向槽(24)贯通接触支撑面(23)的圆柱表面，与卡箍组件(3)中卡箍C(33)外表面上的导向轨道(74)配合，便于卡箍组件(3)的定位同时避免产生偏移。
参照附图5，卡箍组件(3)为圆形结构，由卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)、卡箍D(34)、卡箍支撑块(35)、液压推拉杆A(36)、液压推拉杆B(37)组成；液压推拉杆B(37)连接卡箍A(31)和卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)分别形成两个半圆形组件；液压推拉杆A(36)连接两个半圆形组件形成圆形卡箍组件(3)；卡箍支撑块(35)固定于卡箍D(34)的外侧。
参照附图5、附图6、附图7，附图8和附图9，卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)为包角为90°的扇形环状结构，内侧带有卡槽；卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)两端的结合面分别带有导向块(71)和导向槽(72)结构，使得卡箍组件(3)锁合时各零件更易于对齐；卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)外侧两端分别带有固定耳A(39)和固定耳B(40)，用于通过液压推拉杆A(36)和液压推拉杆B(37)将四个卡箍连接在一起。
参照附图6，卡箍支撑块(35)安装于卡箍D(34)外侧靠近固定耳A(39)的位置。
参照附图8，在卡箍C(33)外侧靠近固定耳A(39)的位置设置有导向轨道(74)和限位块(75)，导向轨道(74)用于与支撑组件(2)中支撑升降导向块(22)上的导向槽(24)配合，保证卡箍组件(3)在竖直面上闭合时始终处于将端盖(41)的端盖锁紧端(61)与釜体组件(1)的釜体锁紧端(11)正确锁合的位置；在导向轨道(74)靠近固定耳A(39)的一段设置有限位块(75)，使得卡箍C(33)在开启到限位块(75)与支撑升降导向块(22)相接触时，卡箍C(33)被完全支撑不再移动。
参照附图8，在卡箍C(33)靠近固定耳B(40)一端的平面上设置有对称的支撑柱(73)。
参照附图10和附图11，端盖开合组件(4)由端盖(41)、端盖支座(42)、连杆机构(43)、卡箍支撑架(44)和端盖连接转板(45)组成，在端盖支座(42)的叉形开口处通过转轴(49)安装端盖连接转板(45)，在端盖支座(42)的叉形开口一端卡箍支撑架固定端(47)的底部安装卡箍支撑架(44)；在端盖支座(42)的外侧安装连杆机构(43)与端盖连接转板(45)的曲柄支座(48)相连接，连杆机构(43)中一端的液压推拉杆C(50)直接固定于端盖支座(42)的外侧；端盖(41)安装于端盖连接转板(45)的长边一端。
参照附图10和附图11，卡箍支撑架(44)为双钩形结构，在钩端设置有槽形支撑孔(51)，用于与卡箍C(33)的支撑柱(73)配合起支撑与导向固定作用。
参照附图12，端盖(41)上带有端盖锁紧端(61)和卡箍配合槽(62)结构。
实施例1釜体封闭过程
参照附图3、附图1和附图10，启动自动控制闭合过程：
1)端盖开合组件(4)中连杆机构(43)的液压推拉杆C(50)开始工作，连杆机构(43)带动安装于端盖连接转板(45)上的端盖(41)靠向釜体组件(1)的釜体锁紧端(11)，端盖(41)的端盖锁紧端(61)与釜体组件(1)的釜体锁紧端(11)对齐。
2)然后卡箍组件(3)的一对液压推拉杆A(36)开始拉紧工作，使得组合在一起的卡箍A(31)和卡箍B(32)组件向下移动，卡箍槽形与对齐的端盖锁紧端(61)和釜体锁紧端(11)相配合靠近，由于对齐的端盖锁紧端(61)和釜体锁紧端(11)阻挡，组合在一起的卡箍A(31)和卡箍B(32)组件不再向下移动。
3)此时在液压推拉杆A(36)拉紧作用下，组合在一起的卡箍C(33)和卡箍D(34)组件向上移动，当卡箍C(33)与卡箍B(32)以及卡箍D(34)与卡箍A(31)靠近时，卡箍C(33)端部的导向槽(72)与卡箍B(32)导向块(71)以及卡箍D(34)端部的导向块(71)与卡箍A(31)导向槽(72)互相配合，保证锁合的准确性；在此过程中支撑组件(2)中的支撑升降导向块(22)也随着卡箍C(33)的上升而上升，使得卡箍组件(3)的重量不完全由釜体组件(1)的开口端承担，保持装置的稳定性。
4)当卡箍C(33)和卡箍D(34)组件的卡箍槽形与对齐的端盖锁紧端(61)和釜体锁紧端(11)相配合靠近后，卡箍A(31)和卡箍B(32)组件及卡箍C(33)和卡箍D(34)组件上的液压推拉杆B(37)开始拉紧，这样四个卡箍——卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)即将对齐的端盖锁紧端(61)和釜体锁紧端(11)完全锁合，釜体开口处于完全锁合密闭状态；在此过程中支撑组件(2)中的支撑升降导向块(22)依然随着卡箍C(33)的上升而上升。
5)此后设备即可开始物料的超临界流体处理流程。
实施例2釜体开启过程
参照附图1、附图3、附图10和附图11，启动自动控制开启过程：
1)卡箍A(31)和卡箍B(32)组件及卡箍C(33)和卡箍D(34)组件上的液压推拉杆B(37)开始同时推开，当卡箍A(31)与卡箍B(32)及卡箍C(33)与卡箍D(34)之间的距离能保证在此方向上端盖(41)能顺利开启时液压推拉杆B(37)停止工作；在此过程中支撑组件(2)中的支撑升降导向块(22)先于卡箍C(33)下降，保证卡箍组件(3)能自由运动。
2)然后，由于卡箍C(33)和卡箍D(34)组件只受液压推拉杆A(36)拉力作用，当一对液压推拉杆A(36)推开动作时，在重力的作用下卡箍A(31)和卡箍B(32)组件不动，组合在一起的卡箍C(33)和卡箍D(34)组件向下移动，当卡箍C(33)与降低到最低位置的支撑组件(2)中的支撑升降导向块(22)接触时，卡箍C(33)和卡箍D(34)组件不再向下移动；与此同时：卡箍D(34)上的卡箍支撑块(35)与端盖开合组件(4)中端盖支座(42)叉形开口处的卡箍支撑块支撑面(46)相接触，使得卡箍D(34)不再向下移动；卡箍C(33)的双侧支撑柱(73)与卡箍支撑架(44)钩端的槽形支撑孔(51)最低处相配合。即通过支撑升降导向块(22)、支撑孔(51)和卡箍支撑块支撑面(46)使得卡箍C(33)和卡箍D(34)组件不再下降并且有所支撑。
3)一对液压推拉杆A(36)继续推开动作，使得组合在一起的卡箍A(31)和卡箍B(32)组件向上移动，当卡箍A(31)和卡箍B(32)组件的卡箍槽与对齐的端盖锁紧端(61)和釜体锁紧端(11)完全脱离后，液压推拉杆A(36)停止动作。
4)最后端盖开合组件(4)中连杆机构(43)的液压推拉杆C(50)开始工作，连杆机构(43)带动安装于端盖连接转板(45)上的端盖(41)远离釜体组件(1)的釜体锁紧端(11)，釜体组件(1)开口端被完全打开。
5)此后设备即可从人口孔进行物料的取放和釜体的清理。
以上所述仅为本发明专利一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，采用自动化开合控制，主要由釜体组件(1)、支撑组件(2)、卡箍组件(3)和端盖开合组件(4)组成，其特征在于：
所述的釜体组件(1)为卧式放置，一端开口；
所述的支撑组件(2)置于釜体组件(1)开口端正下方的水平地面固定；
所述的卡箍组件(3)置于支撑组件(2)的正上方，卡箍组件(3)中卡箍结合面与釜体组件(1)釜体纵向竖直面间倾斜式安装；
所述的端盖开合组件(4)固定于釜体组件(1)的釜体开口端侧面。
2.根据权利要求1所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于：卡箍组件(3)的卡箍结合面与釜体组件(1)釜体纵向竖直面间的安装角度(θ)介于25-35°。
3.根据权利要求1所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于：支撑组件(2)由支撑基座(21)、支撑升降导向块(22)两部分组成；
所述的支撑升降导向块(22)的上表面有接触支撑面(23)和导向槽(24)；
所述的支撑升降导向块(22)带有液压升降装置；
所述的支撑升降导向块(22)的接触支撑面(23)为圆柱面，导向槽(24)贯通接触支撑面(23)的圆柱表面。
4.根据权利要求1所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于：卡箍组件(3)为圆形结构，由卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)、卡箍D(34)、卡箍支撑块(35)、液压推拉杆A(36)、液压推拉杆B(37)组成；
所述的液压推拉杆B(37)连接卡箍A(31)和卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)分别形成两个半圆形组件；
所述的液压推拉杆A(36)连接两个半圆形组件形成圆形卡箍组件(3)；
所述的卡箍支撑块(35)固定于卡箍D(34)的外侧。
5.根据权利要求4所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于：卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)为包角为90°的扇形环状结构，内侧带有卡槽；卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)两端的结合面分别带有导向块(71)和导向槽(72)结构；卡箍A(31)、卡箍B(32)、卡箍C(33)和卡箍D(34)外侧两端分别带有固定耳A(39)和固定耳B(40)。
6.根据权利要求4所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于：所述的卡箍C(33)靠近固定耳B(40)一端的平面上设置有对称的支撑柱(73)。
7.根据权利要求4所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于：卡箍C(33)外侧靠近固定耳A(39)的位置设置有导向轨道(74)和限位块(75)。
8.根据权利要求1所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于端盖开合组件(4)由端盖(41)、端盖支座(42)、连杆机构(43)、卡箍支撑架(44)和端盖连接转板(45)组成：
所述的端盖连接转板(45)安装在端盖支座(42)的叉形开口处；
所述的卡箍支撑架(44)安装在端盖支座(42)的叉形开口一端的底部；
所述的连杆机构(43)安装在端盖支座(42)的外侧与端盖连接转板(45)相连接；
所述的端盖(41)安装于端盖连接转板(45)的长边一端。
9.根据权利要求8所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于卡箍支撑架(44)为双钩形结构，在钩端设置有槽形支撑孔(51)。
10.根据权利要求8所述的一种四块组合双向开合卡箍卧式超临界流体发泡快开装置，其特征在于端盖支座(42)一端带有叉形开口。
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