CN111156416B - 一种密封箱的双层密封结构及密封方法 - Google Patents

一种密封箱的双层密封结构及密封方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及密封技术领域，具体公开了一种密封箱的双层结构，包括内箱密封装置和外箱密封装置，内箱密封装置与外箱密封装置之间形成夹套；夹套内与内箱密封装置内分别安装了一套气体循环系统，且内箱密封装置内固定安装有内箱气压控制器，夹套内固定安装有夹套气压控制器；同时本发明还公开了一种密封箱的密封方法，该方法以夹套作为过渡层，通过气压控制装置形成压力梯度。本发明采用双层密封结构，通过夹套的过渡层以及进行压力梯度的设置，能够实现在内外箱体各自密封等级都不达到高级的条件下实现整体内部达到高级密封甚至超高级密封的要求。

Description

一种密封箱的双层密封结构及密封方法
技术领域
本发明涉及密封技术领域，具体涉及一种密封箱的双层密封结构以及一种密封箱的密封方法。
技术背景
在现有工业的技术水平和制造水平的基础上，密封箱在单层的基础上难以达到高级甚至超高级密封的要求，在某些场合不适用。
密封箱有其内部气体气氛或环境的独特要求，当密封等级达不到所需要求，一些杂质气体进入密封箱的量以及密封箱内部气体流出密封箱的量就会超过其指标，产生极其不好的影响，为了避免这种现象的产生，需要提高密封箱的密封等级。
发明内容
为了提高密封箱的密封等级，减少杂质气体进入密封箱的量以及密封箱内部气体流出的量，本发明提供了一种密封箱的双层密封结构以及一种密封箱的密封方法。其具体技术方案如下：
一种密封箱的双层密封结构，包括密封装置、气体循环系统、气压控制装置和连接件，所述密封装置包括外箱密封装置和内箱密封装置，所述外箱密封装置和内箱密封装置之间通过连接件固定，并且外箱密封装置和内箱密封装置之间形成夹套；所述气体循环系统包括内箱循环系统和夹套循环系统，内箱密封装置内的气体通过内箱循环系统循环流动，夹套内的气体通过夹套循环系统循环流动；所述气压控制装置包括内箱气压控制器和夹套气压控制器，内箱气压控制器固定安装在内箱密封装置内，夹套气压控制器固定安装在夹套内。
进一步的，所述连接件包括外部连接件、内部连接件和密封箱连接件，所述密封箱连接件贯穿外箱密封装置和内箱密封装置，并分别与外箱密封装置和内箱密封装置固定连接，所述内部连接件贯穿内箱密封装置，并与内箱密封装置固定连接，所述外部连接件贯穿外箱密封装置，并与外箱密封装置固定连接。
进一步的，所述内箱循环系统包括内箱进气口、内箱排气口、鼓风机、风速调节装置和连接管道；所述内箱进气口和内箱排气口分别与内箱密封装置固定连接，并与内箱密封装置连通，所述内箱进气口与内箱排气口通过连接管道连接；所述鼓风机、风速调节装置安装于连接管道内，所述连接管道上还安装有气体净化装置。
进一步的，所述夹套循环系统包括夹套进气口、夹套排气口、鼓风机、风速调节装置和连接管道；所述夹套进气口和夹套排气口分别与外箱密封装置固定连接，并与夹套连通，所述夹套进气口与夹套排气口通过连接管道连接；所述鼓风机、风速调节装置安装于连接管道内，所述连接管道上还安装有气体净化装置。
一种密封箱的密封方法，包括如下步骤：
步骤一、以夹套作为密封箱内部和外界的中间过渡层，并在夹套内充满过渡气体；
步骤二、利用气压控制装置调节PA、PB、PC之间的大小关系，形成压力梯度，其中PA为密封箱内的气压强度，PB为夹套内的气压强度，PC为密封箱外的气压强度；
步骤三、打开夹套循环系统和内箱循环系统，使密封箱内以及夹套内的气体分别进行循环流动；
步骤四、分别向夹套循环系统和内箱循环系统内注入气体，夹套循环系统内注入的气体成分为夹套内的目标气体，内箱循环系统内注入的气体成分为密封箱内的目标气体；
步骤五、当密封箱内部气体浓度达到目标值，停止注入气体，让其自循环净化。
可选的，通过气压控制装置将气压强度调节为PB＞PC＞PA，夹套内的气体由于气压强度的关系向密封箱外以及密封箱内流动。
可选的，通过气压控制装置将气压强度调节为PC＞PA＞PB，密封箱内以及密封箱外的气体由于气压强度的关系向夹套内流动。
有益效果：本发明采用双层密封结构，通过夹套的过渡层以及进行压力梯度的设置，能够实现在内外箱体各自密封等级都不达到高级的条件下实现整体内部达到高级密封甚至超高级密封的要求。
附图说明
图1为本发明具体实施例中密封箱气体氛围示意图。
图2为本发明具体实施例中双层密封箱结构图(俯视)示意图。
图3为本发明具体实施例中双层密封箱结构图(主视)示意图。
图4为本发明仿真过程中的截面图；
图5为本发明图4过程时的结果图。
附图标记：1-密封装置；2-气体循环系统；3-气压控制装置；4-连接件；11-外箱密封装置；12-内箱密封装置；21-气体净化装置；22-内箱进气口；23-夹套进气口；24-内箱排气口；25-夹套排气口；26-鼓风机；27-检修口；28-废气处理装置；29-风速调节装置；31-夹套气压控制器；32-内箱气压控制器；41-内部连接件；42-外部连接件；43密封箱连接件。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本发明的内容和优点做进一步详细说明，但本发明的具体实施方式并不仅局限于此。
如图2和图3所示，一种密封箱的双层密封结构包括密封装置、气体循环系统2、气压控制装置3和连接件4，所述密封装置1包括外箱密封装置11、内箱密封装置12。
外箱密封装置11的底板承载整个密封装置1的重量，需要进行加厚板，实际施工中可能没有那么大的板，所以需要小板拼接，所述外箱密封装置11和内箱密封装置12之间通过连接件固定，并且外箱密封装置11和内箱密封装置12之间形成夹套。
外箱密封装置11、内向密封装置12中的小板分别采用焊接拼接为大板，焊接形式为内小板与内小板焊接，外小板与外小板焊接，外板间的焊接为单面坡口焊缝，内板间的焊接为双面坡口焊缝。
由于夹套本身的空间较小，在施工时优先满足内板的焊缝质量，因此在焊接时，内板采用双面焊缝，外板采用单面焊缝。
所述气体循环系统2包括内箱循环系统和夹套循环系统，所述内箱循环系统包括内箱进气口22、内箱排气口24、鼓风机26、风速调节装置29和连接管道，内箱进气口22穿过外箱密封装置11、内箱密封装置12与并内箱密封装置12连通，内箱进气口22与内箱密封装置12通过双面角焊缝的形式连接，内箱进气口22与外箱密封装置11间通过单面角焊缝的形式连接；内箱排气口24穿过外箱密封装置11、内箱密封装置12并与内箱密封装置12连通，内箱排气口24与内箱密封装置12间通过双面角焊缝的形式连接，内箱排气口24与外箱密封装置11间通过单面角焊缝的形式连接；内箱进气口22与内箱排气口24之间通过连接管道连通，所述连接管道内部焊接有鼓风机26、气体净化装置21和风速调节装置29，连接管道的外部开设有检修口27和连接废气处理装置28，检修口27直接安装于连接管道外部，废气处理装置28安装于气体净化装置21尾部，内箱密封装置12内的气体通过内箱循环系统循环流动。
所述夹套循环系统包括夹套进气口23、夹套排气口25、鼓风机26、风速调节装置29和连接管道，夹套进气口23仅穿过外箱密封装置11与夹套连通，夹套进气口23与外箱密封装置11间通过单面角焊缝的形式连接；夹套排气口25仅穿过外箱密封装置11与夹套连通，夹套排气口25与外箱密封装置11间通过单面角焊缝的形式连接；夹套进气口23与夹套排气口25之间通过连接管道连通，所述连接管道内部焊接有鼓风机26、气体净化装置21和风速调节装置29，连接管道的外部开设有检修口27和连接废气处理装置28，检修口27直接安装于连接管道外部，废气处理装置28安装于气体净化装置21尾部，夹套内的气体通过夹套循环系统循环流动。
所述气压控制装置3包括内箱气压控制器32和夹套气压控制器31，内箱气压控制器32固定安装在内箱密封装置12内，夹套气压控制器31固定安装在夹套内。内箱气压控制器32调节内箱密封装置12内的气压强度，夹套气压控制器31调节夹套内的气压强度。
由于气体分子运动时存在布朗运动，在利用气压控制装置3形成气压梯度后，依然可能存在微量气体分子进行布朗运动而使得夹套和内箱密封装置12内积累我们不想要的气体，因此通过气体循环装置3将夹套内和内箱密封装置12内的进行循环流动和净化，防止由于布朗运动而产生的杂质气体对密封箱密封性的影响。
所述连接件4包括外部连接件42、内部连接件41和密封箱连接件43，所述密封箱连接件43贯穿外箱密封装置11和内箱密封装置12，并分别与外箱密封装置11和内箱密封装置12固定连接，所述内部连接件41贯穿内箱密封装置12，并与内箱密封装置12固定连接，所述外部连接件42贯穿外箱密封装置11，并与外箱密封装置11固定连接。内部连接件41可以将密封箱与内箱密封装置12内部的装置连接，外部连接件42可以将密封箱与外箱密封装置11外的装置连接。
在进气口和排气口的安装时，进气口和排气口的安装高度不同，当所需要流动的气体质量大于空气时，以高度较低的作为进气口形成下进上出，当所需要流动的气体质量小于空气时，利用鼓风机26反吹使得气体流动变成上进下出，更利于气体的循环流动。
根据图1所示，以下将内箱密封装置12内的气体称作气体A，夹套内的气体称作气体B，密封箱外的气体称作气体C。
在上述的基础上，本发明还提供一种密封箱的密封方法，包括如下步骤：
步骤一、以夹套作为密封箱内部和外界的中间过渡层，并在夹套内充满过渡气体；
步骤二、利用气压控制装置调节PA、PB、PC之间的大小关系，形成压力梯度，其中PA为密封箱内的气压强度，PB为夹套内的气压强度，PC为密封箱外的气压强度；
步骤三、打开夹套循环系统和内箱循环系统，使密封箱内以及夹套内的气体分别进行循环流动；
步骤四、分别向夹套循环系统和内箱循环系统内注入气体，夹套循环系统内注入的气体成分为夹套内的目标气体，内箱循环系统内注入的气体成分为密封箱内的目标气体；
步骤五、当密封箱内部气体浓度达到目标值，停止注入气体，让其自循环净化。
当夹套循环系统或内箱循环系统的自循环净化无法满足密封箱内目标气体的浓度值时，可以调节鼓风机风速，从而增加每小时换气次数，或是通过检修口通入高浓度目标气体与其混合后再自循环净化，来维持密封箱内部气体浓度，从而实现密封箱的密封功能。另一方面，当密封箱内气体浓度远高于目标值时，考虑经济型原则，可以适当减小换气次数。
气体压强的调节方式包括以下几种：
第一种，通过气压控制装置3将气压强度调节为PB＞PC＞PA，夹套内的气体B由于气压强度的关系向密封箱外的气体C以及密封箱内的气体A扩散。则内部的气体A不会泄露至密封箱外，密封箱外的气体C也不会泄露至密封箱内，实现了上述目标一和目标二。
第二种，通过气压控制装置3将气压强度调节为PB＝PC＞PA，则气体C与气体B相互交融，气体B会携带气体C一起泄露进入气体A，则仅实现了目标一。
第三种，通过气压控制装置3将气压强度调节为PC＞PB＞PA，则气体C会先扩散至气体B，然后气体C与气体B一同扩散至气体A，则仅实现了目标一。
第四种，通过气压控制装置3将气压强度调节为PC＞PA＞PB，则气体C和气体A均扩散至气体B，实现了目标二。
在上述几种方式中，将气体循环系统2打开，内箱循环系统和夹套循环系统分别控制内箱和夹套内的气体循环流动。通过气体循环系统2的持续供气避免气体死区的产生，进一步加强目标一和目标二的效果。在上述几种方式中还可以改变气体B的成分来进一步加强目标一和目标二的效果。
同时，通过气体循环系统将气体分子由于布朗运动而形成的杂质气体进行净化，进一步提高密封箱的密闭性。
对密封箱进行仿真模拟分析，如图4、图5仿真结果所示，假设气体A、气体B为空气，气体C为氯气，气体A与气体B的气压都为-425Pa,温度为常温，夹套内部气体B初始化为杂质气体含量1％的空气，密封箱内部气体初始化为杂质气体含量0.005％的空气的时候，稳定运行状态下密封箱内杂质气体含0.00312％，夹套内杂质气体含量0.1135.6％。当合理设置压力梯度时，结果会更好。
应当注意的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种密封箱的密封方法，其特征在于：密封箱包括密封装置(1)、气体循环系统(2)、气压控制装置(3)和连接件(4)，其特征在于：所述密封装置(1)包括外箱密封装置(11)、内箱密封装置(12)，所述外箱密封装置(11)与内箱密封装置(12)之间通过连接件(4)固定，并且外箱密封装置(11)与内箱密封装置(12)之间形成夹套；所述气体循环系统(2)包括内箱循环系统和夹套循环系统，内箱密封装置内的气体通过内箱循环系统循环流动，夹套内的气体通过夹套循环系统循环流动；所述气压控制装置(3)包括内箱气压控制器(32)和夹套气压控制器(31)，内箱气压控制器(32)固定安装在内箱密封装置内，夹套气压控制器(31)固定安装在夹套内；
所述内箱循环系统包括内箱进气口(22)、内箱排气口(24)、鼓风机(26)、风速调节装置(29)和连接管道；所述内箱进气口(22)和内箱排气口(24)分别与内箱密封装置(12)固定连接，并与内箱密封装置(12)连通，所述内箱进气口(22)与内箱排气口(24)通过连接管道连接；
所述夹套循环系统包括夹套进气口(23)、夹套排气口(25)、鼓风机(26)、风速调节装置(29)和连接管道；所述夹套进气口(23)和夹套排气口(25)分别与外箱密封装置(11)固定连接，并与夹套连通，所述夹套进气口(23)与夹套排气口(25)通过连接管道连接；所述内箱循环系统和夹套循环系统的鼓风机(26)、风速调节装置(29)分别安装于各自的连接管道内，所述连接管道上还安装有气体净化装置(21)；
密封方法包括如下步骤：
步骤一、以夹套作为密封箱内部和外界的中间过渡层，并在夹套内充满过渡气体；
步骤二、利用气压控制装置调节PA、PB、PC之间的大小关系，形成压力梯度，其中PA为密封箱内的气压强度，PB为夹套内的气压强度，PC为密封箱外的气压强度；
步骤三、打开夹套循环系统和内箱循环系统，使密封箱内以及夹套内的气体分别进行循环流动；
步骤四、分别向夹套循环系统和内箱循环系统内注入气体，夹套循环系统内注入的气体成分为夹套内的目标气体，内箱循环系统内注入的气体成分为密封箱内的目标气体；
步骤五、当密封箱内部气体浓度达到目标值，停止注入气体，让其自循环净化。
2.根据权利要求1所述的一种密封箱的密封方法，其特征在于：通过气压控制装置(3)将气压强度调节为PB＞PC＞PA，夹套内的气体由于气压强度的关系向密封箱外以及密封箱内流动。
3.根据权利要求1所述的一种密封箱的密封方法，其特征在于：通过气压控制装置(3)将气压强度调节为PC＞PA＞PB，密封箱内以及密封箱外的气体由于气压强度的关系向夹套内流动。
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