CN111306382A - 一种平行度自调节平面密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平行度自调节平面密封装置，涉及气体管道连接装置技术领域，解决了平面密封装置无法调节上接头部件与下接头部件的平行度，密封不严气体易泄露的技术问题。该装置包括上接头部和下接头部，下接头部包括调节板、安装部以及抵接于安装部下部的压紧机构；调节板与位于其下部的安装部之间设置有活动偏移结构，上接头部下压调节板时，活动偏移结构能使调节板相对于安装部偏移至与上接头部平行的位置，且压紧机构用于使相互平行的调节板和上接头部抵接以使气体通过下接头部进入上接头部。本发明采用了活动偏移结构自动调节上下接头部的平行度，防止下接头部与上接头部不平行对接导致的气体泄露，密封效果更好。

Description

一种平行度自调节平面密封装置

技术领域

本发明涉及气体管道连接装置技术领域，尤其是涉及一种平行度自调节平面密封装置。

背景技术

目前冶金行业用气点非常多，大部分用气点为高温、高粉尘恶劣环境，且一部分用气点为移动式供气(即同一个用气点设备存在不同位置的供气点，用气点设备在这几个供气点之间往复调遣)，因此气源管道要向用气点供气就需要一种能满足多次分离再对接式的气体管道连接装置。

目前冶金行业所用的气体管道连接装置非常单一，由于环境及使用条件苛刻，对气体管道连接装置的要求非常苛刻，目前国内外解决这一问题尚无理想方案。基本分为三大类：

第一类为传统的子母结构式快速插头，传统的子母结构式快速插头占用相当大的市场比例，大约在98％以上，其基本结构为：一接头母体，母体内装有一单向阀芯，母体联接端的四周均布设有多个通孔，每个通孔内嵌有钢球，该端外设一拉套，拉套与母体之间设有复位压缩弹簧，母体联接端内壁设有密封圈；一接头子体，子体表面上设有一凹槽，字体内装有一单向阀芯。其工作原理为：手动压缩母体外套圈，使得钢珠往外让开，增大插入口直径，当子体插入母体时，套圈在弹簧的作用下回到原来的位置，钢珠滚动至子体凹槽，锁紧子体紧密连接，同时母体与子体的单向阀芯前端顶杆相碰，迫使阀芯离开接头体的锥形孔，使两端管道相通。

上述结构的插头需要工人操作，效率较低且存在人身安全隐患。

第二类为蘑菇头结构式对接装置，不需要工人操作，但是其结构及安装位置均存在明显缺陷，容易被撞毁及气体泄露，使用效果很差；

如专利号为ZL200910116411.6的一种用于炼钢工艺中的吹氩自动连接机构，其基本结构为：上接头组件和下接头组件构成，所述上接头组件为锥面体伞状结构，锥孔小端为密封面，锥孔大端起导向作用，密封侧设有单向阀芯，上接头组件整体裸露安装在用气点设备的外侧；所述下接头组件由头部为球体的通气芯轴、压缩弹簧、尾部角度调节机构组成，弹簧外部设有一保护罩，下接头组件整体裸露安装在与上接头组件对应的移动平台车一侧。其工作原理为：天车在将用气点设备吊落在移动平台车过程中，下接头组件的通气芯轴头部球体与上接头组件的锥孔大端接触，在用气点设备自重下压缩移动平台车下接头组件的弹簧，实现较轻载荷的驱动导向，最终与上接头组件的锥孔小端密封(硬密封)，用气点设备吊落在移动平台车上发生的位置偏移由下接头组件的角度调节机构实现，其角度调节机构是由通气芯轴下部曲面与安装底座曲面啮合组成，可以让通气芯轴在一定角度范围内进行圆周旋转，当用气点设备吊落在移动平台车上发生位置偏移时，下接头组件的芯轴可以实现一定角度的倾斜与上接头组件对接，实现管道接通目的。

该种结构属于最早期的自动对接技术，由于其缺陷过于明显，使用效果太差，反而没有传统方式可靠，目前基本上已经被淘汰。

第三类为固定式平面密封结构式对接装置，也不需要工人操作，该种结构为目前市场主流结构，基本避免了第一、第二类方式的缺点，基本上可以实现无人操作自动对接的目的。

但是本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：该方式存在主要问题为：

1、在将用气点设备吊落在移动平台车过程中需要保证上接头部分和下接头部分两平面平行对接；由于上接头和下接头部分在长期使用中存在永久形变，造成形位扭曲，上下两个密封机构只有垂直方向上的位移，无可倾斜角度调节，容易存在用气点设备上的上接头部分与移动平台车上的下接头部分不平行难以对接，因此密封不严导致气体泄露；

2、下部机构对接管道口，是垂直朝上开直孔设计，对接位脱离后无法避免杂物进入，造成堵塞或使用气点机构损坏；

3、无应急支路设计，一旦该方案出现故障，无手动替换支路设计，对现场生产极其不易，造成不可估量的经济损失。

4、使用多组碟簧机构，由于空间限制，限制了碟簧的劲度系数，压缩后其力只能满足大部分主管内的气体压力强度，满足不了由于用气点发生堵塞后，主管路气压增高的使用情况，此时容易导致气体泄露；

发明内容

本发明的目的在于提供一种平行度自调节平面密封装置，以解决现有技术中存在的平面密封装置无法调节上接头部件与下接头部件的平行度，密封不严气体易泄露的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种平行度自调节平面密封装置，包括上接头部和下接头部，其中：

所述下接头部包括调节板、安装部以及抵接于所述安装部下部的压紧机构；

所述调节板与位于其下部的所述安装部之间设置有活动偏移结构，所述上接头部下压所述调节板时，所述活动偏移结构能使所述调节板相对于所述安装部偏移至与所述上接头部平行的位置，且所述压紧机构用于使相互平行的所述调节板和所述上接头部抵接以使气体通过下接头部进入所述上接头部。

优选的，所述活动偏移结构包括设置于所述调节板下部的凹部以及设置于所述安装部上并与所述凹部相适配的凸部，所述调节板能以所述凹部为轴相较于所述安装部转动；

或，

所述活动偏移结构包括设置于所述调节板下部的凸部以及设置于所述安装部上并与所述凸部相适配的凹部，所述调节板能通过所述凸部在所述凹部内相较于所述安装部转动。

优选的，所述凹部为半球状凹槽，所述凸部为半球状凸起。

优选的，所述下接头部还包括有弹性复位机构，所述弹性复位机构包括复位弹簧和固定件，其中，所述固定件设置于所述安装部上的沉头孔内并连接所述调节板，所述复位弹簧夹持于所述固定件的下部端头与所述沉头孔的上端面之间。

优选的，述调节板的上端设置有凹槽，所述凹槽内固定有用于密封所述上接头部的O型密封圈。

优选的，所述调节板的上部固定有弥散气道塞头，所述弥散气道塞头上包括有中部气道和与所述中部气道相连通的横向气道，所述横向气道用于使通过其中部气道的气体扩散至所述上接头部内。

优选的，所述安装部为带有通气芯孔的安装板，所述安装板穿过所述压紧机构且所述通气芯孔的两端分别连接气源和所述弥散气道塞头的中部气道。

优选的，所述压紧机构为多个碟簧串联形成一个碟簧组，所述碟簧组的外径满足125mm≤d≤165mm。

优选的，所述下接头部还包括有上端敞口并用于容纳所述压紧机构的保护罩，所述保护罩固定于马鞍座上开设的安装槽内且与马鞍座上平板平齐，所述保护罩的底部设置有底孔。

优选的，所述平行度自调节平面密封装置还包括有备用连接结构，所述备用连接结构包括：

插头母体，其与用气点之间连接有第一进气管道，所述进气管道上设置有允许气体进入所述用气点的第一单向阀；所述用气点与所述第一单向阀之间连接有用于与所述上接头部连通的第二进气管道，所述第二进气管道上设置有允许气体由所述上接头部进入至所述用气点的第二单向阀；

与所述插头母体适配的插头子体，其与气源之间连接有第一出气管道，所述出气管道上设置有第一阀门；气源进口与所述第一阀门之间连接有用于与所述下接头部连通的第二出气管道，所述第二出气管道上设置有第二阀门。

本发明提供的平行度自调节平面密封装置，与现有技术相比，具有如下有益效果：

设置于移动平台车上的下接头部包括调节板、安装部以及抵接于所述安装部下部的压紧机构，当上接头部吊落至移动平台车马鞍座过程中，若上接头部与下接头部的调节板之间不平行时，调节板在外力作用下能通过活动偏移结构与安装部活动连接且相较于安装部在一定范围内发生偏移，调整其与上接头部的平行度，且同时调节板受到上接头部的压力迫使压紧机构压缩，压紧机构的反作用力使得相互平行的调节板与上接头部抵接保证密封性，使得气体由下接头部进入至上接头部。本发明采用了活动偏移结构自动调节上下接头部的平行度，防止下接头部与上接头部不平行对接导致的气体泄露，密封效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是平行度自调节平面密封装置的整体结构示意图；

图2是图1中G处的局部放大图。

图中：1、上接头部主体；111、隔热垫；112、螺栓及弹垫圈；2、调节板；211、马鞍座上平板；21、凹槽；3、活动偏移结构；31、半球状凹槽；32、半球状凸起；4、弹性复位机构；41、复位弹簧；42、固定件；5、O型密封圈；6、弥散气道塞头；61、中部气道；62、横向气道；63、密封腔室；7、安装板；8、碟簧组；9、保护罩；

10、插头母体；11、第一进气管道；12、第一单向阀；13、第二进气管道；14、第二单向阀；15、插头子体；16、第一出气管道；17、第一阀门；18、第二出气管道；19、第二阀门。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

参见图1、图2所示，图1是平行度自调节平面密封装置的整体结构示意图；图2是图1中G处的局部放大图。其中，图1中：单箭头的指示方向为正常使用情况下气体流向，双箭头的指示方向为事故情况下气体的流向；图中A处表示的是用气点，B处表示的是气源进口。

如图1所示，本实施例提供了一种平行度自调节平面密封装置，包括上接头部和下接头部，图1中示出的是上接头部和下接头部为接触时的状态，上接头部安装于用气点设备上，如在用气点设备的底座板上安装沉台，开中心通孔及四角的螺栓通孔，上接头部主体1通过螺栓及弹垫圈112与用气点设备锁紧，上接头部主体1及用气点设备底板之间设置隔热垫111起隔热作用；下接头部设置于移动平台车的马鞍座上；工作时，可将上接头部吊落至移动平台车马鞍座上与下接头部对接。

其中：下接头部包括调节板2、安装部以及抵接于安装部下部的压紧机构；

调节板2与位于其下部的安装部之间设置有活动偏移结构3，上接头部下压调节板2时，活动偏移结构3能使调节板2相对于安装部偏移至与上接头部平行的位置，且压紧机构用于使相互平行的调节板2和上接头部抵接以使气体通过下接头部进入上接头部。

其中，上述调节板2与安装部活动连接且能通过活动偏移结构3进行一定范围内的倾斜度调节，应当理解的是，本实施例中通过调节调节板2与下部的安装部之间的相对位置关系来使调节板2与上接头部主体1平行。

若上接头部与下接头部的调节板2之间不平行时，调节板2在外力作用下能通过活动偏移结构3与安装部活动连接且相较于安装部在一定范围内发生偏移，调整其与上接头部的平行度。本发明采用了活动偏移结构3自动调节上下接头部的平行度，防止下接头部与上接头部不平行对接导致的气体泄露，密封效果更好。当用气点设备的底座板与移动平台车的马鞍座上平板接触坐稳后，此时对接完成，气路联通，气源可以向用气点供气。

作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，本实施例中的活动偏移结构3包括设置于调节板2下部的凹部以及设置于安装部上并与凹部相适配的凸部，调节板2能以凹部为轴相较于安装部转动；此时，调节板2上的凹部能相较于安装部上的凸部在一定范围内转动偏移，重新调节调节板2与上接头部主体1的平行度。

或，活动偏移结构3包括设置于调节板2下部的凸部以及设置于安装部上并与凸部相适配的凹部，调节板2能通过凸部在凹部内相较于安装部转动。

由于安装本装置的设备本体由于撞击或者永久形变等原因，上接头部于下接头部的对接面可能会倾斜，使得与上接头部主体1与下接头部不平行接触不好导致漏气。

本实施例的活动偏移结构3，当上接头部主体1下压在调节板2上时，由于调节板2与安装部可以在凹凸配合的活动关节上进行偏移，通过调节调节板2在马鞍座上倾斜度能使得上接头部主体1与调节板2能重新成为平行平面，防止漏气。

作为可选地实施方式，参见图2所示，上述凹部为半球状凹槽31，上述凸部为半球状凸起32。上述半球状的凹槽和凸部，使得上接头部主体与调节板2之间进行平行度的调节时更为顺畅。

应当理解的是，上述调节板2相较于安装部的偏移转动应在一定范围内进行，防止调节板2偏移过度，作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，本实施例中的下接头部还包括有弹性复位机构4，弹性复位机构4包括复位弹簧41和固定件42，其中，固定件42设置于安装部上的沉头孔内并连接调节板2，复位弹簧41夹持于固定件42的下部端头与沉头孔的上端面之间。

上述固定件42可采用螺栓，螺栓和复位弹簧41将调节板2连接于安装部上；应当理解的是，虽然调节板2通过上述螺栓连接于安装部上，但调节板2仍可在一定范围内通过上述活动偏移结构3相较于安装部在一定范围内偏移，如图1和图2所示，具体的，螺栓与调节板2锁紧成为一体，调节板2偏移时螺栓的下部端头可在安装部的沉头孔内进行小范围的位移。

上述结构的弹性复位机构4的设置，其作用是：第一，上接头部主体1与调节板2分离后，复位弹簧41和固定件42在弹簧力的作用下，使调节板2复位，便于下次对接；其二，将调节板2的偏移限制在一定的范围内。

为了保证上接头部主体1下降与下接头部的调节板2进行对接时保证气密性，作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，调节板2的上端设置有凹槽21，凹槽21内固定有用于密封上接头部的O型密封圈5；上述O型密封圈5的上沿凸出于凹槽21的上沿以便于上接头部下降时压缩O型密封圈5产生弹性形变来保证密封性。

实施例2

为了解决现有技术中的上接头部与下接头部对接位脱离后无法避免杂物进入，造成堵塞或使用气点机构损坏的问题；本实施例中提供了一种新式的塞头，参见图1和图2所示，上述调节板2的上部固定有弥散气道塞头6，弥散气道塞头6上包括有中部气道61和与中部气道61相连通的横向气道62，横向气道62用于使通过其中部气道61的气体扩散至上接头部内。

上述弥散气道塞头6可螺纹连接于调节板2上，其中，中部气道61与下接头部上的出气通道连通，换言之，中部气道61应能通过管线与气源相连通。本实施例中的弥散气道塞头6通过横向气道62将下接头部内的气体导入上接头部中以供用气点使用，当上下接头分离后，杂物等难以进入横向气道62，有效延长了下接头部的使用寿命。

具体的，当上接头下压时接触调节板2上的O型密封圈5，调节板2、O型密封圈5及上接头部主体1之间形成了一密封腔室63，气体经弥散气道塞头6的横向气道62流出后进入调节板2上部的密封腔室63内然后进入到上接头部的气道内。

为了便于连接气源，作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，本实施例中的安装部为带有通气芯孔的安装板7，安装板7穿过压紧机构且通气芯孔的两端分别连接气源和弥散气道塞头6的中部气道61。

本实施例中的上述弥散气道塞头6，采用多孔横向气路，每个横孔直径可设置在4-5mm范围左右，当下接头部分裸露时，灰尘很难进入具有通气芯孔的安装板7内，当气路接通时，气体通过横孔向四周弥散，清洁了沉台，对后面用气点设备有非常好的保护作用。

实施例3

为了解决主管路气压增高时容易导致气体泄露的问题，参见图1所示，本实施例中的压紧机构为多个碟簧串联形成的一个碟簧组8，碟簧组8的外径满足125mm≤d≤165mm。

优选的，当碟簧外径在150mm时，单个碟簧变形量在1mm时可以保证密封面的O型密封圈5中径180mm，管道压力1.8Mpa而不漏气。

由于碟簧的弹力与碟簧的外径及单片厚度有关，且是正比例关系。上述形式的压紧机构，通过多片碟簧串联，增加了碟簧组8的可变形距离，且采用上述外径范围的碟簧组8，通过上述两方面使得碟簧组8的弹力增大，可应对主管路气压增高的情况。上述压紧机构的压缩量可以保证气源压力在1.8Mpa情况下亦可以密封不泄露。

为了便于保护、安装压紧机构，作为可选地实施方式，参见图1所示，下接头部还包括有上端敞口并用于容纳压紧机构的保护罩9，保护罩9固定于马鞍座上开设的安装槽内且与马鞍座上平板211平齐，保护罩9的底部设置有底孔。

实施例4

为了解决生产过程中出现装置故障时无应急措施的问题，本实施例中提供了一备用管路。参见图1所示，本实施例的平行度自调节平面密封装置还包括有备用连接结构，备用连接结构包括：

插头母体10，其与用气点之间连接有第一进气管道11，进气管道上设置有允许气体进入用气点的第一单向阀12；用气点与第一单向阀12之间连接有用于与上接头部连通的第二进气管道13，第二进气管道13上设置有允许气体由上接头部进入至用气点的第二单向阀14；

与插头母体10适配的插头子体15，其与气源之间连接有第一出气管道16，出气管道上设置有第一阀门17；气源进口与第一阀门17之间连接有用于与下接头部连通的第二出气管道18，第二出气管道18上设置有第二阀门19。

其中，上述第一进气管道11与第二进气管道13之间、第一出气管道16和第二出气管道18之间可通过三通连接。

上述第一出气管道16可采用较长的金属软管，第二出气管道18可采用较短的金属软管。

对接后管路气体流向见图1的箭头指向标识，正常使用情况下(图1中流向标志为单箭头)，开启第二阀门19，关闭第一阀门17，气源进口B中的气体通过第二出气管经过下接头部流向上接头部，在压力作用下第二单向阀14的阀芯受力开启，气体经过第二进气管道13流向用气点A。此时第一单向阀12的阀芯为关闭状态，防止气体从插头母体10泄露。

事故情况下(图1中流向标志为双箭头)，手动关闭第二阀门19，将插头子体15插入插头母体10，打开第一阀门17，此时气源中的气体进入第一出气管道16后，气体经过插头子体15及插头母体10，在压力作用下第一单向阀12开启，气体经过第一进气管道11流向用气点A，此时第二单向阀14的阀芯为关闭状态，防止气体从该气路泄露。

上述两种使用方式能相互切换，保证了生产不耽误，不脱节。防止设备出现故障时无应急方案，造成较大经济损失。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种平行度自调节平面密封装置，其特征在于，包括上接头部和下接头部，其中：

所述下接头部包括调节板、安装部以及抵接于所述安装部下部的压紧机构；

所述调节板与位于其下部的所述安装部之间设置有活动偏移结构，所述上接头部下压所述调节板时，所述活动偏移结构能使所述调节板相对于所述安装部偏移至与所述上接头部平行的位置，且所述压紧机构用于使相互平行的所述调节板和所述上接头部抵接以使气体通过下接头部进入所述上接头部。

2.根据权利要求1所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述活动偏移结构包括设置于所述调节板下部的凹部以及设置于所述安装部上并与所述凹部相适配的凸部，所述调节板能以所述凹部为轴相较于所述安装部转动；

或，

所述活动偏移结构包括设置于所述调节板下部的凸部以及设置于所述安装部上并与所述凸部相适配的凹部，所述调节板能通过所述凸部在所述凹部内相较于所述安装部转动。

3.根据权利要求2所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述凹部为半球状凹槽，所述凸部为半球状凸起。

4.根据权利要求1或2所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述下接头部还包括有弹性复位机构，所述弹性复位机构包括复位弹簧和固定件，其中，所述固定件设置于所述安装部上的沉头孔内并连接所述调节板，所述复位弹簧夹持于所述固定件的下部端头与所述沉头孔的上端面之间。

5.根据权利要求1-3任一项所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述调节板的上端设置有凹槽，所述凹槽内固定有用于密封所述上接头部的O型密封圈。

6.根据权利要求1或2所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述调节板的上部固定有弥散气道塞头，所述弥散气道塞头上包括有中部气道和与所述中部气道相连通的横向气道，所述横向气道用于使通过其中部气道的气体扩散至所述上接头部内。

7.根据权利要求6所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述安装部为带有通气芯孔的安装板，所述安装板穿过所述压紧机构且所述通气芯孔的两端分别连接气源和所述弥散气道塞头的中部气道。

8.根据权利要求1或2所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述压紧机构为多个碟簧串联形成的一个碟簧组，所述碟簧组的外径满足125mm≤d≤165mm。

9.根据权利要求8所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述下接头部还包括有上端敞口并用于容纳所述压紧机构的保护罩，所述保护罩固定于马鞍座上开设的安装槽内且与马鞍座上平板平齐，所述保护罩的底部设置有底孔。

10.根据权利要求1或2所述的平行度自调节平面密封装置，其特征在于，所述平行度自调节平面密封装置还包括有备用连接结构，所述备用连接结构包括：

插头母体，其与用气点之间连接有第一进气管道，所述进气管道上设置有允许气体进入所述用气点的第一单向阀；所述用气点与所述第一单向阀之间连接有用于与所述上接头部连通的第二进气管道，所述第二进气管道上设置有允许气体由所述上接头部进入至所述用气点的第二单向阀；

与所述插头母体适配的插头子体，其与气源之间连接有第一出气管道，所述出气管道上设置有第一阀门；气源进口与所述第一阀门之间连接有用于与所述下接头部连通的第二出气管道，所述第二出气管道上设置有第二阀门。

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