CN114321712B - 一种压力容器橡胶密封圈及其密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力容器密封技术领域，具体为一种压力容器橡胶密封圈及其密封结构，包括下法兰、上法兰和瓶身，下法兰的底部与瓶身连接，下法兰和上法兰之间设有密封圈，下法兰和上法兰上共同连接有穿过密封圈的锁紧件，所述密封圈的外径小于下法兰和上法兰的外径，所述密封圈的外周连接有环形的密封气囊，所述密封圈上设有多个溃缩放气结构。本发明在密封圈的外侧加设了密封气囊，并在密封圈上设置了溃缩放气结构，当容器内部气压骤增时可通过溃缩放气结构向密封气囊内放气，使密封气囊产生膨胀将上法兰和下法兰之间的空隙密封，既缓解了容器内的压力，也避免气体产生泄露，提高了压力容器使用时的安全性。

Description

一种压力容器橡胶密封圈及其密封结构

技术领域

本发明涉及压力容器密封技术领域，具体为一种压力容器橡胶密封圈及其密封结构。

背景技术

压力容器是一种能够承受压力的密闭容器。压力容器的用途极为广泛，它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用，其中以在化学工业与石油化学工业中用最多。压力容器在化工与石油化工领域,主要用于传热、传质、反应等工艺过程，以及贮存、运输有压力的气体或液化气体；在其他工业与民用领域亦有广泛的应用，如空气压缩机。

目前市面上常见压力容器的密封结构一般为外部装配工艺或者增加密封圈，有时会使用外部纤维缠绕固定来实现密封，长时间使用和保存时，工艺结构、密封圈以及外部纤维都会松动或者老化，导致其结构强度和密封性能逐渐下降，容易发生气体泄漏的情况。

为此，提出一种压力容器橡胶密封圈及其密封结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力容器橡胶密封圈及其密封结构，以解决上述背景技术中提出的压力容器内部压力骤然增加时容易泄露气体或造成安全事故的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压力容器密封结构，包括下法兰、上法兰和瓶身，下法兰的底部与瓶身连接，下法兰和上法兰之间设有密封圈，下法兰和上法兰上共同连接有穿过密封圈的锁紧件。

所述密封圈的外径小于下法兰和上法兰的外径，所述密封圈的外周连接有环形的密封气囊，所述密封圈上设有多个溃缩放气结构，所述溃缩放气结构在密封圈的内侧气压过大时向密封气囊内放气。在密封圈的外侧加设了密封气囊，并在密封圈上设置了溃缩放气结构，当容器内部气压骤增时可通过溃缩放气结构向密封气囊内放气，使密封气囊产生膨胀将上法兰和下法兰之间的空隙密封，既缓解了容器内的压力，也避免气体产生泄露，提高了压力容器使用时的安全性。

所述上法兰的底壁上插设有可上下活动的密封压环，且密封压环位于密封气囊向外的一侧，上法兰的底壁上开设有供密封压环活动的环形槽，所述环形槽的顶壁上安装有多个与密封压环固定连接的施压弹簧，所述上法兰的底壁上滑动插设有多个与密封气囊位置对应的顶块，所述顶块上移时通过传动件释放密封压环。当密封气囊膨胀时顶起顶块，通过传动件的控制释放密封压环，将上法兰和下法兰之间的缝隙进一步密封，避免气体外泄，进一步提高了容器的安全性。

优选的，所述溃缩放气结构包括水平开设在密封圈内侧表面的泄压孔，所述泄压孔的内部配设有滑塞，所述滑塞弹性安装在泄压孔的内部，所述滑塞的前端和后端分别开设有L形的进气孔和出气孔，所述泄压孔的侧壁上开设有U形孔，且当滑塞向后移动至某一距离时进气孔、U形孔和出气孔连通。

优选的，所述泄压孔的内壁上向外侧扩开弹簧槽，所述滑塞的尾端设有与弹簧槽适配的尾板，弹簧槽的内壁和尾板固定连接有顶簧。

优选的，所述传动件为滑块，所述滑块水平插设在环形槽靠近密封圈一侧的内壁上，所述密封压环上开设有与滑块适配的卡口，所述滑块的底壁上开设有与顶块位置对应的斜槽，当顶块上移时进入斜槽内将滑块向远离密封压环的一侧挤动。

优选的，所述顶块的顶端向侧端伸出凸缘。

优选的，所述密封压环的底端为波浪形，所述下法兰的顶壁上开设有与密封压环位置对应的沉槽，所述沉槽的底部铺设有软质橡胶垫，所述软质橡胶垫的厚度不小于5mm。

优选的，所述溃缩放气结构的数量至少为4个，且溃缩放气结构在密封圈上均匀分布。

优选的，所述密封圈上开设有与锁紧件配合使用的插孔，且插孔与溃缩放气结构错开分布。

优选的，所述密封压环与环形槽过渡配合。

本发明还提供一种压力容器橡胶密封圈，在外侧设置密封气囊，内部设置溃缩放气结构，当密封圈内侧气压过大时通过溃缩放气结构向密封气囊内放气使其膨胀，将上法兰和下法兰之间的缝隙密封，既缓解了容器内的压力，也避免气体产生泄露，提高了压力容器使用时的安全性，适合在各种密封场景下使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明在密封圈的外侧加设了密封气囊，并在密封圈上设置了溃缩放气结构，当容器内部气压骤增时可通过溃缩放气结构向密封气囊内放气，使密封气囊产生膨胀将上法兰和下法兰之间的空隙密封，既缓解了容器内的压力，也避免气体产生泄露，提高了压力容器使用时的安全性。

2、在上法兰底壁上弹性安装了密封压环，当密封气囊膨胀时顶起顶块，通过传动件的控制释放密封压环，将上法兰和下法兰之间的缝隙进一步密封，避免气体外泄，进一步提高了容器的安全性，降低发生爆炸的风险。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的容器瓶口的正面剖视图；

图3为本发明的容器瓶口的俯视图；

图4为本发明的A处结构的放大图；

图5为本发明的上法兰的仰视结构图；

图6为本发明的B处结构的放大图；

图7为本发明的密封圈的俯视图；

图8为本发明的C处结构的放大图。

图中：1、下法兰；2、上法兰；3、瓶身；4、锁紧件；5、密封圈；6、密封气囊；7、顶块；8、滑块；9、密封压环；10、施压弹簧；11、插孔；12、泄压孔；13、滑塞；14、尾板；15、顶簧；16、进气孔；17、出气孔；18、U形孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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装置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。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图8，本发明提供一种压力容器橡胶密封圈及其密封结构，技术方案如下：

一种压力容器密封结构，包括下法兰1、上法兰2和瓶身3，下法兰1的底部与瓶身3连接，下法兰1和上法兰2之间设有密封圈5，下法兰1和上法兰2上共同连接有穿过密封圈5的锁紧件4，通过锁紧件4将下法兰1和上法兰2锁紧，挤压密封圈5，对容器瓶口进行密封。

密封圈5的外径小于下法兰1和上法兰2的外径，密封圈5的外周连接有环形的密封气囊6，密封圈5上设有多个溃缩放气结构，溃缩放气结构在密封圈5的内侧气压过大时向密封气囊6内放气。

作为本发明的一种实施方式，参照图7和图8，溃缩放气结构包括水平开设在密封圈5内侧表面的泄压孔12，泄压孔12的内部配设有滑塞13，滑塞13弹性安装在泄压孔12的内部，滑塞13的前端和后端分别开设有L形的进气孔16和出气孔17，泄压孔12的侧壁上开设有U形孔18，且当滑塞13向后移动至某一距离时进气孔16、U形孔18和出气孔17连通。

自然状态下，滑塞13上的进气孔16和出气孔17与U形孔18错开，容器内部的气压增加时，弹性安装的滑塞13则会向后移动，当容器内部气压过大时，此时滑塞13移动至某一状态，此状态下进气孔16和出气孔17与U形孔18连通，容器内部的气体得以从进气孔16、U形孔18和出气孔17向外释放，进入到密封气囊6内，强大的气压使密封气囊6瞬间膨胀，将下法兰1和上法兰2之间的缝隙密封住，既缓解了容器内的压力，也避免气体向外泄露，提高了容器的安全性，避免产生安全事故。

具体地，参照图8，泄压孔12的内壁上向外侧扩开弹簧槽，滑塞13的尾端设有与弹簧槽适配的尾板14，弹簧槽的内壁和尾板14固定连接有顶簧15。

通过顶簧15顶住尾板14给滑塞13提供抵抗气压所需要的力，当容器内部气压恢复至安全水平时滑塞13被顶簧15重新顶回，将容器密封，避免气体继续进入密封气囊6内而造成浪费。

进一步地，在上法兰2的底壁上插设有可上下活动的密封压环9，且密封压环9位于密封气囊6向外的一侧，上法兰2的底壁上开设有供密封压环9活动的环形槽，环形槽的顶壁上安装有多个与密封压环9固定连接的施压弹簧10，上法兰2的底壁上滑动插设有多个与密封气囊6位置对应的顶块7，顶块7上移时通过传动件释放密封压环9。

密封压环9与环形槽采用过渡配合的方式装配，二者之间基本没有缝隙，能够避免气体从二者之间的缝隙中外泄，进一步提高了密封效果。

作为传动件的一种实施方式，参照图4，传动件为滑块8，滑块8水平插设在环形槽靠近密封圈5一侧的内壁上，密封压环9上开设有与滑块8适配的卡口，滑块8的底壁上开设有与顶块7位置对应的斜槽，当顶块7上移时进入斜槽内将滑块8向远离密封压环9的一侧挤动。

当密封气囊6膨胀打开时，强大的冲击力使顶块7被向上顶起，顶块7进入斜槽内使滑块8向密封圈5一侧移动，滑块8的端部则脱离密封压环9上的卡口，在施压弹簧10的推动下，密封压环9向下弹出，顶在下法兰1上，将下法兰1和上法兰2之间的缝隙密封，进一步确保气体不会泄露，安全性也得到进一步提高。

顶块7的顶端向侧端伸出凸缘，避免自然状态下顶块7掉落。

溃缩放气结构的数量至少为4个，且溃缩放气结构在密封圈5上均匀分布。均匀地设置多个溃缩放气结构可提高设备使用时的稳定性，密封压环9受力更均匀。

密封圈5上开设有与锁紧件4配合使用的插孔11，插孔11用于锁紧件4的装配，锁紧件4通常为螺杆和螺栓，使用较为常见，在此不做赘述。且插孔11与溃缩放气结构错开分布，避免影响溃缩放气结构的安装和使用。

另外，将密封压环9的底端设置为波浪形，在下法兰1的顶壁上开设与密封压环9位置对应的沉槽，沉槽的底部铺设软质橡胶垫，软质橡胶垫的厚度不小于5mm，厚度较大较柔软，变形能力好，与密封压环9底端的契合效果好。密封压环9采用波浪形的底端结构可以提高与下法兰1顶端橡胶垫的契合性，从而提高密封性能，沉槽的底部设置较厚的软质橡胶垫则可进一步确保密封效果。

工作原理：自然状态下，滑塞13上的进气孔16和出气孔17与U形孔18错开，容器内部的气压增加时，弹性安装的滑塞13则会向后移动，当容器内部气压过大时，此时滑塞13移动至某一状态，此状态下进气孔16和出气孔17与U形孔18连通，容器内部的气体得以从进气孔16、U形孔18和出气孔17向外释放，进入到密封气囊6内，强大的气压使密封气囊瞬间膨胀，将下法兰1和上法兰2之间的缝隙密封住，既缓解了容器内的压力，也避免气体向外泄露。当密封气囊6膨胀打开时，强大的冲击力使顶块7被向上顶起，顶块7进入斜槽内使滑块8向密封圈5一侧移动，滑块8的端部则脱离密封压环9上的卡口，在施压弹簧10的推动下，密封压环9向下弹出，顶在下法兰1上，将下法兰1和上法兰2之间的缝隙密封，增加一道密封结构从而提高密封强度，进一步确保气体不会泄露，降低发生爆炸的风险。通过人工定时检查密封压环9的位置可及时发现容器的气压状况，从而立即采取主动措施对容器内的气压进行调整或者进行泄压。

一种压力容器橡胶密封圈，在外侧设置密封气囊6，内部设置多个溃缩放气结构，当密封圈5内侧气压过大时通过溃缩放气结构向密封气囊6内放气使其膨胀，将上法兰2和下法兰1之间的缝隙密封，既缓解了容器内的压力，也避免气体产生泄露，提高了压力容器使用时的安全性，适合在各种密封场景下使用。

该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种压力容器密封结构，包括下法兰（1）、上法兰（2）和瓶身（3），下法兰（1）的底部与瓶身（3）连接，下法兰（1）和上法兰（2）之间设有密封圈（5），下法兰（1）和上法兰（2）上共同连接有穿过密封圈（5）的锁紧件（4），其特征在于：

所述密封圈（5）的外径小于下法兰（1）和上法兰（2）的外径，所述密封圈（5）的外周连接有环形的密封气囊（6），所述密封圈（5）上设有多个溃缩放气结构，所述溃缩放气结构在密封圈（5）的内侧气压过大时向密封气囊（6）内放气；

所述上法兰（2）的底壁上插设有可上下活动的密封压环（9），且密封压环（9）位于密封气囊（6）向外的一侧，上法兰（2）的底壁上开设有供密封压环（9）活动的环形槽，所述环形槽的顶壁上安装有多个与密封压环（9）固定连接的施压弹簧（10），所述上法兰（2）的底壁上滑动插设有多个与密封气囊（6）位置对应的顶块（7），所述顶块（7）上移时通过传动件释放密封压环（9）；

所述溃缩放气结构包括水平开设在密封圈（5）内侧表面的泄压孔（12），所述泄压孔（12）的内部配设有滑塞（13），所述滑塞（13）弹性安装在泄压孔（12）的内部，所述滑塞（13）的前端和后端分别开设有L形的进气孔（16）和出气孔（17），所述泄压孔（12）的侧壁上开设有U形孔（18），且当滑塞（13）向后移动至某一距离时进气孔（16）、U形孔（18）和出气孔（17）连通；

所述传动件为滑块（8），所述滑块（8）水平插设在环形槽靠近密封圈（5）一侧的内壁上，所述密封压环（9）上开设有与滑块（8）适配的卡口，所述滑块（8）的底壁上开设有与顶块（7）位置对应的斜槽，当顶块（7）上移时进入斜槽内将滑块（8）向远离密封压环（9）的一侧挤动。

2.根据权利要求1所述的一种压力容器密封结构，其特征在于：所述泄压孔（12）的内壁上向外侧扩开弹簧槽，所述滑塞（13）的尾端设有与弹簧槽适配的尾板（14），弹簧槽的内壁和尾板（14）固定连接有顶簧（15）。

3.根据权利要求1所述的一种压力容器密封结构，其特征在于：所述顶块（7）的顶端向侧端伸出凸缘。

4.根据权利要求1所述的一种压力容器密封结构，其特征在于：所述密封压环（9）的底端为波浪形，所述下法兰（1）的顶壁上开设有与密封压环（9）位置对应的沉槽，所述沉槽的底部铺设有软质橡胶垫，所述软质橡胶垫的厚度不小于5mm。

5.根据权利要求1所述的一种压力容器密封结构，其特征在于：所述溃缩放气结构的数量至少为4个，且溃缩放气结构在密封圈（5）上均匀分布。

6.根据权利要求5所述的一种压力容器密封结构，其特征在于：所述密封圈（5）上开设有与锁紧件（4）配合使用的插孔（11），且插孔（11）与溃缩放气结构错开分布。

7.根据权利要求1所述的一种压力容器密封结构，其特征在于：所述密封压环（9）与环形槽过渡配合。

8.一种压力容器橡胶密封圈，适用于如权利要求1-7任一项所述的压力容器密封结构。

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