CN114392779B - 一种具有快速锁紧机构的正负压实验罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有快速锁紧机构的正负压实验罐，包括罐体和大门，罐体开口法兰和大门法兰的结合处设有一维夹弓机构和二维夹弓机构，二维夹弓机构沿罐体的开口的周向间隔设有不少于四个，一维夹弓机构设置于二维夹弓机构之间，一维夹弓机构包括第一驱动装置和第一C型夹弓，第一C型夹弓的开口用于夹紧开口法兰和大门法兰的边沿，第一驱动装置驱动第一C型夹弓径向移动，二维夹弓机构包括第二、第三驱动装置和第二C型夹弓，第二C型夹弓的开口用于夹紧开口法兰和大门法兰的边沿，第二驱动装置驱动第二C型夹弓径向移动，第三驱动装置驱动第二C型夹弓轴向移动。本发明可完成罐体大门的快速锁紧，无需人工锁紧，作业效率高，锁紧可靠。

Description

一种具有快速锁紧机构的正负压实验罐
技术领域
本发明涉及一种压力实验罐，特别是涉及一种具有快速锁紧机构的正负压实验罐。
背景技术
在具有环境模拟需求的实验中均需要使用真空罐来获得相应的环境，使其内部环境符合实验要求。多数情况下，总是希望获得呈负压的真空环境，比如公开号为CN113671266A的中国专利公开了一种宽频段真空微波暗室，其具有真空罐体，在真空罐体的一端设有真空封头法兰，利用真空封头法兰和真空罐体的密闭配合使其内部进行抽真空后可以形成真空环境。再如公开号为CN213147859U的中国专利公开了一种简易真空罐，包括罐体，罐体的上端为开口端，顶盖设置在罐体的上方，并与罐体的开口端密封接触。这些真空罐由于其内部是为了获得负压环境，因此封头或端盖间的密封在大气压的作用下容易达成，即在罐体与封头或端盖间设置密封圈，在罐体内抽真空时，大气压通过封头或端盖使得密封圈变形从而达到很好的密封效果。但是如果罐体要进行正压实验，即使得罐体内气压大于大气压时，必须在罐体与封头或端盖间增加锁紧装置使密封圈达成预变形密封，然后施加正压后仍能保证密封。现有技术中，这种锁紧装置通常是由螺栓连接罐体和封头或端盖，螺栓结构的缺点较为明显，即操作效率较低，沿罐体开口的周向需要设置多个螺栓位，每个螺栓位都需要紧固，因此效率低。另外采用螺栓结构应用于大直径罐体时，罐体直径的增加带来了螺栓位的增加，同时螺栓直径也需要增加，部分螺栓位置高，因此使其效率进一步降低且操作困难。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种具有快速锁紧机构的正负压实验罐，解决大直径罐体的封头或端盖进行密封操作时效率低，作业困难的问题。
本发明技术方案如下：一种具有快速锁紧机构的正负压实验罐，包括罐体，所述罐体的一端设有开口和用于封闭所述开口的大门，所述罐体的开口设有开口法兰，所述大门设有大门法兰，所述开口法兰和所述大门法兰的接合面设有密封圈，所述开口法兰和所述大门法兰的结合处设有一维夹弓机构和二维夹弓机构，所述二维夹弓机构沿所述罐体的开口的周向间隔设有不少于四个，所述一维夹弓机构沿所述开口的周向设置于所述二维夹弓机构之间，所述一维夹弓机构包括第一驱动装置和第一C型夹弓，所述第一C型夹弓的开口用于夹紧所述开口法兰和所述大门法兰的边沿，所述第一驱动装置驱动所述第一C型夹弓沿所述罐体的开口的径向移动，所述二维夹弓机构包括第二驱动装置、第三驱动装置和第二C型夹弓，所述第二C型夹弓的开口用于夹紧所述开口法兰和所述大门法兰的边沿，所述第二驱动装置驱动所述第二C型夹弓沿所述罐体的开口的径向移动，所述第三驱动装置驱动所述第二C型夹弓沿所述罐体的轴向移动。
进一步地，所述第一驱动装置为直线伸缩装置，所述第一驱动装置的固定端固定于所述开口法兰，所述第一驱动装置的伸缩端通过第一连接板与所述第一C型夹弓固定连接。
进一步地，所述第二驱动装置和所述第三驱动装置为直线伸缩装置，所述第二驱动装置的固定端固定于所述开口法兰，所述第二驱动装置的伸缩端通过第二连接板与所述第二C型夹弓连接，所述第二C型夹弓可相对于所述第二驱动装置产生沿所述罐体的轴向的位移，所述罐体的外壁设有径向导轨，所述第三驱动装置的固定端固定于与所述径向导轨配合的滑块上，所述第三驱动装置的伸缩端与所述第二C型夹弓固定连接。
进一步地，所述第二连接板设有沿罐体的轴向开设的条孔，所述第二驱动装置的伸缩端通过所述条孔与所述第二连接板活动连接。
进一步地，所述第二C型夹弓的开口前端为渐扩的喇叭口。通过渐扩的喇叭口的设置使开口法兰和大门法兰容易进入第二C型夹弓的开口，避免大门变形而阻碍第二C型夹弓的动作。
进一步地，所述二维夹弓机构以等分分布方式设置在所述罐体的开口的周向，处于相邻的所述二维夹弓机构之间的所述一维夹弓机构等间距布置。
进一步地，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置和所述第三驱动装置为气缸、电缸或液压缸。
本发明所提供的技术方案的优点在于：
在实验罐需要进行正负压环境模拟时，通过二维夹弓机构径向和轴向的动作，使大门与罐体完成预紧贴合，可以保证即使在大门存在轻微形变时与罐体开口法兰间的密封接触，为后续真空环境的产生提供可靠保障；由二维夹弓机构和一维夹弓机构沿周向形成各个点位的夹持，保证了罐体在模拟正压环境时，大门各点受力均匀，大门与罐体开口法兰间的密封稳定。装置可由压缩空气、电力或压力油液驱动，不需要进行人工进行锁紧，锁紧效率高，尤其适合于频繁改变正负压环境的场合。
附图说明
图1是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的端面结构示意图。
图2是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的一维夹弓机构处夹紧时罐体纵剖结构示意图。
图3是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的一维夹弓机构处夹紧时端面局部结构示意图。
图4是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的一维夹弓机构处未夹紧时罐体纵剖结构示意图。
图5是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的一维夹弓机构处未夹紧时端面局部结构示意图。
图6是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的二维夹弓机构处夹紧时罐体纵剖结构示意图。
图7是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的二维夹弓机构处夹紧时端面局部结构示意图。
图8是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的二维夹弓机构处半夹紧时罐体纵剖结构示意图。
图9是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的二维夹弓机构处半夹紧时端面局部结构示意图。
图10是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的二维夹弓机构处未夹紧时罐体纵剖结构示意图。
图11是实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐的二维夹弓机构处未夹紧时端面局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本说明之后，本领域技术人员对本说明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
请结合图1及图2所示，本实施例的具有快速锁紧机构的正负压实验罐包括罐体1，罐体1的一端设有开口和用于封闭开口的大门2，大门2的一侧与罐体1通过铰链3连接。本实施例中罐体1的轴向呈水平方向，大门2为在水平方向进行转动开合。
罐体1的开口设有开口法兰4，大门2设有大门法兰5，在开口法兰4的端面设置密封槽6，在密封槽6内设置密封圈7，当大门2与罐体1闭合时，大门法兰5的端面压迫密封圈7使大门2与罐体1间密封。在实验罐内无论是进行正压还是负压(真空)的模拟，均需要对大门2进行预紧，即使大门法兰5与开口法兰4间间距减小至一定值才能保证罐体1内外间密封良好，从而使罐体1内压力稳定。本发明在开口法兰4和大门法兰5的结合处设有一维夹弓机构8和二维夹弓机构9，具体的在罐体开口的周向设置了二十个一维夹弓机构8以及四个二维夹弓机构9。每个二维夹弓机构9处于罐体1开口的周向的四等分位置，相邻的两个二维夹弓机构9之间设置五个一维夹弓机构8，一维夹弓机构8之间等间距布置。四等分位置设置的二维夹弓机构9使大门在预紧时能够形成匀均的受力，尽可能保证大门法兰5各处与罐体1的开口法兰4间的间距均达到足够小，减少大直径大门轻微变形产生的影响。多个一维夹弓机构8的设置可保证在正压实验时能够对大门法兰5和开口法兰4施加足够且均匀分布的夹紧力，避免局部的密封不良而造成压力损失。
请结合图2至图5所示，一维夹弓机构8主要包括第一驱动装置81、第一C型夹弓82以及一个连接第一驱动装置81和第一C型夹弓82的第一连接板83。第一驱动装置81可以是气缸、电缸或液压缸，第一驱动装置81的固定端与开口法兰4固定连接并使第一驱动装置81的伸缩端以罐体1开口的径向进行伸缩。第一C型夹弓82设有两个分别位于第一驱动装置81的两侧，第一驱动装置81的伸缩端与第一连接板83的中间固定连接，第一连接板83的两端分别连接一个第一C型夹弓82，第一连接板83的两端与第一C型夹弓82的背部固定。第一C型夹弓82的开口则朝向罐体1开口的中心设置，由第一C型夹弓82的开口夹紧开口法兰4和大门法兰5的边沿，即当开口法兰4和大门法兰5两者间距缩小到一定距离后，第一驱动装置81收缩使第一C型夹弓82沿罐体1开口的径向向中心移动，使开口法兰4和大门法兰5处于第一C型夹弓82的开口内，当开口法兰4和大门法兰5受压分离时，第一C型夹弓82能够阻止两者的间距进一步增大。在本实施例中第一C型夹弓82的开口为直口槽，可以防止第一C型夹弓82的开口侧壁在受到轴向力时产生径向分力而使第一C型夹弓82脱出。
请结合图6至图11所示，二维夹弓机构9包括第二驱动装置91、第三驱动装置92、第二C型夹弓93以及一个连接第二驱动装置91和第二C型夹弓93的第二连接板94。第二驱动装置91及第三驱动装置92可以是气缸、电缸或液压缸，第二驱动装置91的固定端与开口法兰4固定连接并使第二驱动装置91的伸缩端以罐体1开口的径向进行伸缩。第二C型夹弓93设有两个分别位于第二驱动装置91的两侧，第二驱动装置91的伸缩端与第二连接板94的中间连接，由于第二C型夹弓93还需要受第三驱动装置92的驱动进行沿罐体1的轴向方向的移动。因此在第二连接板94的中间开设以罐体1的轴向方向延伸的条孔94a，第二驱动装置91的伸缩端通过该条孔94a与第二连接板94连接，使第二连接板94可以相对于第二驱动装置91进行移动。第二连接板94的两端分别连接一个第二C型夹弓93，第二连接板94的两端与第二C型夹弓93的背部固定。第二C型夹弓93的开口则朝向罐体1开口的中心设置，第二C型夹弓93的开口前端为渐扩的喇叭口。罐体1的外壁在第二C型夹弓93的侧方设有径向导轨10，第三驱动装置92的固定端固定于与径向导轨10配合的滑块11上，第三驱动装置92的伸缩端与第二C型夹弓93的一条侧臂固定连接。当第三驱动装置92动作时，即可驱动第二C型夹弓93在罐体1的轴向进行小幅度的移动，移动幅度受限于第二连接板94的条孔长度、大门密封圈的收缩量和第三驱动装置92的伸缩量。由于第二C型夹弓93轴向移动主要是克服大门2的变形及密封圈7的微量变形量，因此其移动幅度不需要设置得很大。第二C型夹弓93的开口也用于夹紧开口法兰4和大门法兰5的边沿，即当第二驱动装置91收缩，第二C型夹弓93的开口使开口法兰4和大门法兰5两者间距缩小到一定距离后，第三驱动装置92使第二C型夹弓93拉动大门2向罐体1开口进一步贴近，同时第二驱动装置91继续维持收缩使第二C型夹弓93沿罐体1开口的径向向中心移动，最终在两个方向上的共同作用下使开口法兰4和大门法兰5处于第二C型夹弓93的开口内。
该正负压实验罐在实验时具体操作如下：如实验需要模拟的是真空环境，则仅需要使用二维夹弓机构9即可，首先第三驱动装置92处于初始状态，第二驱动装置91的伸缩端伸长，使第二C型夹弓93脱离大门法兰5和开口法兰4，大门2水平打开，然后在罐体1内装入实验用品。罐体1内实验用品安装摆放完毕后，关闭大门2，然后第二驱动装置91的伸缩端收缩，使第二C型夹弓93靠近大门法兰5和开口法兰4，在第二C型夹弓93的喇叭口开口作用下，使大门法兰5和开口法兰4贴近接近闭合，再由第三驱动装置93的伸缩端收缩，拉动大门法兰5进一步贴紧开口法兰4，对罐体1进行抽真空，大门2在大气压作用下压缩密封圈7使大门法兰5与开口法兰4贴合至极限距离，第二C型夹弓93在第二驱动装置91的作用下完全卡在大门法兰5与开口法兰4上。如实验需要模拟的是正压环境，则开始步骤与前述的模拟真空环境完全相同，即在对罐体1进行充气实现正压前，先要对罐体1进行抽真空，使得第二C型夹弓93完全卡在大门法兰5与开口法兰4上，此时，其他的一维夹弓机构8也进行动作，即第一驱动装置81的伸缩端收缩，使第一C型夹弓82靠近大门法兰5和开口法兰4，第一C型夹弓82最终也完全卡在大门法兰5与开口法兰4上，然后对罐体1进行充气实现正压，此时，通过第一C型夹弓82和第二C型夹弓93对大门法兰5与开口法兰4的夹紧实现了罐体1的密闭。

Claims (7)

1.一种具有快速锁紧机构的正负压实验罐，包括罐体，所述罐体的一端设有开口和用于封闭所述开口的大门，所述罐体的开口设有开口法兰，所述大门设有大门法兰，所述开口法兰和所述大门法兰的接合面设有密封圈，所述开口法兰和所述大门法兰的结合处设有一维夹弓机构和二维夹弓机构，所述二维夹弓机构沿所述开口的周向间隔设有不少于四个，所述一维夹弓机构沿所述开口的周向设置于所述二维夹弓机构之间，所述一维夹弓机构包括第一驱动装置和第一C型夹弓，所述第一C型夹弓的开口用于夹紧所述开口法兰和所述大门法兰的边沿，所述第一驱动装置驱动所述第一C型夹弓沿所述罐体的开口的径向移动，所述二维夹弓机构包括第二驱动装置、第三驱动装置和第二C型夹弓，所述第二C型夹弓的开口用于夹紧所述开口法兰和所述大门法兰的边沿，所述第二驱动装置驱动所述第二C型夹弓沿所述罐体的开口的径向移动，所述第三驱动装置驱动所述第二C型夹弓沿所述罐体的轴向移动。
2.根据权利要求1所述的具有快速锁紧机构的正负压实验罐，其特征在于，所述第一驱动装置为直线伸缩装置，所述第一驱动装置的固定端固定于所述开口法兰，所述第一驱动装置的伸缩端通过第一连接板与所述第一C型夹弓固定连接。
3.根据权利要求1所述的具有快速锁紧机构的正负压实验罐，其特征在于，所述第二驱动装置和所述第三驱动装置为直线伸缩装置，所述第二驱动装置的固定端固定于所述开口法兰，所述第二驱动装置的伸缩端通过第二连接板与所述第二C型夹弓连接，所述第二C型夹弓可相对于所述第二驱动装置产生沿所述罐体的轴向的位移，所述罐体的外壁设有径向导轨，所述第三驱动装置的固定端固定于与所述径向导轨配合的滑块上，所述第三驱动装置的伸缩端与所述第二C型夹弓固定连接。
4.根据权利要求3所述的具有快速锁紧机构的正负压实验罐，其特征在于，所述第二连接板设有沿罐体的轴向开设的条孔，所述第二驱动装置的伸缩端通过所述条孔与所述第二连接板活动连接。
5.根据权利要求1所述的具有快速锁紧机构的正负压实验罐，其特征在于，所述第二C型夹弓的开口前端为渐扩的喇叭口。
6.根据权利要求1所述的具有快速锁紧机构的正负压实验罐，其特征在于，所述二维夹弓机构以等分分布方式设置在所述罐体的开口的周向，处于相邻的所述二维夹弓机构之间的所述一维夹弓机构等间距布置。
7.根据权利要求1所述的具有快速锁紧机构的正负压实验罐，其特征在于，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置和所述第三驱动装置为气缸、电缸或液压缸。
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