CN114395881B - 一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机及其处理方法，包括闪爆主体和缓冲密封机构，所述闪爆主体由支架支撑于地面上方，所述闪爆主体包括自上向下设置的闪爆高压罐和闪爆低压罐，所述闪爆高压罐和闪爆低压罐之间通过密封座泄压口连通，所述缓冲密封机构包括密封盖、双向高压气缸和缓冲件，所述密封盖封堵所述密封座泄压口，所述双向高压气缸的气缸本体穿过所述闪爆低压罐底部，所述双向高压气缸的气缸推杆顶部连接所述密封盖，所述缓冲件对应所述气缸推杆的下端安装于地面上。本发明通过双向高压气缸的设置，使得闪爆冲击力不会直接作用于闪爆主体，提高了闪爆设备的安全性及使用寿命。

Description

一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机及处理方法

技术领域

本发明涉及压力设备技术领域，尤其是指一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机及其处理方法。

背景技术

近年来，传统纺织印染行业由于水资源消耗高、生态环保问题突出等原因，其生存和发展遇到了前所未有的挑战，因而，开发环境友好型加工技术及工艺，越来越得到行业及相关企业的普遍关注和重视。

超临界流体技术具有绿色、环保、运行成本低等优点。其中超临界CO₂流体无毒、不燃、溶解度高、化学性质稳定，临界条件较易实现(31.1℃、7.37MPa)，并且释压气化后的膨胀率高，具有大的膨胀率及流体冲击力。目前，超临界流体技术在纺织印染、纤维闪爆等领域中得到了广泛的应用，其依据的原理是：以超临界流体为溶剂与物料在闪爆设备内混合，通过改变温度、压力调整流体的密度，进而改变溶解组分的溶解度，对其结晶度产生一定的影响，达到改变纺织品微观结构的目的。

现有技术中的闪爆设备直接安装在地面上，由于超临界流体的压力相对较高，闪爆时产生的冲击力使得闪爆设备与地面之间挤压力过大，容易对闪爆设备造成损伤，影响闪爆设备的使用寿命。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中闪爆时对闪爆设备挤压力过大的缺陷，提供一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机及其处理方法，避免对闪爆时对设备的硬挤压，有效吸收冲击力。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机，包括支架、闪爆主体和缓冲密封机构，所述闪爆主体包括闪爆高压罐、闪爆低压罐和密封座泄压口，所述缓冲密封机构包括密封盖、双向高压气缸和缓冲件，所述双向高压气缸包括气缸本体和气缸推杆。

在本发明的一个实施例中，所述闪爆主体由支架支撑于地面上方，所述闪爆高压罐和闪爆低压罐自上向下设置，所述闪爆高压罐和闪爆低压罐之间通过密封座泄压口连通，所述密封盖封堵所述密封座泄压口，所述气缸本体穿过所述闪爆低压罐底部，所述气缸推杆顶部连接所述密封盖，所述缓冲件对应所述气缸推杆的下端安装于地面上。

在本发明的一个实施例中，所述闪爆低压罐底部设置有安装法兰，所述双向高压气缸与所述安装法兰固定连接。

在本发明的一个实施例中，所述缓冲件为缓冲油缸，所述缓冲油缸安装的地面经过加固处理。

在本发明的一个实施例中，所述双向高压气缸在远离所述闪爆低压罐的一侧设置有的进气口和出气口。

在本发明的一个实施例中，所述双向高压气缸的本体端部与缓冲件之间的距离大于闪爆距离小于所述气缸推杆的极限伸出长度。

在本发明的一个实施例中，所述闪爆低压罐为球形罐体。

在本发明的一个实施例中，所述闪爆高压罐内部下端设置为向所述密封座泄压口倾斜的圆锥面。

在本发明的一个实施例中，所述闪爆低压罐与闪爆高压罐之间设置有密封座，所述密封座为中空礼帽型，所述密封座的第一端夹持于所述闪爆低压罐与闪爆高压罐之间，所述密封座的第二端贴合所述闪爆低压罐的内壁，所述第二端端部内侧向下延伸有轴向密封凸起，所述轴向密封凸起与所述闪爆低压罐内壁之间存在轴向密封槽。

在本发明的一个实施例中，所述密封盖设置有第一台阶和第二台阶，所述第一台阶外周为第一密封面，所述第一密封面设置有若干径向密封凸起，所述第二台阶的外周为硬密封结合面，所述硬密封结合面为圆锥面，所述硬密封结合面的小端直径小于所述密封座的内径，所述硬密封结合面的大端直径小于所述闪爆低压罐的罐口内径且大于所述密封座的内径，所述第二台阶的顶面为第二密封面，所述第二密封面设置有轴向弧面凸起。

本发明还提供了一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机的处理方法，利用上述述的闪爆机，包括如下步骤：

向双向高压气缸的进气口通气，使气缸推杆向上顶出，带动密封盖封堵密封座泄压口；

向闪爆高压罐中通入特定气体，同时持续向双向高压气缸通气，保持闪爆高压罐的密封状态；

将闪爆高压罐温度和其他调节至设定参数后，停止向闪爆高压罐和双向高压气缸中通气；

保压一段时间后，对双向高压气缸排气，密封盖打开，缓冲件对气缸推杆进行缓冲，完成闪爆。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的闪爆机，通过双向高压气缸的设置，使得闪爆冲击力不会直接作用于闪爆主体，提高了闪爆设备的安全性及使用寿命；

本发明的处理方法对闪爆设备损害少，提高闪爆设备的使用寿命。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明的工作过程示意图；

图3是本发明的闪爆主体示意图；

图4是本发明的密封机构放大图。

说明书附图标记说明：10、闪爆主体；11、闪爆高压罐；12、圆锥面；13、闪爆低压罐；14、法兰；

20、缓冲密封机构；21、密封座；22、硬密封结合面；23、密封槽；24、密封凸起；25、密封盖；26、双向高压气缸；27、气缸本体；28、气缸推杆；

29、缓冲件；

30、支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1和图2所示，为本发明的一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机实施例示意图。本发明的闪爆机包括闪爆主体10和缓冲密封机构20，所述闪爆主体10由支架30支撑于地面上方，所述闪爆主体10包括自上向下设置的闪爆高压罐11和闪爆低压罐13，所述闪爆高压罐11和闪爆低压罐13之间通过密封座泄压口连通。支架30连接闪爆高压罐11和闪爆低压罐13的连接处，由于闪爆时高温高压气体从上方的闪爆高压罐11冲入下方的闪爆低压罐13，会产生巨大的冲击力，利用支架30支撑闪爆主体10，支架30能够转移部分冲击力，避免闪爆低压罐13与地面硬接触，提高闪爆主体10的使用寿命。进一步的，所述缓冲密封机构20包括密封盖25、双向高压气缸26和缓冲件29，所述密封盖25封堵所述密封座泄压口，所述双向高压气缸26的气缸本体27穿过所述闪爆低压罐13底部，所述双向高压气缸26的气缸推杆28顶部连接所述密封盖25，所述缓冲件29对应所述气缸推杆28的下端安装于地面上。双向高压气缸26利用活塞两侧压力不同，从两个方向输出力，本实施例工作时，向活塞下方的腔室通气，从而克服气缸推杆28及密封盖25等自身重力，将气缸推杆28向上推出气缸本体27，气缸推杆28带动密封盖25封堵密封座泄压口，双向高压气缸26内的压力由闪爆高压罐11的工作压力、硬密封计算预紧力以及气缸推杆28和密封盖25的自身重量决定。随着向闪爆高压罐11中投入物料、注入流体介质等，逐渐增加向双向高压气缸26内通入的气体，保持闪爆高压罐11的密封状态。闪爆高压罐11的气压、温度达到设定状态，满足闪爆条件后，对双向高压气缸26排气，使其瞬间失压，由于密封盖25受到闪爆高压罐11内高压气体的巨大压力，该压力瞬间推动密封盖25向下打开，由于气缸推杆28自身重力的影响，无形加速了密封盖25向下的加速度，完成闪爆。由于气缸推杆28上部缩回双向气缸气缸本体27内的速度过快，会对双向高压气缸26气缸本体27造成巨大冲击力，而本实施例中，双向高压气缸26气缸本体27与闪爆低压罐13相连，为防止冲击力转移给闪爆低压罐13，在密封盖25接触闪爆低压罐13底部或双向高压气缸26顶部之前，气缸推杆28接触缓冲件29，气缸推杆28上部高速移动的冲击力被缓冲件29吸收，从而该冲击力不会对闪爆主体10造成影响，提高安全性。本实施例中为保证气缸推杆28下部与缓冲件29的接触，所述双向高压气缸26的气缸本体27端部与缓冲件29之间的距离大于闪爆距离且小于所述气缸推杆28的极限伸出长度。由于冲击力较大，本实施例中所述缓冲件29设置为缓冲油缸，所述缓冲油缸安装的地面经过加固处理。缓冲油缸的介质黏度大，能够提供大阻力。

参照图3所示，本实施例中为固定双向高压气缸26，在所述闪爆低压罐13底部设置有安装法兰14，所述双向高压气缸26与所述安装法兰14固定连接。进一步的，由于气缸推杆28上部推出以使得密封盖25封堵密封座泄压口时需要外力，而气缸推杆28上部收回时所受的力由闪爆高压罐11中的高压气体提供，因此仅需要在所述双向高压气缸26在远离所述闪爆低压罐13的一侧设置有的进气口和出气口。进一步的，闪爆时，超临界流体推动物料瞬间急速膨胀，对外做功，粉碎物料，为方便收集物料，所述闪爆低压罐13为球形或圆柱形罐体，不存在死角，便于清理粉碎后的物料，同时球形或圆柱形符合介质的膨胀形状，从而对物料粉碎更均匀。本实施例中还将所述闪爆高压罐11内部下端设置为向所述密封座泄压口倾斜的圆锥面12。圆锥面12形成导向，使得物料更容易进入闪爆低压罐13。

参照图4所示，由于闪爆低压罐13为球形或圆柱形，为方便与闪爆高压罐11连接，闪爆低压罐13向外延伸有罐口，闪爆低压罐13和闪爆高压罐11的罐口对应为密封座泄压口。为了便于加工精密的密封部位，所述闪爆低压罐13与闪爆高压罐11之间设置有密封座21，所述密封座21为中空礼帽型，从而所述密封座21的第一端的礼帽外延能够夹持于所述闪爆低压罐13与闪爆高压罐11之间，所述密封座21的第二端贴合所述闪爆低压罐13罐口的内壁，所述第二端端部内侧向下延伸有轴向密封凸起，所述轴向密封凸起与所述闪爆低压罐13内壁之间存在轴向密封槽23。工作时，密封盖25抵接轴向密封凸起，由于密封盖25为弹性件，随着密封盖25挤压轴向密封凸起，密封盖25与密封座21紧密接触，确保密封的严密。且密封盖25变形，封堵密封槽23，实现轴向密封。本实施例中，为了防止密封盖25对密封座21的挤压力使得密封座21第二端脱离闪爆低压罐13内壁，因此设置密封座21第二端外侧延伸至闪爆低压罐13罐口端部，外侧延伸的长度大于轴向密封凸起的长度，密封盖25插入密封座21内，密封盖25外周抵接密封座21外侧部分的内壁。

进一步的，为提高密封盖25径向的密封效果，所述密封盖25设置有第一台阶和第二台阶，所述第一台阶外周为第一密封面，所述第一密封面设置有若干径向密封凸起24，保证密封盖25与闪爆低压罐13内壁贴合的紧密。同时，在闪爆高压罐11的高压作用下，密封盖25被挤压变形，密封盖25轴向压缩的同时径向向外周膨胀，更加紧贴闪爆低压罐13罐口的内壁，本实施例中，紧贴密封座21外侧延伸部分的内壁，对密封盖25的压力越大，密封越可靠。更进一步的，为保证密封盖25与闪爆低压罐13及密封座21的配合，所述第二台阶的外周为硬密封结合面22，所述硬密封结合面22为圆锥面，所述硬密封结合面22的小端直径小于所述密封座21的内径，所述硬密封结合面22的大端直径小于所述闪爆低压罐13的罐口内径且大于所述密封座21的内径。由于硬密封结合面22为斜面，密封盖25端部插入密封座21内，密封座21的轴向密封凸起与硬密封结合面22配合，形成第一道密封；硬密封结合面22更容易被轴向密封凸起挤压形成变形，封堵轴向密封槽23，实现第二道密封。径向密封凸起24与闪爆低压罐13内壁配合完成第三密封，保证对闪爆高压罐11的密封效果。所述第二台阶的顶面为第二密封面，所述第二密封面设置有轴向弧面凸起，从而增加与高压气体的接触面积，且弧面形状能够将高压气体对密封盖25的压力进行分散，保证密封效果。

所述闪爆低压罐13的罐口的内径小于所述闪爆高压罐11的罐口的内径，所述闪爆低压罐13的罐口设置有密封座21，所述密封座21一端夹持在所述闪爆高压罐11和闪爆低压罐13之间，所述密封座21另一端贴合所述闪爆低压罐13内壁。工作时，密封座21的端部抵接密封盖25的顶面，从而闪爆高压罐11、密封座21和密封盖25之间形成密封空间。进一步的，为减小密封座21的挤压变形，所述密封盖25设置有第一台阶22和第二台阶23，所述第一台阶22外周对应所述闪爆低压罐13罐口的内壁设置，所述第二台阶23的外周对应所述密封座21的内壁设置。密封座21被限制在第二台阶23侧面和闪爆低压罐13罐口内壁之间，在密封的同时保证位置的稳固。

本发明还公开一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机的处理方法，利用上述的闪爆机，包括如下步骤：

向双向高压气缸26的进气口通气，使气缸推杆28向上顶出，带动密封盖25封堵密封座泄压口；此时双向高压气缸26的推力较小，避免闪爆主体10受力过大。

向闪爆高压罐11中通入特定气体，此时闪爆高压罐11中压力增加，为保持闪爆高压罐11的密封状态，同时持续向双向高压气缸26通气，保证闪爆高压罐11处于受力平衡的密封状态。

将闪爆高压罐11温度和其他调节至设定参数后，停止向闪爆高压罐11和双向高压气缸26中通气；闪爆高压罐11始终处于密封状态。

保压一段时间后，对双向高压气缸26排气，此时气缸推杆28上部对密封盖25的推力瞬间消失，密封盖25瞬间失压，而闪爆高压罐11中高压气体对密封盖25的压力不变，密封盖25被向下推出，密封盖25打开，破坏闪爆高压罐11的平衡状态，高温高压流体瞬间冲出膨胀，完成闪爆，达到粉碎物料的目的。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机，其特征在于：包括支架、闪爆主体和缓冲密封机构，所述闪爆主体包括闪爆高压罐、闪爆低压罐和密封座泄压口，所述缓冲密封机构包括密封盖、双向高压气缸和缓冲件，所述双向高压气缸包括气缸本体和气缸推杆，所述双向高压气缸的本体端部与缓冲件之间的距离大于闪爆距离小于所述气缸推杆的极限伸出长度；

所述闪爆主体由支架支撑于地面上方，所述闪爆高压罐和闪爆低压罐自上向下设置，所述闪爆高压罐和闪爆低压罐之间通过密封座泄压口连通，所述密封盖封堵所述密封座泄压口，所述气缸本体穿过所述闪爆低压罐底部，所述气缸推杆顶部连接所述密封盖，所述缓冲件对应所述气缸推杆的下端安装于地面上；

所述缓冲件为缓冲油缸，所述缓冲油缸安装的地面经过加固处理；

所述双向高压气缸在远离所述闪爆低压罐的一侧设置有进气口和出气口；

所述闪爆低压罐与闪爆高压罐之间设置有密封座，所述密封座为中空礼帽型，所述密封座的第一端夹持于所述闪爆低压罐与闪爆高压罐之间，所述密封座的第二端贴合所述闪爆低压罐的内壁，所述第二端端部内侧向下延伸有轴向密封凸起，所述轴向密封凸起与所述闪爆低压罐内壁之间存在轴向密封槽；

所述密封盖设置有第一台阶和第二台阶，所述第一台阶外周为第一密封面，所述第一密封面设置有若干径向密封凸起，所述第二台阶的外周为硬密封结合面，所述硬密封结合面为圆锥面，所述硬密封结合面的小端直径小于所述密封座的内径，所述硬密封结合面的大端直径小于所述闪爆低压罐的罐口内径且大于所述密封座的内径，所述第二台阶的顶面为第二密封面，所述第二密封面设置有轴向弧面凸起。

2.根据权利要求1所述的一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机，其特征在于：所述闪爆低压罐底部设置有安装法兰，所述双向高压气缸与所述安装法兰固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机，其特征在于：所述闪爆低压罐为球形或圆柱形罐体。

4.根据权利要求1所述的一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机，其特征在于：所述闪爆高压罐内部下端设置为向所述密封座泄压口倾斜的圆锥面。

5.一种带缓冲气缸系统的流体闪爆机的处理方法，其特征在于：利用权利要求1-4任一项所述的闪爆机，包括如下步骤：

向双向高压气缸的进气口通气，使气缸推杆向上顶出，带动密封盖封堵密封座泄压口；

向闪爆高压罐中通入特定气体，同时持续向双向高压气缸通气，保持闪爆高压罐的密封状态；

将闪爆高压罐温度和气压调节至设定参数后，停止向闪爆高压罐和双向高压气缸中通气；

保压一段时间后，对双向高压气缸排气，密封盖打开，缓冲件对气缸推杆进行缓冲，完成闪爆。