CN115092528A - 一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构 - Google Patents

一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，包括阀杆、密封圈、密封盖板、螺母；在密封容器的内箱盖上开设有通孔，阀杆焊接固定安装在通孔内，且阀杆的第一端向内凸出通孔设置，阀杆的第一端侧壁上设置有外螺纹；在内箱盖的内侧面与阀杆的连接处开设有凹槽，密封圈安装在凹槽内；密封盖板套装在阀杆的第一端上；螺母与阀杆的第一端螺纹连接，密封盖板置于螺母与内箱盖之间。阀杆与内箱盖采用的有效焊深大且接近无缺陷的焊接结构；且密封圈、凹槽、密封盖板构成了密封结构，构筑双重气路泄漏阻隔，实现阀门在内箱盖上的穿墙密封连接，满足抗事故包装箱正常、高速撞击环境下有效密封，确保抗事故包装箱符合GB 11806中C型货包设计要求。

Description

一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构
技术领域
本发明涉及安全运输保护设备技术领域，尤其涉及一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构。
背景技术
GB 11806《放射性物品安全运输规程》规定C型货包经历速度不低于90m/s的撞击事故后，盛装的放射性内容物的累积漏失率不得高于限值。符合C型货包要求的包装箱一般由外包装容器、缓冲隔热层、内包装容器组成，内包装容器直接包覆放射性内容物并实现密封。为确保运输流通过程中开箱(内包装容器)操作人员安全，在内包装容器特定部位须设计取样阀门，用于开箱前内部状态的检测确认；同时，取样阀门用于检测、确认包装箱的密封性是否满足设计指标要求，以便控制包装箱产品质量，确保运输安全。
阀门仅能通过焊接或螺纹副与内包装容器进行集成安装，采用螺纹副联接时要求阀门自身体积过大(螺杆直径大，配套的密封周界宽，在内包装内容的内表面凸出量显著增高)，不利于包装箱的小型化；采用焊接方式连接时必须保证足够的有效焊深，为始终保持阀门内部结构之间的精密配合关系，焊接过程中热量不得过大，然而这又难以保证焊深，同时焊接区域在高速撞击载荷作用下易开裂形成气体泄漏通道。
基于此，需要研发一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，包括：
阀杆；在密封容器的内箱盖上开设有通孔，阀杆焊接固定安装在通孔内，且阀杆的第一端向内凸出通孔设置，阀杆的第一端侧壁上设置有外螺纹；
密封圈；在内箱盖的内侧面与阀杆的连接处开设有凹槽，密封圈安装在凹槽内；
用于压紧密封圈的密封盖板；密封盖板套装在阀杆的第一端上；
螺母；螺母与阀杆的第一端螺纹连接，密封盖板置于螺母与内箱盖之间。
优选地，阀杆包括大径圆柱和小径圆柱，大径圆柱与小径圆柱连接，通孔位于箱盖的外侧面处形成为沉孔，大径圆柱置于沉孔的大直径端内，且大径圆柱的端面与沉孔内的端面贴合；小径圆柱与内箱盖焊接。
优选地，小径圆柱与内箱盖的焊接长度略小于小径圆柱的长度。
优选地，凹槽沿着内箱盖与阀杆的焊缝处设置，凹槽以阀杆的轴心线对称分布。
优选地，凹槽和密封圈均形成为环形或矩形。
优选地，内箱盖为05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢制成。
优选地，阀杆为奥氏体不锈钢制成
优选地，螺母为六角法兰面螺母。
本发明的有益效果在于：
阀杆与内箱盖采用的有效焊深大且接近无缺陷的焊接结构；且密封圈、凹槽、密封盖板构成了密封结构，构筑双重气路泄漏阻隔，实现阀门在内箱盖上的穿墙密封连接，满足抗事故包装箱正常、高速撞击环境下有效密封，确保抗事故包装箱符合GB 11806中C型货包设计要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1.内箱盖，2.阀杆，3.密封圈，4.密封盖板，5.螺母。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，包括：
阀杆2；在密封容器的内箱盖1上开设有通孔，阀杆2焊接固定安装在通孔内，且阀杆2的第一端向内凸出通孔设置，阀杆2的第一端侧壁上设置有外螺纹；
密封圈3；在内箱盖1的内侧面与阀杆2的连接处开设有凹槽，密封圈3安装在凹槽内；
用于压紧密封圈3的密封盖板4；密封盖板4套装在阀杆2的第一端上；
螺母5；螺母5与阀杆2的第一端螺纹连接，密封盖板4置于螺母5与内箱盖1之间。
阀杆2包括大径圆柱和小径圆柱，大径圆柱与小径圆柱连接，通孔位于箱盖的外侧面处形成为沉孔，大径圆柱置于沉孔的大直径端内，且大径圆柱的端面与沉孔内的端面贴合；小径圆柱与内箱盖1焊接。高速撞击时只有焊缝开裂和密封圈3同时失效才会影响密封结构的密封性能，所以密封特性较强。
小径圆柱与内箱盖1的焊接长度略小于小径圆柱的长度。
凹槽沿着内箱盖1与阀杆2的焊缝处设置，凹槽以阀杆2的轴心线对称分布。
凹槽和密封圈3均形成为环形或矩形。
内箱盖1为05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢制成。利用材料的高强度、高模量特点，在零件厚度较小的情况下，均匀传递螺纹副拧紧载荷，以及在冲击环境下保持原有状态，始终保证矩形密封圈3的有效压缩量满足密封设计要求。
阀杆2采用与内箱盖1制备材料焊接性能良好的奥氏体不锈钢制造，末端螺纹采用细牙螺纹以提高螺纹连接结构的防松效果。
螺母5为六角法兰面螺母5。因此在紧固时无需弹簧垫圈、平垫圈配合，降低撞击过程中由于垫圈结构失效诱发螺纹副预紧效果下降的风险，保持橡胶密封圈3压缩量不变，提高密封可靠性。
密封圈3采用邵氏硬度为65～75的三元乙丙橡胶整体成型。
大径圆柱紧靠阀门主体，螺纹段位于阀杆2末端，两者之间为小径圆柱，阀杆2长度大于内箱盖1厚度，且保持螺纹段安装密封盖板4、螺母5的装配位置；内箱盖1为具有大、小直径特征的台阶式通孔，阀杆2穿入内箱盖1台阶式通孔后，大径圆柱与大径台阶孔形成小间隙配合、小径圆柱与小径通孔形成小间隙配合，保持大径圆柱与大径台阶孔台阶端面贴合下，采用激光或电子束焊接方法对小径圆柱与小径通孔配合面进行熔化焊接，有效焊深接近内箱盖1小径通孔高度。阀门与内箱盖1焊接后，沿着焊缝对称加工环形密封凹槽，密封圈3放入密封槽，再依次安装密封盖板4、六角法兰面螺母5，并对六角法兰面螺母5施加预定的拧紧力矩，形成阀门穿墙密封连接结构。
下面给出一个阀门穿墙密封连接结构的应用实例。
阀门穿墙密封连接结构的内箱盖1材料为05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢、厚度为15mm，阀杆2材料为HR-2不锈钢、总长24mm，阀杆2与内箱盖1两段圆柱的配合间隙按0.02mm～0.074mm，阀杆2与内箱盖1的有效焊深不小于12.4mm(接近阀杆2小圆柱的高度13mm)，阀杆2末端螺杆的螺纹规格为M10×1，橡胶密封圈3横截面为矩形、材料为8370-1型三元乙丙橡胶，密封盖板4材料为05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢、厚度2mm，六角法兰面螺母5采用GB/T6177.2-2016标准件，材料为A2-70不锈钢，拧紧力矩为20N·m。
采用所述阀门穿墙密封连接结构的抗事故包装箱分别进行了90m/s速度的正向、侧向、角向撞击试验，试验后阀门穿墙密封连接结构完整、焊缝无裂纹，内包装容器的整体氦漏率小于10-7Pa·m3/s，符合GB 11806中C型货包相关要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，包括：
阀杆；在密封容器的内箱盖上开设有通孔，阀杆焊接固定安装在通孔内，且阀杆的第一端向内凸出通孔设置，阀杆的第一端侧壁上设置有外螺纹；
密封圈；在内箱盖的内侧面与阀杆的连接处开设有凹槽，密封圈安装在凹槽内；
用于压紧密封圈的密封盖板；密封盖板套装在阀杆的第一端上；
螺母；螺母与阀杆的第一端螺纹连接，密封盖板置于螺母与内箱盖之间。
2.根据权利要求1所述的一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，阀杆包括大径圆柱和小径圆柱，大径圆柱与小径圆柱连接，通孔位于箱盖的外侧面处形成为沉孔，大径圆柱置于沉孔的大直径端内，且大径圆柱的端面与沉孔内的端面贴合；小径圆柱与内箱盖焊接。
3.根据权利要求2所述的一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，小径圆柱与内箱盖的焊接长度略小于小径圆柱的长度。
4.根据权利要求1所述的一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，凹槽沿着内箱盖与阀杆的焊缝处设置，凹槽以阀杆的轴心线对称分布。
5.根据权利要求4所述的一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，凹槽和密封圈均形成为环形或矩形。
6.根据权利要求1所述的一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，内箱盖为05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢制成。
7.根据权利要求1所述的一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，阀杆为奥氏体不锈钢制成。
8.根据权利要求1所述的一种抗高过载的阀门穿墙密封连接结构，其特征在于，螺母为六角法兰面螺母。
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