CN206338402U - 一种防爆压力容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防爆压力容器，包括桶体和外压过大时限制流体进入容腔的限压装置，限压装置安装于桶体开口处，限压装置包括：阀座，阀座固定在桶体的开口处；阀芯，套设于阀座内壁，阀芯包括芯棒和用于封闭内接口的堵头，所述芯棒朝向外接口设有外接面，所述堵头朝向内接口设有内接面，所述外接面面积大于内接面面积；使内接口处于常开状态的弹性复位件；阀芯或阀座内部开设有供流体通过的流体通道；阀芯、阀座和桶体的开口的连接间隙处均设有密封件。当压力桶内的水加满时，限压装置的阀芯关闭进水口，从而限制桶内压力继续增大，防止压力桶爆裂，有效降低了压力桶制造时所需的壁厚，降低压力桶生产成本。

Description

一种防爆压力容器

技术领域

本实用新型涉及一种的防爆压力容器。

背景技术

净水机在工作时，水流经过反渗透膜，过滤掉其中的细微有害的杂质：细菌，病毒，放射性物质和重金属，有机化合物等。

从净水机原理来看，只有纯净的水才会通过反渗透膜，杂质将被排除在外被排走。由于净水机出水量太小，不能够满足用户随时取水的要求，因而当用户不取水的时候，纯水机一样在工作，将制得的纯水先储存在压力桶内，当用户需要用水的时候，直接从压力桶向外面输出，用户就不必花时间等待制水了。净水器压力桶起到了平衡水量及压力的作用，避免安全阀频繁开启和自动补水阀频繁补水。

压力桶从材质上分塑料压力桶、碳钢压力桶等。现有压力桶通常由桶体、气囊、水嘴、气门芯等组成。空桶时，气囊内压力约为0.5kg左右。纯水慢慢注入桶内后，气囊内空气被压缩，气压也逐渐升高，直至气囊压力达到净水器高压开关设定压力，机器停机。当纯水龙头打开后，储存在压力桶内的纯水会被气囊内的气压压出。

在外界管道向桶内加注水的时候，由于水压逐渐增大，气压也随之上升，水压和气压的压力始终相等，如果储水压力桶前端的高压开关发生故障，压力桶内就会形成两个独立的水高压区和气高压区，容易爆裂，高压气体和液体在压力桶破裂的瞬间产生极大的冲击力，对人身安全存在一定的威胁。

因此在压力桶的选择中，净水器厂商会做两种选择：

1.选择金属制的压力桶，如碳钢压力桶等，其不易爆裂，但是重量大，成本高，加工难度也高；

2.选择塑料制的压力桶，加工相对简易，但是要求其壁厚较大，使压力桶能够承受8kg以上的水压，因此所需的材料较多，导致重量较大。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是为了解决现有压力桶安全性差的问题，提供一种的防爆压力容器，该防爆压力容器输入外压超过一定阈值，关闭输入口，从而限制桶内压力继续增大，以保护压力容器。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案：

防爆压力容器，包括本体，本体内部具有容腔，本体一端开设用于流体进入容腔的开口，所述防爆压力容器还包括当外压过大时限制流体进入容腔的限压装置，所述限压装置安装于开口处，限压装置包括阀座和阀芯；阀座固定在本体的开口处，阀座顶部设有用于流体进出容腔的管道，阀座顶部设有外接口，外接口连接管道，阀座底部设有内接口，内接口与容腔连接，所述阀座内部开设有供流体通过的流体通道，所述流体通道连接外接口和内接口；所述阀芯套设于阀座内壁，阀芯包括芯棒和用于封闭流体通道的堵头，所述芯棒朝向外接口设有外接面，所述堵头朝向内接口设有内接面；阀芯还设有使流体通道处于常通状态的弹性复位件；所述外接面面积大于内接面面积，当外接面承受外接口的流体压力大于内接面承受内接口流体压力与复位件的弹力之和时，阀芯向下移动以使堵头封闭流体通道；所述阀芯与阀座之间密封连接，阀座与本体之间密封连接。

阀套的结构有很多种，作为优选，所述限压装置还包括阀套，所述阀套套设于阀座内部，阀套呈双层同心管状；阀套包括外套和内套；

-所述外套与阀座内壁相固定；

-所述流体通道位于外套与内套之间；

-所述内套内部为伸缩移动腔，芯棒与复位件均位于伸缩移动腔内，内套两端与芯棒的连接间隙内设有防止流体通过的密封件。

作为优选，所述芯棒中部具有限制阀芯脱出伸缩移动腔的第一限位环和用于安装复位件的第二限位环，阀套具有第三限位环，所述复位件为套设在阀芯外的弹簧，所述复位件一端抵靠在第二限位环上，另一端抵靠在第三限位环上。

为了提高堵头的密封性，作为优选，所述堵头由弹性材料制成；所述堵头具有用于密封内接口的密封锥面，锥面具有倾斜角度与内接口配合时密封性更为良好。

作为优选，阀座为分体式，包括可拆卸连接的第一阀座和第二阀座，第一阀座和第二阀座可以套接，优选的采用螺纹连接。分体式阀座更便于装配。

作为优选，所述阀座与本体分离设置，限压装置与本体可拆卸连接，阀座设有用于将限压装置固定于本体上的固定板，所述本体上设有固定柱，固定板与固定柱通过紧固件连接。当限压装置损坏时，可拆卸连接的连接方式便于更换。

作为优选，固定板位于第一阀座上，相比固定板设置在第二阀座上，固定板设置在第一阀座上时，第一阀座向下施压，首先可以增加对第二阀座的固定，其次将第一阀座和第二阀座压紧，提高密封性。

作为优选，所述本体还包括连接部，连接部呈斗状，内接口位于连接部底部，连接部的锥面表面还设有多个竖直朝上设置的筋板，所述筋板沿连接部周向均匀排列，筋板排列形成中部供限压装置固定的第三安装腔，连接部的锥面上还设有用于同固定板连接的固定柱。连接部的设置便于安装限压装置。

作为优选，限压装置还包括用于保护限压装置的保护盖，保护盖上开设供管道通过的通孔。

作为优选，所述第二阀座，第二阀座与本体一体成型设置。第二阀座与本体一体成型减少了整个压力容器的零件数量，节省了成本。

为了提高限压装置的密封性，作为优选，第二阀座的外周与本体之间设置第一密封件，第一密封件用于密封阀座外壁和本体开口处内壁之间的径向间隙；阀座内壁和阀套外壁之间设置第二密封件，第二密封件用于密封阀座内壁和阀套外壁之间的径向间隙；阀套内壁和阀芯外壁之间设置第三密封件，第三密封件用于密封阀套内壁和阀芯外壁之间的径向间隙。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用了另一个技术方案：

防爆压力容器，包括本体，本体内部具有容腔，本体一端开设用于流体进入容腔的开口，所述防爆压力容器还包括当外压过大时限制流体进入容腔的限压装置，所述限压装置安装于开口处，限压装置包括阀座和阀芯；阀座固定在本体的开口处，阀座顶部设有用于流体进出容腔的管道，阀座顶部设有外接口，外接口连接管道，阀座底部设有内接口，内接口与容腔连接；所述阀芯套设于阀座内壁，所述阀芯内部开设有供流体通过的流体通道，所述流体通道连接外接口和内接口，所述阀芯朝向外接口设有外接面，所述阀芯朝向内接口设有内接面；阀芯还设有使流体通道处于常通状态的弹性复位件；内接口所在的阀座上还设有封口单元，所述封口单元包括供流体通过的流通间隙和阀芯下移时封闭阀芯底部流体通道的封闭底板；所述外接面面积大于内接面面积，当外接面承受外接口的流体压力大于内接面承受内接口流体压力与复位件的弹力之和，以使阀芯向下移动封闭底板封闭阀芯底部的流体通道；所述阀芯与阀座之间密封连接，阀座与本体之间密封连接。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的一种防爆压力容器，具有如下有益效果：

一、本实用新型的压力容器，当本体内的流体加满时，外界管内的压强增加，当外界管施加给阀芯的压力大于桶身容腔施加的压力与弹簧力之和，阀芯朝内接口方向移动，并关闭内接口，从而限制桶内压力继续增大，防止压力容器爆裂。

二、由于压力容器的内压被限压，因此壁厚需求降低，无需再增加过厚的壁厚保证压力的承受能力，有效的降低材料使用量和压力容器的重量。

三、限压装置的顶部的管道，同时负责压力容器内流体的进和出，仅用到一根管道同时负责进出，流体即从管道处进入本体内，又从管道处从本体内流出供使用，相比普通的多根管道的进出方式，本实用新型中的压力容器上的所需的开口只有一个，开设的管道少，所需的密封也少，同时对接的管道也相对只有一个，成本低，加装成本也低。

附图说明

图1为本实用新型一种防爆压力容器的实施例1的剖视图；

图2为图2中B处局部放大图；

图3为实施例1中限压装置的结构示意图；

图4为本实用新型一种防爆压力容器的实施例1的结构示意图；

图5为本实用新型一种防爆压力容器的实施例1的结构示意图；

图6为实施例3中限压装置的剖视图。

附图标记：1、本体；10、管道；101、固定柱；102、筋板；2、阀座；21、第一安装腔；22、第一阀座；221、固定板；23、第二阀座；3、连接部；31、第三安装腔；4、阀套；41、伸缩移动腔；42、流体通道；421、第一限位环；5、阀芯；51、芯棒；511、第二限位环；512、第三限位环；513、外接面；514、内接面；52、堵头；521、密封锥面；53、封闭底板；54、流通间隙；6、保护盖；7、第一密封件；8、第二密封件；9、第三密封件；10、管道；11、外接口；12、内接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

实施例1：

如图1至5所示的一种防爆压力容器，该压力桶用于净水装置中。压力桶包括本体1，本体1通常为两个一体成型的半桶通过热熔对接而成。本体1内部具有容腔，本体1底部的容腔设有气囊，本体1顶部开设供过滤后的纯水进入容腔的开口，所述压力桶还包括当外压过大时限制纯水进入容腔的限压装置。

该限压装置包括：阀座2、阀套4和阀芯5。

阀座2，如图2和图3所示，阀座2固定在本体的开口处，阀座2顶部设有用于净水进出容腔的管道10，阀座顶部设有外接口11，外接口11连接管道10，阀座2底部设有内接口12，内接口12与容腔连接；为了便于加工及装配，阀座2为分体式，包括固定在一起的第一阀座22和第二阀座23，第一阀座22位于第二阀座23的上方，第一阀座22顶部设有管道10，管道10与外界管道相连接，用于净水注入本体1或将本体1内的净水排出。如图2所示，阀座2第一阀座22的设有固定板221。

本体1顶部设有连接部3，连接部3呈斗状，连接部3底部设有通孔，连接部3的锥面上还设有多个竖直朝上设置的筋板102，所述筋板102沿连接部周向均匀排列，筋板102排列形成第三安装腔31，限压装置固定于第三安装腔31内，连接部3的锥面上还设有固定柱101，通过螺钉将固定柱和固定板221连接，使限压装置固定在连接部3上。

本实施例中第二阀座23与本体1的连接部3是分离的，也就是说整个限压装置可以从本体的顶部取下，当限压装置出现故障时可以直接更换，减少维修时间和成本；拆卸时通过解除固定板221和固定柱101的螺钉锁定，即可完成拆卸。

固定板221位于第一阀座22上，相比固定板设置在第二阀座上，固定板设置在第一阀座上时，第一阀座向下施压，首先可以增加对第二阀座的固定，其次将第一阀座和第二阀座压紧，提高密封性。

阀套4套设在阀座2的第一安装腔21内，阀套4内开设贯通的伸缩移动腔41以及用于连通阀座入口和内接口的流体通道42。所述阀套4呈双层同心管状；阀套4包括外套和内套；所述外套与阀座2内壁相固定；所述流体通道42位于外套与内套之间；所述内套内部为伸缩移动腔41。伸缩移动腔41为位于内套中部通孔，通孔下端设置向内延伸的第一限位环421。

阀芯5套设在阀套4的伸缩移动腔41内，通过阀芯5移动来打开或关闭所述内接口；阀芯5包括杆状的芯棒51和固定在芯棒靠近内接口一端的堵头52，所述堵头52由弹性密封材料制成；所述堵头52具有密封内接口的密封锥面。芯棒51为阶梯型的杆状，从上而下依次设置沿径向向外延伸的第二限位环511和第三限位环512。第三限位环512用于限制阀芯5脱出阀套。

限压装置还包括用于驱动阀芯复位的复位件。所述复位件为复位弹簧，该复位弹簧套设在阀芯外，一端抵靠在阀套的第一限位环上，另一端抵靠在阀芯的第二限位环上。当内外的压力差消失，弹簧力驱使阀芯上移，打开内接口。

限压装置还包括当外界压力过大时，驱动阀芯5关闭内接口的压力驱动机构。

压力驱动机构为位于阀芯朝向外接口11一端的外接面513和位于堵头52朝向内接口11一端的内接面，外接面的投影面积为S1，内接面的投影面积为S2，水管内的压强为P1，压力桶容腔内的压强为P2，当外接口11施加给阀芯的压力(P1*S1)大于桶身容腔施加的压力(P2*S2)与弹簧力之和，阀芯内接口12方向移动，堵头压靠在内接口12上，防止外接口11的纯水再进入容腔内。

为了防止纯水从限压装置各部件之间的间隙中通过，提高限压装置的密封性，第二阀座23的外周与本体之间设置第一密封件7，第一密封件7用于密封阀座外壁和本体开口处内壁之间的径向间隙；阀座2内壁和阀套4外壁之间设置第二密封件8，第二密封件8用于密封阀座2内壁和阀套4外壁之间的径向间隙；阀套4内壁和阀芯5外壁之间设置第三密封件9，第三密封件9用于密封阀套4内壁和阀芯5外壁之间的径向间隙。从经济和便于装配的角度考虑，第一、第二和第三密封件均为O型圈。

另外，桶身上还设置保护盖，限压装置仅连接外界管道的一端露出在保护盖外，用于保护限压装置因长期暴露在外而损坏。

经过反渗透膜过滤的净水可以通过管道10进入本体1内，也可以从本体1内经过管道10流出。管道10可以为普通的RO机的快速接头，也可以是RO机的管道，通过快速接头与管道的配合，实现限压装置的快速连接。

实施例2：

与实施例1相比，本实施例与实施例1的区别在于：第二阀座23与本体1一体成型，第二阀座在本体加工过程中一同进行加工，该加工工艺采用注塑工艺。

第二阀座23与本体一同注塑成型既降低了零件的数量，节省制造成本，也更加便于装配。装配时，不需要像实施例1中的固定板和固定柱之间采用螺纹连接的方式来固定限压装置，只需要将第一阀座通过螺纹连接固定到第二阀座上，便完成了限压装置的组装。

防爆压力桶还包括用于保护限压装置的保护盖6，保护盖6上开设供管道10通过的通孔，用于保护限压装置因长期暴露在外而损坏。

实施例3：

如图6所示，本实施例与实施例1类似，区别点在于：

本实施例中阀套4为单层管状结构，且流体通道42的位置不同，本实施例中，流体通道42的位置位于阀芯的中部，内接口所在的阀座2上还设有封口单元，所述封口单元包括供流体通过的流通间隙54和阀芯下移时封闭阀芯底部流体通道42的封闭底板53。

封口单元截面呈一个倒置的“U”，封闭底板53位于封口单元朝向阀芯底部的平面上，流通间隙54位于封口单元的侧壁，在阀芯下压压靠在封闭底板53时，流体通道42和流通间隙54不连通。

当外压过大时，外接面513受到的压力大于内接面514和弹簧力时，整个阀芯下移，当阀芯下移至阀芯底部开口压靠在封闭底板53上时，封闭底板53将流体通道42封闭，使得整个限压装置处于封闭的状态，外接口的水无法进入内接口，达到阻止本体1内水压进一步提高的目的。

而当外压下降，外接面513受到的压力小于内接面514和弹簧力时，阀芯上移，使得阀芯底部的开口与封闭底板53分离，流体通道42再次打开，净水可以通过外接口11-流体通道42-流通间隙54-内接口12到达本体内部。

应用例1：应用在净水设备的储水压力桶上，即实施例1、实施例2和实施例3的使用，用于防止压力桶过压爆桶。

应用例2：应用在煤气罐上，煤气罐的桶身顶部仅开设有一个供煤气进出的进出口，进出口处设有阀门，将本实施例1中提到的限压装置设置在进出口和阀门之间，可以在煤气存入煤气罐时，对煤气罐起到一个保护作用，防止注气压强过大而带来的安全隐患。

应用例3：其他，如空压机储气罐，空压机储气罐的结构类似于煤气罐，在空气压缩时也需要考虑到储气罐的最大承压能力，若进入储气罐的气压过大，很可能带来一定的危险，因此将上述限压装置安装在储气罐的出入口处，保证安全。

以上所述为本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.防爆压力容器，包括本体(1)，本体(1)内部具有容腔，本体(1)一端开设用于流体进入容腔的开口，其特征在于：所述防爆压力桶还包括当外压过大时限制流体进入容腔的限压装置，所述限压装置安装于开口处，限压装置包括阀座(2)和阀芯(5)；

-阀座(2)固定在本体(1)的开口处，阀座顶部设有用于流体进出容腔的管道(10)，阀座(2)顶部设有外接口(11)，外接口(11)连接管道(10)，阀座(2)底部设有内接口(12)，内接口(12)与容腔连接，所述阀座(2)内部开设有供流体通过的流体通道(42)，所述流体通道(42)连接外接口(11)和内接口(12)；

-所述阀芯(5)套设于阀座(2)内壁，阀芯(5)包括芯棒(51)和用于封闭流体通道(42)的堵头(52)，所述芯棒(51)朝向外接口(11)设有外接面，所述堵头(52)朝向内接口(12)设有内接面；阀芯(5)还设有使流体通道(42)处于常通状态的弹性复位件；

所述外接面面积大于内接面面积，当外接面承受外接口的流体压力大于内接面承受内接口流体压力与复位件的弹力之和时，阀芯(5)向下移动以使堵头(52)封闭流体通道(42)；

所述阀芯(5)与阀座(2)之间密封连接，阀座(2)与本体(1)之间密封连接。

2.根据权利要求1所述的防爆压力容器，其特征在于：所述限压装置还包括阀套(4)，所述阀套(4)套设于阀座(2)内部，阀套(4)呈双层同心管状；阀套(4)包括外套和内套；

-所述外套与阀座(2)内壁相固定；

-所述流体通道(42)位于外套与内套之间；

-所述内套内部为伸缩移动腔(41)，芯棒(51)与复位件均位于伸缩移动腔(41)内，内套两端与芯棒(51)的连接间隙内设有防止流体通过的密封件。

3.根据权利要求2所述的防爆压力容器，其特征在于：所述芯棒(51)中部具有限制阀芯(5)脱出伸缩移动腔(41)的第一限位环(421)和用于安装复位件的第二限位环(511)，阀套(4)具有第三限位环(512)，所述复位件为套设在阀芯(5)外的弹簧，所述复位件一端抵靠在第二限位环(511)上，另一端抵靠在第三限位环(512)上。

4.根据权利要求1所述的防爆压力容器，其特征在于：所述堵头(52)由弹性材料制成；所述堵头(52)具有用于密封内接口(12)的密封锥面(521)。

5.根据权利要求1所述的防爆压力容器，其特征在于：阀座(2)为分体式，包括可拆卸连接的第一阀座(22)和第二阀座(23)，所述第一阀座(22)和第二阀座(23)通过螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的防爆压力容器，其特征在于：所述阀座(2)与本体(1)分离设置，限压装置与本体(1)可拆卸连接，阀座(2)设有用于将限压装置固定于本体上的固定板(221)，所述本体(1)上设有固定柱，固定板(221)与固定柱通过紧固件连接。

7.根据权利要求6所述的防爆压力容器，其特征在于：固定板(221)位于第一阀座(22)上。

8.根据权利要求6所述的防爆压力容器，其特征在于：所述本体(1)还包括连接部(3)，连接部(3)呈斗状，内接口(12)位于连接部(3)底部，连接部(3)的锥面表面还设有多个竖直朝上设置的筋板(102)，所述筋板(102)沿连接部周向均匀排列，筋板(102)排列形成中部供限压装置固定的第三安装腔，连接部(3)的锥面上还设有用于同固定板(221)连接的固定柱(101)。

9.根据权利要求5所述的防爆压力容器，其特征在于：所述芯棒(51)与堵头(52)一体成型设置。

10.防爆压力容器，包括本体(1)，本体(1)内部具有容腔，本体(1)一端开设用于流体进入容腔的开口，其特征在于：所述防爆压力桶还包括当外压过大时限制流体进入容腔的限压装置，所述限压装置安装于开口处，限压装置包括阀座(2)和阀芯(5)；阀座(2)固定在本体(1)的开口处，阀座顶部设有用于流体进出容腔的管道(10)，阀座(2)顶部设有外接口(11)，外接口(11)连接管道(10)，阀座(2)底部设有内接口(12)，内接口(12)与容腔连接；所述阀芯(5)套设于阀座(2)内壁，所述阀芯(5)内部开设有供流体通过的流体通道(42)，所述流体通道(42)连接外接口(11)和内接口(12)，所述阀芯朝向外接口(11)设有外接面，所述阀芯朝向内接口(12)设有内接面；阀芯(5)上还设有使流体通道(42)处于常通状态的弹性复位件；内接口所在的阀座(2)上还设有封口单元，所述封口单元包括供流体通过的流通间隙(54)和阀芯下移时封闭阀芯底部流体通道(42)的封闭底板(53)；所述外接面面积大于内接面面积，当外接面承受外接口的流体压力大于内接面承受内接口流体压力与复位件的弹力之和时，阀芯(5)向下移动以使封闭底板(53)封闭阀芯底部的流体通道(42)；所述阀芯(5)与阀座(2)之间密封连接，阀座(2)与本体(1)之间密封连接。