CN216361133U - 非圆形截面的压力容器及压力设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种非圆形截面的压力容器及压力设备。该压力容器包括壳体和盖板。所述壳体的端部形成有开口，所述壳体包括环绕所述开口且向所述壳体的外围凸出的法兰部，所述法兰部包括沿所述壳体的周向依次连接的多个法兰段，所述多个法兰段包括沿第一方向相对的第一法兰段和第二法兰段以及沿垂直于第一方向的第二方向相对的第三法兰段和第四法兰段，所述第一法兰段与所述第二法兰段在第一方向上的最小距离小于所述第三法兰段与所述第四法兰段在第二方向上的最小距离。盖板包括限位凸缘，所述限位凸缘至少包覆于所述第一法兰段的外围，在所述第一方向上限制所述第一法兰段产生凸向所述限位凸缘的变形位移，如此可以提高压力容器的密封性和安全性。

Description

非圆形截面的压力容器及压力设备

技术领域

本申请涉及压力容器的密封连接技术领域，具体而言，涉及一种非圆形截面的压力容器及压力设备。

背景技术

非圆形(例如矩形、椭圆形或长圆形)截面的压力容器在承受内压时长边会产生较大的弯曲应力，这使得上下长边分别向反方向变形产生趋圆性。当压力容器的法兰与法兰盖板密封连接时，如果法兰和法兰盖板二者的变形位移不协调，会使得螺栓倾斜翘曲，使法兰密封失效的风险增大，而且螺栓在受到拉伸力的基础上又叠加了剪应力(容器法兰连接的螺栓不允许受剪切力)，特别是长边的中心区域应力叠加最大，个别螺栓存在屈服失效的危险，从而造成法兰密封副的使用环境趋向恶劣，存在潜在的失效与危险。为防止此类失效与风险而需要投入更多的材料增加产品的刚性，造成产品的投料成本增加。

实用新型内容

本申请提供一种非圆形截面的压力容器及压力设备，可以提高压力容器的密封性和安全性。

一种非圆形截面的压力容器，包括：

壳体，横截面为非圆形截面，所述壳体的端部形成有开口，所述壳体包括环绕所述开口且向所述壳体的外围凸出的法兰部，所述法兰部包括沿所述壳体的周向依次连接的多个法兰段，所述多个法兰段包括沿第一方向相对的第一法兰段和第二法兰段以及沿垂直于第一方向的第二方向相对的第三法兰段和第四法兰段，所述第一法兰段与所述第二法兰段在第一方向上的最小距离小于所述第三法兰段与所述第四法兰段在第二方向上的最小距离；及

盖板，密封所述壳体的所述开口，包括平行且贴合于所述法兰部的盖板边缘和从所述盖板边缘凸向所述法兰部的限位凸缘，所述法兰部与所述盖板边缘密封连接，连接力的方向垂直于所述盖板边缘与所述法兰部相贴合的贴合面，所述限位凸缘至少包覆于所述第一法兰段的外围，在所述第一方向上限制所述第一法兰段产生凸向所述限位凸缘的变形位移。

可选的，所述限位凸缘还包覆于所述第二法兰段的外围，在所述第一方向上限制所述第二法兰段产生凸向所述限位凸缘的变形位移。

可选的，所述限位凸缘包括分段设置的第一限位凸缘和第二限位凸缘，所述第一限位凸缘包覆于所述第一法兰段的外围，所述第二限位凸缘包覆于所述第二法兰段的外围。

可选的，所述限位凸缘凸出所述盖板边缘的尺寸为所述第一法兰段在此方向上尺寸的1/8～1/3。

可选的，所述法兰部设有围绕所述开口排列的多个法兰孔，所述盖板边缘设有多个盖板孔，所述多个法兰孔与所述多个盖板孔一一对应且同轴，所述法兰孔与所述盖板孔的轴向与所述限位凸缘的凸出方向一致，所述法兰孔与所述盖板孔供紧固件穿过，连接所述壳体与所述盖板。

可选的，所述压力容器还包括密封垫，所述密封垫环绕所述开口，所述法兰部包括与所述盖板边缘密封接合的法兰密封面，所述盖板边缘包括与所述法兰部密封接合的盖板密封面，所述密封垫夹持于所述法兰密封面与所述盖板密封面之间，所述法兰孔与所述盖板孔环绕设置在所述密封垫的外围。

可选的，所述盖板还包括从中间区域凸向所述开口内的凸出部分，所述凸出部分的外轮廓面的形状与所述开口的内轮廓面的形状相同，两者间隙配合。

可选的，所述壳体的横截面设置为椭圆形截面、矩形截面、长圆形截面中的其中之一。

可选的，所述壳体的两端均形成有所述开口和所述法兰部，所述壳体两端的所述开口处均密封连接所述盖板。

一种压力设备，包括上述任一项所述的压力容器。

本申请提供的技术方案至少可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种非圆形截面的压力容器及压力设备，其中，盖板上设置限位凸缘，该限位凸缘至少设置在第一法兰段的外围，并在第一方向上与第一法兰段抵靠，由此可以减小甚至避免第一法兰段在压力作用下发生的弯曲变形，从而减小对盖板与壳体的连接结构的破坏，提高压力容器的密封性和安全性，以及降低压力容器的制造成本，提高经济性。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的压力容器的示意图；

图2是图1中示出的壳体的示意图；

图3是图1示出的盖板的示意图；

图4是盖板与壳体连接状态下的部分结构剖视图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1，图1所示为本申请一示例性实施例示出的压力容器100的示意图。

本申请提供一种压力容器100，该压力容器100为非圆形截面的压力容器，包括壳体10和密封安装于壳体10的端部的盖板20。其中，非圆形截面的压力容器100指的是壳体10的横截面为非圆形截面，这里所说的横截面指的是垂直于壳体10的长度方向的截面。

请参考图2和图3，图2为图1中示出的壳体10的示意图。图3为图1中示出的盖板20的示意图。

壳体10为中空结构，壳体10的中空处形成压力容器100的空腔。壳体10的端部形成有开口101，盖板20组装于壳体10的端部，在开口101处与所述壳体10密封连接，使空腔形成可承载压力的密闭腔。本实施例中，壳体10的两端均设有开口101，开口101处均密封连接有盖板20。

如图2所示，所述壳体10包括环绕所述开口101且向所述壳体10的外围凸出的法兰部102，法兰部102的形状与开口101的形状相同。所述法兰部102包括沿所述壳体10的周向延伸且依次连接的多个法兰段，相连接的多个法兰段整周设置于开口101的外围。所述多个法兰段包括沿第一方向(图中X方向)相对的第一法兰段1021和第二法兰段1022以及沿垂直于第一方向的第二方向(图中Y方向)相对的第三法兰段1023和第四法兰段1024，其中，所述第一法兰段1021与所述第二法兰段1022在第一方向上的最小距离小于所述第三法兰段1023与所述第四法兰段1024在第二方向上的最小距离。这里所说的“最小距离”指的是第一法兰段1021与第二法兰段1022之间的距离不均匀时的最小距离，以及第三法兰段1023与第四法兰段1024之间的距离不均匀时的最小距离。

本申请对壳体10的非圆形横截面的具体形状不作限定。例如，可以采用椭圆形截面、矩形截面或长圆形截面的壳体10，上述截面的壳体10相对来说更加便于加工和制造。当然，还可以采用例如梯形截面、多边扁型截面等其它非圆形截面的壳体10。本实施例中，壳体10的横截面为长圆形截面，法兰部102为长圆形结构。具体而言，第一法兰段1021与第二法兰段1022为相互平行的条形结构，第三法兰段1023与第四法兰段1024为朝向远离彼此的一侧凸出的弧形结构。此实施例中，第一法兰段1021与第二法兰段1022在第一方向上的距离处处相等，此时第一法兰段1021与第二法兰段1022在第一方向上的最小距离即为第一法兰段1021与第二法兰段1022之间的距离L1，而第三法兰段1023与第四法兰段1024在第二方向上的距离不是处处相等的，此时第三法兰段1023与第四法兰段1024在第二方向上的最小距离为：第三法兰段1023与第一法兰段1021相接位置与第四法兰段1024与第一法兰段1021相接位置之间的距离L2，或者，第三法兰段1023与第二法兰段1022相接位置与第四法兰段1024与第二法兰段1022相接位置之间的距离L3。

请结合图3和图4，图4所示为盖板20与壳体10连接状态下的部分结构的剖视图。

如图3和图4所示，盖板20密封所述壳体10的开口101，包括平行且贴合于所述法兰部102的盖板边缘201和从所述盖板边缘201凸向所述法兰部102的限位凸缘202，所述法兰部102与所述盖板边缘201密封连接，法兰部102与盖板边缘201的连接力的方向垂直于所述盖板边缘201与所述法兰部102相贴合的贴合面203，所述限位凸缘202至少包覆于所述第一法兰段1021的外围，以在所述第一方向上限制所述第一法兰段1021产生凸向所述限位凸缘202的变形位移。

当压力容器100内的压力P作用于壳体10的内壁时，法兰部102在压力P的作用下容易产生趋圆性的变形，进而使得第一法兰段1021和第二法兰段1022产生朝远离彼此的变形位移，这一变形会造成连接盖板20与壳体10的连接结构被破坏，进而造成压力容器100密封失效。基于此，本申请提出，在盖板20上设置限位凸缘202，使限位凸缘202至少设置在第一法兰段1021的外围，并在第一方向上与第一法兰段1021抵靠，由此可以减小甚至避免第一法兰段1021发生的弯曲变形，从而减小对盖板20与壳体10的部分连接结构的破坏，提高压力容器100的密封性和安全性，以及降低压力容器100的成本，提高经济性。

在一个实施例中，如图3所示，所述限位凸缘202还包覆于所述第二法兰段1022的外围，由此在所述第一方向上限制所述第二法兰段1022产生凸向所述限位凸缘202的变形位移。也就是说，限位凸缘202可以沿盖板边缘201的外轮廓延伸至第二法兰段1022，使得第一法兰段1021和第二法兰段1022共同被限位凸缘202包覆在内，从而可以减小甚至避免第一法兰段1021和第二法兰段1022在压力P的作用下发生的弯曲变形，进一步提高压力容器100的密封性和安全性。

在图3所示的实施例中，所述限位凸缘202分段设置，包括彼此隔开的第一限位凸缘2021和第二限位凸缘2022，所述第一限位凸缘2021对应第一法兰段1021，且包覆于所述第一法兰段1021的外围，所述第二限位凸缘2022对应第二法兰段1022，且包覆于所述第二法兰段1022的外围。本实施例中，限位凸缘202采用分段式结构，不连续延伸，由此可以简化盖板20的结构，降低盖板20的加工难度。在一个具体的实施例中，第一限位凸缘2021与第一法兰段1021在第二方向上的长度相等，第二限位凸缘2022与第二法兰段1022在第二方向上的长度相等，但不仅限于此。在其他一些实施例中，可以仅在第一法兰段1021的中间位置处设置第一限位凸缘2021，和/或，在第二法兰段1022的中间位置处设置第二限位凸缘2022。

在一个实施例中，所述限位凸缘202凸出所述盖板边缘201的尺寸S为所述第一法兰段1021在此方向上的尺寸的1/8～1/3。也就是说，限位凸缘202凸出所述盖板边缘201的尺寸无需很大，这可以增加限位凸缘202的刚度，从而增加限位凸缘202与第一法兰段1021抵靠时抵抗变形的能力，能够承受来自第一法兰段1021的较大作用力。

结合图1至图4，法兰部102与盖板边缘201的具体连接方式不限。在一个实施例中，所述法兰部102包括围绕开口101排列的多个法兰孔1025，所述盖板边缘201设有多个盖板孔2010，所述多个法兰孔1025与所述多个盖板孔2010一一对应且同轴，法兰孔1025与盖板孔2010的轴向与所述限位凸缘202的凸出方向一致，所述法兰孔1025与所述盖板孔2010供紧固件30穿过，连接所述壳体10与所述盖板20。紧固件30可以是螺栓或销钉。该连接方式简单，设置方便，且连接可靠性高。法兰孔1025的数量可以根据法兰部102的周长选择设置，盖板孔2010的数量与法兰孔1025的数量相匹配。如此设置，紧固件30在连接状态下承受拉伸力，且在限位凸缘202对第一法兰段1021和第二法兰段1022的限位作用下，可以避免紧固件30承受剪切力，避免剪应力叠加。

请参考图3和图4，在一个实施例中，所述盖板20还包括从中间区域凸向所述开口101内的凸出部分204，凸出部分204的外轮廓形状与开口101的内轮廓形状相同，且所述凸出部分204与所述开口101间隙配合。如此，凸出部分204可以作为定位凸台，方便盖板20安装于壳体10时将盖板孔2010对准法兰孔1025，提高安装便捷性。

请参考图4，所述压力容器100还包括密封垫40，所述密封垫40环绕所述开口101。具体的，法兰部102包括与盖板边缘201密封接合的法兰密封面1026，盖板边缘201包括与所述盖板边缘201密封接合的盖板密封面2011，法兰密封面1026与盖板密封面2011贴合，法兰密封面1026与盖板密封面2011相贴合的面与贴合面203共面，密封垫40夹持于法兰密封面1026与盖板密封面2011之间，所述法兰孔1025与所述盖板孔2010环绕设置于所述密封垫40的外围。如此设置，通过密封垫40可以使封闭在壳体10内的气体或液体与紧固件30隔离开，由此可以避免紧固件30被有腐蚀性的气体或液体的侵蚀作用下而破坏。密封垫40包括但不限于O形垫。

为了确保密封垫40位置的稳定性，可以在法兰密封面1026上设置凹槽，使密封垫40组装在凹槽内，防止密封垫40发生移位等现象。当然，也可以在盖板密封面2011上设置凹槽。

请再次参考图1，所述压力容器100还包括设置于所述壳体10的管接头50，所述管接头50用于与外界管路连接，以向所述壳体10内输送带有压力的气体或液体。管接头50包括但不限于采用法兰结构的管接头。

壳体10的两端均形成有开口101和法兰部102，且该压力容器100设置两个盖板20，一一对应的密封连接在开口101处，分别与法兰部102实现密封连接。

本申请还提供一种包括上述压力容器100的压力设备。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种非圆形截面的压力容器，其特征在于，包括：

壳体，横截面为非圆形截面，所述壳体的端部形成有开口，所述壳体包括环绕所述开口且向所述壳体的外围凸出的法兰部，所述法兰部包括沿所述壳体的周向依次连接的多个法兰段，所述多个法兰段包括沿第一方向相对的第一法兰段和第二法兰段以及沿垂直于第一方向的第二方向相对的第三法兰段和第四法兰段，所述第一法兰段与所述第二法兰段在第一方向上的最小距离小于所述第三法兰段与所述第四法兰段在第二方向上的最小距离；及盖板，密封所述壳体的所述开口，包括平行且贴合于所述法兰部的盖板边缘和从所述盖板边缘凸向所述法兰部的限位凸缘，所述法兰部与所述盖板边缘密封连接，连接力的方向垂直于所述盖板边缘与所述法兰部相贴合的贴合面，所述限位凸缘至少包覆于所述第一法兰段的外围，在所述第一方向上限制所述第一法兰段产生凸向所述限位凸缘的变形位移。

2.根据权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述限位凸缘还包覆于所述第二法兰段的外围，在所述第一方向上限制所述第二法兰段产生凸向所述限位凸缘的变形位移。

3.根据权利要求2所述的压力容器，其特征在于，所述限位凸缘包括分段设置的第一限位凸缘和第二限位凸缘，所述第一限位凸缘包覆于所述第一法兰段的外围，所述第二限位凸缘包覆于所述第二法兰段的外围。

4.根据权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述限位凸缘凸出所述盖板边缘的尺寸为所述第一法兰段在此方向上尺寸的1/8～1/3。

5.根据权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述法兰部设有围绕所述开口排列的多个法兰孔，所述盖板边缘设有多个盖板孔，所述多个法兰孔与所述多个盖板孔一一对应且同轴，所述法兰孔与所述盖板孔的轴向与所述限位凸缘的凸出方向一致，所述法兰孔与所述盖板孔供紧固件穿过，连接所述壳体与所述盖板。

6.根据权利要求5所述的压力容器，其特征在于，所述压力容器还包括密封垫，所述密封垫环绕所述开口，所述法兰部包括与所述盖板密封接合的法兰密封面，所述盖板边缘包括与所述法兰部密封接合的盖板密封面，所述密封垫夹持于所述法兰密封面与所述盖板密封面之间，所述法兰孔与所述盖板孔环绕设置在所述密封垫的外围。

7.根据权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述盖板还包括从中间区域凸向所述开口内的凸出部分，所述凸出部分的外轮廓面的形状与所述开口的内轮廓面的形状相同，两者间隙配合。

8.根据权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述壳体的横截面设置为椭圆形截面、矩形截面、长圆形截面中的其中之一。

9.根据权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述壳体的两端均形成有所述开口和所述法兰部，所述壳体两端的所述开口处均密封连接所述盖板。

10.一种压力设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的压力容器。

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