CN2880237Y - 一种高压釜底部密封结构 - Google Patents

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时光月
范志霞
刘岩
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Abstract

本实用新型涉及一种高压釜底部密封结构,包括釜体和装配在釜体底部内孔中的堵底塞、堵底密封环、堵底压环和堵底螺,在堵底螺前部径向向内设置环形凸缘,所述堵底塞的尾部设有穿过该环形凸缘内孔的螺纹柱,在螺纹柱上旋装有端部抵靠在环形凸缘上的堵底拉帽。该结构在装配后预紧时,先将堵底螺旋紧到工作位置,然后通过旋紧堵底拉帽拉紧堵底塞实现预密封,这种预紧方式决定了在给高压釜打压时,釜内的工作压力与密封预紧力方向一致,使打压过程中的密封效果逐渐提高,保证了高压釜密封的可靠性;采用本密封结构可以取消釜体底部与堵底塞装配的圆周台阶,因而能消除由该台阶产生的局部应力集中,减小釜体底部的应力腐蚀开裂倾向。

Description

一种高压釜底部密封结构
技术领域
本实用新型涉及高压釜技术领域,尤其涉及一种人造水晶高压釜的底部密封结构。
背景技术
人造水晶高压釜是利用水热温差法培育人工石英晶体的超高压容器,其釜体结构有通孔和盲孔两种,釜体内长期处在高温、高压下工作,并直接同碱性介质接触,极易在其内壁产生应力腐蚀,导致高压釜失效。特别是通孔釜体的底部密封部位,受力环境复杂,是通孔高压釜容易首先出现的失效部位。
目前,通孔结构高压釜的底部通常采用下压式自紧密封结构,见图1,该结构在釜体1底部的内壁上设有圆周台阶6,与釜体内壁呈间隙配合的堵底塞5的一端靠装在此台阶上,堵底塞5的另一端有一个圆柱形台阶,在该圆柱形台阶的周面与釜体内壁之间形成的环形间隙内,依次安装有起密封作用的堵底密封环4和堵底压环3,在釜体内壁的尾部旋装有堵底螺2,堵底螺2上相对密封塞5的一端设有靠压堵底压环3的环状凸起。此底部密封结构的密封预紧力是通过直接预紧堵底螺2而产生的,该预紧力由堵底螺通过堵底压环3和堵底密封环4压向堵底塞5,再通过堵底塞5作用在釜体底部的圆周台阶6上。当高压釜工作时,因釜体内的工作压力与密封预紧力方向相反,而且又远超过预紧力,迫使堵底塞5下移而减弱加压过程中的密封效果,容易产生泄漏事故;另外,由于底部圆周台阶部位存在局部应力集中,使在用高压釜极易发生应力腐蚀开裂,相对地降底了釜体底部的有效强度;同时,堵底塞5与釜体之间的配合间隙内还易产生晶芽,圆周台阶的存在也不利于清洗。
高压釜的应力腐蚀开裂与其内壁结构有着非常密切的关系,而对于盲孔高压釜,为避免其内壁存在局部应力集中,在加工时就要防止刀痕形成尖角,同时底部过渡区域要圆滑过渡,这给盲孔高压釜的机加工艺带来了一定的难度;另外,盲孔高压釜的热处理工艺较通孔高压釜复杂,处理过程难以控制,成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种密封性能更可靠的高压釜底部密封结构。
为实现上述目的,本实用新型的技术方案在于采用了一种高压釜底部密封结构,包括釜体和装配在釜体底部内孔中的堵底塞、堵底密封环、堵底压环和堵底螺,在堵底螺前部径向向内设置环形凸缘,所述堵底塞的尾部设有穿过该环形凸缘内孔的螺纹柱,在螺纹柱上旋装有端部抵靠在环形凸缘上的堵底拉帽;
釜体底部与堵底塞配合的部位和釜体工作腔表面是连续表面;
所述釜体为半盲孔结构,釜体堵底孔直径小于工作腔直径,工作腔底部呈圆角过渡;
所述堵底塞与釜体内孔呈过渡配合;
堵底拉帽的尾部设有用于卡装旋紧工具的内方孔;
所述内方孔是内六方孔。
本实用新型在装配后进行预紧时,先将堵底螺旋紧到工作位置,然后通过旋紧堵底拉帽拉紧堵底塞实现预密封,这种预紧方式决定了在给高压釜打压时,釜内的工作压力与密封预紧力方向一致,使打压过程中的密封效果逐渐提高,打压后再次紧固堵底拉帽,保证了高压釜工作过程中的密封可靠性,防止并减少泄漏事故的发生;另外,本实用新型中堵底塞与釜体之间采用过渡配合代替原有的间隙配合,减小了配合间隙,有效地阻止了堵底塞与釜体之间晶芽的形成,同时堵底塞与釜体之间的同轴配合性能更佳,密封环变形均匀,使初密封合格率基本达到100%,消除了二次拆卸装配的现象,提高了生产效率。
相对于现有技术,本实用新型取消了釜体底部与堵底塞装配的圆周台阶,使釜体底部与堵底塞配合的部位和釜体工作腔表面形成了连续表面,因而消除了由该台阶的存在而产生的局部应力集中和台阶处难以清洗的现象,减小了釜体底部的应力腐蚀开裂倾向,同时保证了釜体底部结构的强度。
本实用新型中,半盲孔的釜体底部密封结构缩小了通孔釜体底部密封部件的受压面积,相对于同工作孔径的通孔釜体来说,减小了密封塞所承受的工作压力,增加了密封的安全性。另外,从盲孔高压釜的有限元分析结果得知,当盲孔结构的底部过渡圆角半径大于等于1/6工作腔直径时,过渡部分的σmax变化趋于平稳,即过渡圆角的局部集中应力基本消失,釜体底部越趋近中心应力越小,因此半盲孔结构的应力分散效果基本达到了盲孔高压釜的受力效果,从这一点来说,采用本实用新型所提供的半盲孔釜体底部密封结构的高压釜能够替代盲孔高压釜,既避开了盲孔高压釜机加及热处理工艺复杂、成本高的技术难题,又保证了具有等效于盲孔高压釜的强度,特别是在大孔径高压釜的设计制造中,能够得到良好的推广应用。
附图说明
图1为现有技术中下压式自紧密封结构示意图;
图2为本实用新型的结构示意图;
图3为本实用新型中半盲孔釜体底部密封结构示意图。
具体实施方式
本实用新型是在常规高压釜底部下压式自紧密封结构的基础上进行的改进,改进后的底部密封结构如图2、图3所示。
图2示出的高压釜底部密封结构,包括釜体1和装配在釜体底部内孔中的堵底塞5、堵底密封环4、堵底压环3和堵底螺2,堵底螺2相对密封塞5的一端设有环状凸起靠压在堵底压环3上,在堵底螺2的前部径向向内还设置有环形凸缘7,堵底塞5尾部增设的螺纹柱8穿过环形凸缘7的内孔,堵底拉帽9旋装在螺纹柱8上,其端部抵靠着环形凸缘7,其尾部设有用于卡装旋紧工具的内六方孔。该密封结构装配后进行预紧时,先将堵底螺旋紧到工作位置,然后旋紧堵底拉帽使堵底塞后移压紧密封环实现预密封,由此可知,其密封预紧力是向后的,与工作压力方向相同,在打压过程中密封力逐渐加强,密封性能好。堵底塞5与釜体1内孔呈过渡配合,且釜体底部内表面与堵底塞配合的部位和釜体工作腔表面是连续表面(图中圆圈所示部位),取消了现有技术中釜体底部与堵底塞装配的圆周台阶,消除了该处的局部应力集中,减小了应力腐蚀开裂倾向。
图3示出的高压釜底部密封结构,其密封方式与图2相同,所不同的是:图3的釜体1为半盲孔结构,釜体堵底孔直径D1小于等于工作腔直径D2的三分之二,且釜体工作腔底部呈圆角过渡。

Claims (8)

1.一种高压釜底部密封结构,包括釜体和装配在釜体底部内孔中的堵底塞、堵底密封环、堵底压环和堵底螺,其特征在于:在堵底螺前部径向向内设置环形凸缘,所述堵底塞的尾部设有穿过该环形凸缘内孔的螺纹柱,螺纹柱上旋装有端部抵靠在环形凸缘上的堵底拉帽。
2.根据权利要求1所述的高压釜底部密封结构,其特征在于:釜体底部与堵底塞配合的部位和釜体工作腔表面是连续表面。
3.根据权利要求1所述的高压釜底部密封结构,其特征在于:所述釜体为半盲孔结构,釜体堵底孔直径小于工作腔直径,工作腔底部呈圆角过渡。
4.根据权利要求1或2或3所述的高压釜底部密封结构,其特征在于:所述堵底塞与釜体内孔呈过渡配合。
5.根据权利要求1或2或3所述的高压釜底部密封结构,其特征在于:堵底拉帽的尾部设有用于卡装旋紧工具的内方孔。
6.根据权利要求5所述的高压釜底部密封结构,其特征在于:所述内方孔是内六方孔。
7.根据权利要求4所述的高压釜底部密封结构,其特征在于:堵底拉帽的尾部设有用于卡装旋紧工具的内方孔。
8.根据权利要求7所述的高压釜底部密封结构,其特征在于:所述内方孔是内六方孔。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103257217A (zh) * 2013-04-11 2013-08-21 王思波 一种超高压气体吸附解吸附分析仪专用样品釜
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