HK1237392B - 用於多室压力容器的贯穿连接件 - Google Patents

Description

用于多室压力容器的贯穿连接件

技术领域

本申请涉及一种新型连接件，其用于提供多室压力容器的进水管和内室之间的气密和液密连接。

背景技术

这种多室罐(通常包含两个室，所述两个室由至少部分柔性的非金属隔膜分开)在储水领域中非常常见，用于保持例如饮用井水，所述多室罐。主要用于保持水液体的这种多室容器通常包括金属(例如，钢或者铝)的外容器和非金属的内持水容器。在这两种容积之间保持液密和气密分离一直较为困难。这种困难以及长期问题涉及利用持久的气密和液密密封件将金属进水管连接到非金属内容器壁，所述持久的气密和液密密封件还形成针对外金属壁的严密密封件。

发明内容

本发明与现有技术的不同之处在于提供了将罐的水液体室与空气气体室分离开的内壁(部分由柔性隔膜形成)之间的永久固定连接，这提供了完全牢固的水密和气密连接，以避免气体泄漏到隔膜室内的液体(例如，饮用水)中的任何潜在可能性、或者避免液体进入到气体室中而且与金属罐的壁间接接触的潜在破坏的可能性。

根据本发明，提供了一种隔膜罐，所述隔膜罐包括：外刚性壳体，所述外刚性壳体通常由钢或者其它坚固的一般为金属的材料制成，但是有时由刚性且增强的聚合物、复合材料制成；内罐，所述内罐与外罐壁因如下的壁而分开，以便使包含液体的室与位于两个室之间的柔性隔膜外部的气体压力室分离开，其中，所述壁由柔性隔膜的组合形成，所述柔性隔膜可密封地连接到下方更刚硬的壁；和刚性衬里，所述刚性衬里与柔性隔膜密封连接并且与隔膜组合，以将水液体室与空气气体室分离开。“衬里”还能够由第二隔膜替代，其中，水液体室固定在两个隔膜之间，所述两个隔膜中的一个能够是完全柔性的而第二个隔膜是部分柔性的或者基本为刚性的；在下壁和进液口连接件之间的永久密封的位置处，下壁变得基本为刚性。本发明的连接件优选地固定到内容积的下壁，即，固定到更具刚性的壁或者分离开内和外罐容积的柔性隔膜。

进一步限定本发明，进液口包括凸连接密封压盖，所述凸连接密封压盖永久固定到内液体室的壁上或者与内液体室的壁形成为一体，所述内液体室的壁优选地为更刚硬的下壁。内液体室的壁优选地为刚性或者部分柔性的隔膜，其与压力容器内的刚性气体室的外壁分离开，以便提供内室的壁和进液口之间的气密和液密附接。通过使得凸密封压盖和内室基本成一体消除了先前实施液密贯穿壁连接件所需的其它元件或者组件，从而避免和防止了在组装期间时常发生的制造错误。

本发明提供用于内室壁和称作“凸密封压盖”的贯穿壁连接件的基本完全的一体化，以便在压力气体室和内液体室之间的两个方向上提供所需的空气和液流密封，同时消除先前在工业中使用的复杂机构。凸密封压盖的通过下内壁延伸到液体内室中的部分优选地是流动管的连续部，所述流动管具有拥有足够直径的圆形横截面，以将预期的液体流量运送到内室中。在管的周围但是在流动管的上部外端部下方，实心的上凸缘向外延伸。实心的上凸缘与管形成一体，并且其材料优选地与管部分的材料相同。上凸缘的外周还优选地是圆形并且具有这样的直径，所述直径优选地至少为通过下内壁延伸到内室中的管部分的外径的至少大约两倍。

凸密封压盖的管部分向下延伸通过气体填充的外中间室，并且优选地足够长以延伸通过罐的外刚性壁的底部表面并延伸到所述底部表面下方。下凸缘在上凸缘的竖直下方、在沿着管的设计成搁置在罐的外刚性壁的内表面上的位置处、从凸密封压盖的管部分径向向外延伸。凸密封压盖的在外刚性壁容器下方延伸的部分包含圆周形密封构件，以保持凸密封压盖和进入管之间的气密和液密密封，所述进入管用于使得液体流入到内室中。根据本发明，凸密封压盖的通向内室的液体入口部分连接到下隔膜或者衬里，并且由此形成以便辅助保持隔膜和外刚性壁之间的外室和内隔膜/衬里壁内的内室之间的分离。

凸密封压盖的在罐的外刚性壁下方延伸的部分延伸到外部进液管中并且可密封固定到所述外部进液管，所述外部进液管优选地为在外罐的刚性底壁下方延伸的弯头。外部进液管的竖直延伸的上部分的内表面与凸密封压盖的下部分形成密封配合。在外部进入管的上端部的外周周围向外延伸的是突缘和短唇缘，所述短唇缘从突缘向上延伸并且延伸贯穿罐的刚性外壁，优选地以便接触凸密封压盖的下凸缘的下表面。以这种方式保持外部进入管和凸密封压盖之间的连接，以便延续系统的完整性并且将压力室与任何液体污染物隔离开。

在操作中，该系统提供用于随着用液体填充液体室而改变该压力气体室内的压力、向上以及向外推动柔性隔膜，从而减小密封的中间室的容积并且不受作用在罐的外刚性壁上的外部压力的影响而必然升高密封的中间气体室内部的气体压力。利用进入到水液体室中的水液体的体积变化，水液体室和空气气体室中的压力同时变化。通常，内室旨在保持液体，通常为水液体，而外室保持可压缩气体，所述可压缩气体能够是空气或者如果需要可以是诸如氮气、氦气或者其它惰性气体的惰性材料，所述惰性材料在任何可能环境条件下的任何预期压力条件下均优选地保持为气态。

进一步限定本发明，进水口包括凸连接密封压盖，所述凸连接密封压盖永久固定到下内部室壁或者形成为所述下内部室壁的一部分。下内部室壁能够是位于外钢壁的内表面或内壳体上的衬里，所述衬里的柔性小于上隔膜的柔性且与刚性室壁分离开，所述衬里在任意情况下均可密封地连接到凸连接密封压盖，以便保持内室壁和进水口之间的气密和液密附接。大体成一体的凸密封压盖和内室用于消除先前实施液密贯穿壁连接件所需的其它元件或者组件，从而避免和防止在组装期间时常发生的制造错误。

凸密封压盖连接到外部水液体入口，以这种方式来确保液体保持在凸密封压盖和入口内、离开进入到罐的内室而不离开进入到罐的压力室中。能够在外部水液体入口的从压力罐延伸出来的部分和进水管之间使用常规水管密封元件。另外，还在外部水液体入口和压力室外罐壁之间设置了密封元件，以便防止空气气体或者水液体通过通道进入到压力室中，并且从而改变罐的压力室内的压力。

附图说明

在参照结合以下附图考虑的下文详细描述之后，将更加清晰地理解本发明：

图1是具有部分延伸的内隔膜的双室压力罐的剖切正视图和位于内液体室和进液口之间的入口连接件的部分放大视图；

图2是图1的罐的下部分的放大等轴测视图，其更详细地示出了连接联接件和接合部的流体-气体隔离元件；

图3是本发明的双室压力罐的分解正视图；

图4是图1的内罐的下部分的放大等轴测视图；

图5是本发明的凸密封压盖的一个实施例的放大正视图；

图6是沿着线A-A获得的图5的凸密封压盖的横截面视图；

图7是图5的凸密封压盖的顶部等轴测视图；

图8是图1的外罐的入口弯头的侧部等轴测视图；

图9是本发明的双室压力罐的剖切正视图；和

图10是凸密封压盖15的放大的横截面视图，所述凸密封压盖15紧紧位于罐的外刚性壁、下衬里的壁和密封连接件周围。

具体实施方式

本发明的组件提供了压力容器的外部和内室之间的流体连通，同时保持了压力容器的整体性并且将压力容器的压力气体室与内液体保持室隔离开。将压力气体室与内室隔离开提供了压力变化，而同时又不会受到压力罐外部的大气压力的影响。

罐12的外壁优选地是由三个段形成的钢壳体，所述三个段为由钢或者其它刚性的优选为金属的材料形成的顶盖28、中央缸体26和下杯状件18。在罐12的外壁内支撑有内液体室，所述内液体室由至少一个柔性隔膜14和一个下衬里16限定；下衬里可以是柔性的或者刚性的，或者能够是至少部分地固定到罐的外刚性壁的内表面的衬里。下衬里16继而连接到本发明的凸密封压盖15。其它刚性材料(其能够用于形成罐的外刚性壁)包括其它金属(尤其是铝或者铝合金)和某些聚合物(诸如聚碳酸酯或者复合结构)。

下衬里16和柔性隔膜14限定了内室，用于保持通过入口弯头20和凸密封压盖15进入的液体。随着液体填充内容积，中间气体容积(隔膜和罐的外刚性壁之间)中的压力随着柔性隔膜14被通过填充水而向上和向外推动而增大，从而减小了内室和罐的外刚性壁之间的中间空间的容积。内容积的壁的两个部分(柔性隔膜14和下衬里16)由夹环24保持在一起，这提供了永久结合，而同时又不存在气体泄漏到内容积或者液体向外泄漏到中间气体空间中的可能性。柔性隔膜14和下衬里16能够由聚合物(诸如，聚丙烯或者聚乙烯)形成、或者在柔性隔膜的情况中由弹性体化合物(诸如，丁基橡胶或者三元乙丙橡胶(EPDM)或者丁苯橡胶(SBR)或者氯丁橡胶或者胶乳橡胶)形成。

整体由附图标记15表示的凸密封压盖优选地是刚性的并且能够由例如增强的聚丙烯或者聚乙烯或者任何适当共聚物形成、或者聚碳酸酯或者其它聚合物(优选地为交联的热固聚合物)形成。例如通过将凸密封压盖的上凸缘115熔合到下衬里16的底部的外表面来形成凸密封压盖和下衬里/隔膜之间的连接。能够通过焊接，即，熔融热塑性共聚物材料来实现熔合，从而将两个元件永久地焊接在一起，或者通过使用与形成上凸缘115和下衬里16的材料相容的中间材料来实现这样熔合。

凸密封压盖15由大体刚性的聚合物质形成，所述大体刚性的聚合物质诸如为增强的聚碳酸酯、聚丙烯或者聚乙烯或者其适当共聚物、或者热固聚合物。通过将凸密封压盖的上凸缘115熔合到下衬里16的外表面来形成凸密封压盖15和下衬里16的壁的下表面之间的连接。能够例如通过焊接或者通过使用中间材料来获得上凸缘115和下衬里16的外表面之间的连接，所述中间材料根据形成上凸缘和下衬里的材料的相对可焊接性将永久熔合到两种材料上。

如附图所示，凸密封压盖在其由上凸缘115包围的上端部处具有由叶片元件116、121、126形成的格栅。这些格栅元件在由短管部分146包围的上凸缘115上方延伸一较短距离，并且用于从金属入口弯头20向上引导任何流或者将任何流向下引导到金属入口弯头20。

入口弯头20可密封地连接到下延伸部215，所述下延伸部215从罐的外壁向下竖直延伸。金属入口弯头20通过滑动配合与凸密封压盖的下延伸部连结，通过在凸密封压盖的下延伸部215中的圆周凹槽137中使用O形环136来密封所述滑动配合。入口弯头20的远端140能够由任何适当的管道连接手段连接到入口管路和出口管路。此类连接手段包括钎焊、螺纹连接件或者其它适当手段，这不形成本发明的一部分。

入口弯头20的上突缘143沿着圆周焊接到罐12的金属外壁的外表面。为了进一步完成金属弯头到罐的金属外壁的密封，在入口弯头的上端部142的外周、罐的外刚性壁和凸密封压盖的下凸缘118之间设置有其它的O形环。以这种方式，在两种不同的材料之间(即，在形成入口弯头的金属和罐的外壁之间以及在形成凸密封压盖15的聚合物和罐的外壁之间)形成密封，以便确保当水进入内室中并且因向上和向外推动柔性隔膜14而使内室的容积膨胀、并且因此而使内罐和外罐之间的中间容积中的压力升高时，不存在从气体容积到液体或者外罐的外部的泄漏以及因此导致的压力损失。

实际上，注意的是，系统是机械连接的方式，随着水填充内室，作用在下衬里16的下壁上的力增大，从而将下衬里的壁压抵在凸密封压盖的上凸缘115上，并且从而增强了密封。类似地，凸密封压盖在其下凸缘118周围类似地被压抵在外壳壁2的内部。以这种方式，随着水填充罐以及隔膜和罐的外壁之间的中间室中的压力增大，作用在密封压盖和两个容积的壁上的机械应力增大，从而增大了表面之间的结合压力，并且因此减小了两个容积之间发生任何泄漏的可能性。

Claims (8)

1.一种膨胀罐，所述膨胀罐包括：

刚性外壳体和布置在所述外壳体内的囊状件，其中，所述囊状件包括具有外周边缘的柔性第一隔膜和具有外周边缘的第二隔膜，其中，所述柔性第一隔膜的外周边缘和第二隔膜的外周边缘密封到彼此以形成圆周形接缝，并且其中，由所述囊状件限定的内室与在所述囊状件和所述膨胀罐的外壳体之间的中间室流体地隔离开；和

凸密封压盖，所述凸密封压盖延伸通过在所述第二隔膜的底部中的孔，以抵达并且通过所述膨胀罐的所述刚性外壳体的下壁，

其中，所述凸密封压盖包括：上凸缘，所述上凸缘与所述第二隔膜的下表面永久密封连接，以便形成对气体和液体两者来说均完全流体密封的严密密封；和下延伸部，所述下延伸部在所述第二隔膜下方延伸以便延伸通过所述膨胀罐的外刚性壁以与进液管密封连接，从而允许液体流入到所述内室中，所述内室将与所述膨胀罐的中间室完全密封隔开，以允许随着水填充所述内室而将所述柔性第一隔膜向上以及向外推动到所述中间室中来加压所述中间室中的气体。

2.根据权利要求1所述的膨胀罐，其中，通过将所述凸密封压盖的上凸缘和所述第二隔膜的下表面这两者焊接在一起来使所述凸密封压盖的上凸缘和所述第二隔膜的下表面永久密封连接，并且所述凸密封压盖的上凸缘和所述第二隔膜的下表面这两者由相容的热塑性材料形成。

3.根据权利要求1所述的膨胀罐，还包括在所述凸密封压盖的上凸缘和所述第二隔膜的下表面之间的由互相相容的材料形成的中间层，以便通过将所述互相相容的材料焊接到所述凸密封压盖的上凸缘和所述第二隔膜的下表面这两者来使所述凸密封压盖的上凸缘与所述第二隔膜的下表面永久密封连接。

4.根据权利要求1所述的膨胀罐，还包括在所述凸密封压盖的上凸缘和所述第二隔膜的下表面之间的由互相相容的材料形成的中间层，以便通过粘合连接所述凸密封压盖的上凸缘和所述第二隔膜的下表面这两者来使所述凸密封压盖的上凸缘与所述第二隔膜的下表面永久密封连接。

5.根据权利要求1所述的膨胀罐，其中，所述进液管通过中间的圆周形密封构件与所述凸密封压盖密封相连，以便在所述进液管和所述凸密封压盖之间形成严密密封。

6.根据权利要求1所述的膨胀罐，其中，所述进液管通过焊接而与所述膨胀罐的外刚性壁密封连接，所述进液管和所述膨胀罐的外刚性壁两者由相容的金属形成。

7.根据权利要求1所述的膨胀罐，其中，所述第二隔膜由刚性的聚合物材料形成。

8.根据权利要求1所述的膨胀罐，其中，所述柔性第一隔膜由选自柔性热塑材料和弹性体聚合物的材料形成。