TWI673448B - 高壓密封裝置 - Google Patents

Abstract

一種高壓密封裝置，包含一 容器體、一容器蓋、一浮動密封件、複數接合該容器體及該容器蓋的接合件，及一加壓器。該容器體包括一主壁部，及一連接於該主壁部頂緣的頂壁部，該頂壁部由頂面向下凹陷形成一容置槽，該頂壁部界定出至少一連通該容置槽的連通道。當要進行密封時，該加壓器對該至少一連通道輸入加壓流體，加壓流體在進入該容置槽後會推動該浮動密封件，使該浮動密封件緊抵該容器蓋，從而達到高密封性之功效，而在未輸入加壓流體時，該浮動密封件不緊抵該容器蓋，如此可避免開閉該容器蓋時因與該浮動密封件間的摩擦力過大而造成損傷。

Description

高壓密封裝置

本發明是有關於一種容器，特別是指一種高壓密封裝置。

一般在高溫高壓條件下形成密封環境的密封裝置，除了要能耐受高溫高壓以外，還要有良好的密封性以避免內部封存的物品洩漏，因此除了透過密合性高的容器外，還會在容器的本體及外蓋間設置密封圈或其他密封元件，以確保本體及外蓋間的接合處不會發生洩漏。

參閱圖1及圖2，一般的高壓密封裝置1包含一界定出一容置空間10的容器體11、一蓋設於該容器體11上的容器蓋12，及一套設於該容器蓋12上且緊抵該容器體11內壁的密封圈13。該密封圈13具彈性且環截面概呈U字形，並包括一環壁部131、一由該環壁部131內周緣向下延伸且貼抵該容器蓋12的內側壁部132，及一由該環壁部131外周緣向下延伸且緊抵該容器體11的外側壁部133。透過材質特性及U形結構所帶來的彈性，使該內側壁部132及該外側壁部133受到向內推抵的力道時，會因自身彈力而向外撐開，從而使該內側壁部132及該外側壁部133分別緊抵該容器蓋12及該容器體11，達到高密封性之功效。

然而，在開啟並取下該容器蓋12時，該密封圈13之外側壁部133仍然緊抵該容器體11，因此需要花費較大的力道才能將該容器蓋12取下，且該密封圈13在取下該容器蓋12的過程中，會持續與該容器體11相互摩擦，進而造成該密封圈13或該容器體11產生損傷。

因此，本發明之目的，即在提供一種可避免開閉時損傷的高壓密封裝置。

於是，本發明高壓密封裝置，包含一容器體、一可開啟地蓋設於該容器體上的容器蓋、一浮動密封件、複數可移除地接合該容器體及該容器蓋，以密合該容器體及該容器蓋的接合件，及一加壓器。該容器體包括一界定出一容裝空間的主壁部，及一連接於該主壁部頂緣的頂壁部，該頂壁部由頂面向下凹陷形成一連通該容裝空間且呈環狀的容置槽，該頂壁部界定出至少一連通該容置槽的連通道。

該容器蓋用以封閉該容裝空間且底面朝向該容置槽。該浮動密封件設置於該容置槽內。該加壓器連通該容器體之該至少一連通道，並用於輸出加壓流體通過該至少一連通道已進入該容置槽內，進而推動該浮動密封件，使該浮動密封件緊抵該容器蓋。

本發明之另一目的，即在提供另一種可避免開閉時損傷的高壓密封裝置。

於是，本發明高壓密封裝置，包含一界定出一容裝空間的容器體、一蓋設於該容器體上以封閉該容裝空間的容器蓋、一浮動密封件、一固定結構、複數可移除地夾制該容器體及該容器蓋，以密合該容器體及該容器蓋的接合件，及一加壓器。該容器蓋由底面向上凹陷形成一面向該容器體且呈環狀的設置槽，該容器蓋界定出至少一連通該設置槽的流通道。該浮動密封件設置於該設置槽內。

該固定結構固定於該容器蓋底面以將該浮動密封件限位於該設置槽內。該加壓器連通該容器蓋之該至少一流通道，並用於輸出加壓流體通過該至少一流通道以進入該設置槽內，進而推動該浮動密封件，使該浮動密封件緊抵該容器體。

本發明之功效在於：當要開閉該容高壓密封裝置時，該加壓器不對該至少一連通道(或流通道)輸出加壓流體，因此該浮動密封件不貼觸或僅些微貼觸該容器蓋(或容器體)，從而在開閉過程中不會對該容器蓋(或容器體)產生過大的摩擦力，可避免過度摩擦而對該容器蓋及該容器體造成損傷。當已關閉該高壓密封裝置並要進行密封時，該加壓器會對該至少一連通道(或流通道)輸入加壓流體，當加壓流體進入該容置槽(或設置槽)時，會推動該浮動密封件，使該浮動密封件向上(或向下)緊抵該容器蓋(或容器體)，從而達到高密封性之功效。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3及圖4，本發明高壓密封裝置之一第一實施例，包含一界定出一容裝空間20的容器體2、一可開啟地蓋設於該容器體2上以封閉該容裝空間20的容器蓋3、一設置於該容器體2上而位於該容器體2及該容器蓋3之間的浮動密封件4、複數可移除地接合該容器體2及該容器蓋3的接合件5，及一可受控制而輸出加壓流體的加壓器6。

該容器體2包括一界定出該容裝空間20的主壁部21，及一連接於該主壁部21的頂緣並向外延伸的頂壁部22。該頂壁部22由頂面221向下凹陷形成一連通該容裝空間20且呈環狀的容置槽222，並形成一由外周面沿徑向向內延伸，再向上延伸以連通該容置槽222的連通道223。該容器蓋3包括一蓋體部31，及一由該蓋體部31的底緣向外延伸且貼抵該頂壁部22的凸耳部32。

該浮動密封件4設置於該容置槽222內，並包括一設置於該容置槽222內且界定出一朝向該容器蓋3底面311的環溝40的密封圈41，及一設置於該環溝40內的防漏環42。在本第一實施例中，該密封圈41是以銅或不銹鋼等金屬製成，並具有一呈環狀的底壁部411、一由該底壁部411的外側向上延伸的外側壁部412，及一由該底壁部411的內側向上延伸的內側壁部413。該底壁部411、該外側壁部412，及該內側壁部413的環截面概呈U字形，且彼此相配合界定出該環溝40。在本第一實施例中，該防漏環42是以複合高分子材料製成，且沿自身的徑向方向位於該外側壁部412及該內側壁部413之間。

在本第一實施例中，該等接合件5可為夾鉗，且該容器體2及該容器蓋3的周緣處具有外斜面A，而該等接合件5具有與之相對應且傾斜約3至5度的內斜面B，當該容器體2及該容器蓋3貼合彼此時，該等接合件5夾制於容器體2及該容器蓋3的周緣處，從而確保該容器體2能與該容器蓋3密合，該等接合件5為用於固定一般壓力容器的常用規格，故有利於零件的替換，但若有任一接合件5位於該連通道223的外側時，該接合件5需開設一連通該連通道223的槽道51。該加壓器6是連通該容器體2之連通道223(或透過該接合件5的槽道51連通)，從而可將輸出的加壓流體通過該連通道223送入該容置槽222中，在本第一實施例中，該加壓器6是輸出高壓氣體，但不以此為限。

本第一實施例可用來做為生質油的反應器，其是將生物質(Biomass)等原料置入該高壓密封裝置，接著加熱加壓至高溫高壓以製得生質油，但並不以此為限。使用本第一實施例進行前述製程時，是先將生物質送入該容器體2的容裝空間20中，接著將該容器蓋3蓋設於該容器體2之頂壁部22上以封閉該容裝空間20，此時該浮動密封件4並未緊迫該容器蓋3，因此可避免該浮動密封件4與該容器蓋3過度摩擦，且彈力係數較小的設計，也可減少該容器體2與該容器蓋3之間迫緊力，使該等接合件5的內斜面B能對應該容器體2及該容器蓋3周緣處的斜面，從而降低夾設該等接合件5的難度。在透過該等接合件5密合該容器體2及該容器蓋3後，啟動該加壓器6以對該連通道223輸入加壓流體，透過該連通道223進入該容置槽222內的加壓流體，會將該浮動密封件4之密封圈41如圖4所示地向上推頂，使該密封圈41之該外側壁部412、該內側壁部413及該防漏環42的頂端緊抵該容器蓋3之底面311，並封閉該容器體2及該容器蓋3間的接縫處，達到提高密封性的效果，以確保該高壓密封裝置在被加熱加壓至高溫高壓的情況下不致發生洩漏。需要特別說明的是，透過該浮動密封件4之內側壁部413的頂端直接頂抵該容器蓋3，可達到封閉該環溝40之功效，以避免該容裝空間20內的生物質固形物殘留於該環溝40中。為了使輸入的加壓流體平均地頂抵該密封圈41，也可開設複數連通道223。

本第一實施例透過該加壓器6控制該浮動密封件4是否緊抵該容器蓋3，透過此一控制機制可不需為了有效緊迫該容器蓋3而將該浮動密封件4的彈性係數設計得過大，且能在需要進行密封的時候使該浮動密封件4有效迫緊該容器蓋3而達到足夠的密封效果，如此在開關該容器蓋3時，即可避免與該浮動密封件4間過度磨損，也可降低操作所需之力道，延長元件之使用壽命。

參閱圖5及圖6，為本發明高壓密封裝置之一第二實施例，該第二實施例大致上是與該第一實施例相同，不同之處在於：該密封圈41的環截面概呈H字形，該外側壁部412及該內側壁部413的兩端是分別朝上下延伸，從而界定出兩個彼此上下相間隔的環溝40，且該浮動密封件4包括兩個分別設置於該等環溝40內的防漏環42。

當該容器蓋3蓋設於該容器體2上時，該浮動密封件4還是會因自身的彈力而對該容器蓋3產生些許的頂抵力道，為了降低此一力道，本第二實施例透過以串聯形式設置的兩個防漏環42，達到降低彈力係數之功效(類似彈簧串聯降低彈力係數之原理)，如此可降低該等接合件5夾設時該浮動密封件4(未開啟該加壓器6時)的迫緊程度，從而降低該等接合件5的夾設難度。

參閱圖7及圖8，為本第二實施例的另一種態樣，其揭露了該密封圈41的兩個環槽40也可以如圖8所示的方式開設，當該密封圈41被進入該設置槽312內的加壓流體推動時，該密封圈40會向上緊抵該容器蓋3的底面，其中一防漏環42會被該密封圈40帶動而向上緊抵該容器蓋3的底面，另一個防漏環42會被加壓流體推動而緊抵該容器體2之頂壁部22及該密封圈41，以封閉該容器體2及該密封圈41間的縫隙，進而可避免加壓流體由該容器體2及該密封圈41間的縫隙洩漏。

參閱圖9及圖10，為本發明高壓密封裝置之一第三實施例，該第三實施例大致上是與該第一實施例相同，不同之處在於：該容器蓋3由底面311向上凹陷形成一面向該容器體2且呈環狀的設置槽312，且該容器蓋3由外周面向內延伸形成一連通該設置槽312的流通道313。該浮動密封件4是設置於該設置槽312內，且密封圈41之環溝40是向下而朝向該容器體2之頂壁部22。也就是說，不同於該第一實施例將該浮動密封件4設置於該容器體2的設計，該第三實施例則是將該密封圈41設置於該容器蓋3。該高壓密封裝置還包含一以鎖設方式固定於該容器蓋3底面311，以將該浮動密封件4限位於該設置槽312內的固定結構7。該固定結構7是以鐵氟龍或彈性體製成而具可撓或可壓縮性，當該等接合件5密合該容器體2及該容器蓋3後，該加壓器6透過該流通道313輸入加壓流體至該設置槽312中，使加壓流體向下推動該密封圈41，從而使該密封圈41及該防漏環42向下緊抵該容器體2之頂壁部22的頂面221。在前述的過程中，由於該固定結構7具可撓或可壓縮性，因此該固定結構7會被該密封圈41推動而略微形變(由於程度細微，於圖8之繪示尺度中無法呈現)，故該固定結構7可在該容器蓋3與該容器體2分離時，避免該浮動密封件4因自身重量而向下掉落，但在該浮動密封件4被推動時，不致對該浮動密封件4產生限位作用，使該浮動密封件4可確實地緊抵該容器體2頂面221。

參閱圖11，為本第三實施例的另一種態樣，其揭露了該密封圈41也可如圖11所示地界定出兩個分別朝向該容器體2及該容器蓋3的環槽40，該浮動密封件4包括兩個分別設置於該等環溝40內的防漏環42，且該等防漏環42的外型可不相同以配合不同形狀的環溝40。當該密封圈41被進入該設置槽312內的加壓流體推動時，該密封圈41會向下緊抵該容器體2之主壁部21的頂面，其中一防漏環42會被該密封圈41帶動而向下緊抵該主壁部21的頂面，另一個防漏環42會被加壓流體推動而緊抵該容器蓋3及該密封圈41，以封閉該容器蓋3及該密封圈41間的縫隙，進而可避免加壓流體由該容器蓋3及該密封圈41間的縫隙洩漏。

綜上所述，透過加壓流體控制該浮動密封件4緊抵該容器體2或該容器蓋3，得以在不需要密封的時間使該浮動密封件4不緊抵該容器體2或該容器蓋3，從而可避免開閉該容器蓋3時產生過大的摩擦力，故能降低磨耗並在密合時增加密封性，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧容器體

20‧‧‧容裝空間

21‧‧‧主壁部

22‧‧‧頂壁部

221‧‧‧頂面

222‧‧‧容置槽

223‧‧‧連通道

3‧‧‧容器蓋

31‧‧‧蓋體部

311‧‧‧底面

312‧‧‧設置槽

313‧‧‧流通道

32‧‧‧凸耳部

4‧‧‧浮動密封件

40‧‧‧環溝

41‧‧‧密封圈

411‧‧‧底壁部

412‧‧‧外側壁部

413‧‧‧內側壁部

42‧‧‧防漏環

5‧‧‧接合件

51‧‧‧槽道

6‧‧‧加壓器

7‧‧‧固定結構

A‧‧‧外斜面

B‧‧‧內斜面

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一側視剖面圖，說明一習知的高壓密封裝置； 圖2是一局部放大剖視圖，說明該高壓密封裝置的一密封圈； 圖3是一側視剖面圖，說明本發明高壓密封裝置之一第一實施例； 圖4是一局部放大動作圖，說明該第一實施例中的一密封圈的作動過程； 圖5是一側視剖面圖，說明本發明高壓密封裝置之一第二實施例； 圖6是一局部放大動作圖，說明該第二實施例中的一密封圈的作動過程； 圖7是一側視剖面圖，該第二實施例的另一種配置態樣； 圖8是一局部放大動作圖，說明圖7中的密封圈的作動過程； 圖9是一側視剖面圖，說明本發明高壓密封裝置之一第三實施例； 圖10是一局部放大動作圖，說明該第三實施例中的一密封圈的作動過程；及 圖11是一局部放大動作圖，說明該第三實施例的另一種配置態樣。

Claims (10)

1. 一種高壓密封裝置，包含：一容器體，包括一界定出一容裝空間的主壁部，及一連接於該主壁部頂緣的頂壁部，該頂壁部由頂面向下凹陷形成一連通該容裝空間且呈環狀的容置槽，該頂壁部界定出至少一連通該容置槽的連通道；一容器蓋，可開啟地蓋設於該容器體上以封閉該容裝空間，該容器蓋的底面朝向該容置槽；一浮動密封件，包括一界定出至少一環溝且設置於該容置槽內的密封圈，及至少一設置於該至少一環溝內的防漏環；複數接合件，可移除地接合該容器體及該容器蓋，以密合該容器體及該容器蓋；及一加壓器，連通該容器體之該至少一連通道，並用於輸出加壓流體通過該至少一連通道以進入該容置槽內，進而推動該浮動密封件，使該密封圈向上緊抵該容器蓋的底面。
2. 如請求項1所述的高壓密封裝置，其中，該容器體之頂壁部向外延伸，且該等接合件為夾制該頂壁部及該容器蓋的接合件。
3. 如請求項1所述的高壓密封裝置，其中，該浮動密封件包括一界定出一朝向該容器蓋底面的環溝密封圈，及一防漏環，當該密封圈被進入該容置槽內的加壓流體推動時，該防漏環會向上緊抵該容器蓋的底面。
4. 如請求項1所述的高壓密封裝置，其中，該浮動密封件包括一界定出二環溝的密封圈，及二分別設置於該等環溝內的防漏環，當該密封圈被進入該容置槽內的加壓流體推動時，其中一防漏環會被該密封圈帶動而向上緊抵該容器蓋的底面，另一個防漏環會被加壓流體推動而緊抵該容器體及該密封圈。
5. 如請求項4所述的高壓密封裝置，其中，該浮動密封件之密封圈具有一呈環狀的底壁部、一由該底壁部的外側朝上下兩端分別延伸的外側壁部，及一由該底壁部的內側朝上下兩端分別延伸的內側壁部，該底壁部、該外側壁部，及該內側壁部相配合界定出該二環溝，當該底壁部被該加壓器輸送的加壓流體向上推動時，該外側壁部及該內側壁部的頂端緊抵該容器蓋的底面。
6. 如請求項3或4所述的高壓密封裝置，其中，該密封圈是以金屬製成，每一個防漏環是以高分子複合材料製成。
7. 一種高壓密封裝置，包含：一容器體，界定出一容裝空間；一容器蓋，蓋設於該容器體上以封閉該容裝空間，該容器蓋由底面向上凹陷形成一面向該容器體且呈環狀的設置槽，該容器蓋界定出至少一連通該設置槽的流通道；一浮動密封件，包括一界定出至少一環溝並設置於該設置槽內的密封圈，及至少一設置於該至少一環溝內的防漏環；一固定結構，固定於該容器蓋底面以將該浮動密封件限位於該設置槽內；複數接合件，可移除地夾制該容器體及該容器蓋，以密合該容器體及該容器蓋；及一加壓器，連通該容器蓋之該至少一流通道，並用於輸出加壓流體通過該至少一流通道以進入該設置槽內，進而推動該浮動密封件，使該密封圈向下緊抵該容器體的頂面。
8. 如請求項7所述的高壓密封裝置，其中，該浮動密封件包括一界定出一朝向該容器體頂面的環溝的密封圈，及一設置於該環溝內的防漏環，當該密封圈被進入該設置槽內的加壓流體推動時，該密封圈及該防漏環會推動該固定結構，並向下緊抵該容器體的頂面。
9. 如請求項7所述的高壓密封裝置，其中，該浮動密封件包括一界定出二環溝的密封圈，及二分別設置於該等環溝內的防漏環，當該密封圈被進入該設置槽內的加壓流體推動時，其中一防漏環會被該密封圈帶動而向下緊抵該容器體的頂面，另一個防漏環會被加壓流體推動而緊抵該容器蓋及該密封圈。
10. 如請求項7至9中任一項所述的高壓密封裝置，其中，該固定結構是以鎖設方式固定於該容器蓋上，並以鐵氟龍或彈性體製成。