一种内压容器大开口的变截面自锁式防泄漏装置，包括法兰平盖，其底部延伸有变截面密封环，变截面密封环为轴对称短圆柱结构，变截面密封环的径向壁厚由根部向端部线性递减；变截面密封环的一端形成容器内压作用面，另一端形成外侧纵向密封面，位于变截面密封环根部的外侧纵向密封面上设置有外侧加强面，外侧纵向密封面靠近下端间隔开有第一凹槽和第二凹槽，外侧纵向密封面的底部设置有外侧倒角，并位于变截面密封环的底面处；开口法兰的内壁面形成有开口围壁，变截面密封环的外侧纵向密封面与开口围壁内表面抵接。密封环的径向厚度由根部向端部递减，能加大端部结构的径向变形量，容器内压越高，外侧纵向密封面贴合越紧，从而防止泄漏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内压容器大开口的防泄漏
，尤其是一种内压容器大开口的变截面自锁式防泄漏装置。
技术介绍
内压容器大开口端面的密封问题一直存在较多技术困难。现有技术中，通常采用的法兰密封方式为强制密封，即通过螺栓施加预紧力，使法兰面及密封圈在承受内压前预先产生压缩变形，预紧力在加压过程中逐渐减小，但密封面上还有压缩余量，从而保证容器内的介质不发生泄漏。此方式的最大缺点在于：密封效能会随着容器内压的增大而逐渐降低，高压下容易泄漏；且密封面的贴合度很关键，螺栓预紧程度不均匀会影响密封效果，因此压力较低时也需要预紧全部的螺栓，但即使安装全部螺栓也不能保证法兰边缘压缩量的周向均匀性，因而往往不能避免局部泄漏。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的内压容器大开口的变截面自锁式防泄漏装置，从而使其能利用容器内压和结构变形原理实现自紧密封，压力越高，防泄漏装置的纵向密封面与容器内壁贴合度越好，密封性也越好。本专利技术所采用的技术方案如下：一种内压容器大开口的变截面自锁式防泄漏装置，包括法兰平盖，所述法兰平盖的底部延伸有变截面密封环，所述变截面密封环为轴对称短圆柱结构，所述变截面密封环的径向壁厚由根部向端部线性递减；所述变截面密封环的一端形成容器内压作用面，另一端形成外侧纵向密封面，位于变截面密封环根部的外侧纵向密封面上设置有外侧加强面，所述外侧纵向密封面靠近下端间隔开有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽内安装第一密封圈，所述第二凹槽内安装第二密封圈，所述第一凹槽和第二凹槽上分别设置有凹槽顶部角隅倒角和凹槽底部角隅倒角，所述外侧纵向密封面的底部设置有外侧倒角，并位于变截面密封环的底面处；所述法兰平盖边缘开有第一螺栓孔，还包括与法兰平盖配合安装的开口法兰，所述开口法兰边缘开有第二螺栓孔，所述第一螺栓孔和第二螺栓孔内连接双头螺柱，并在双头螺柱的两端通过螺帽锁紧；所述开口法兰的内壁面形成有开口围壁，所述变截面密封环的外侧纵向密封面与开口围壁内表面抵接。作为上述技术方案的进一步改进：所述第一密封圈和第二密封圈均采用O型密封圈；所述外侧加强面为45°斜边，所述外侧加强面与外侧纵向密封面之间通过圆弧角过渡；所述凹槽顶部角隅倒角比凹槽底部角隅倒角小；所述第一密封圈、第二密封圈与法兰平盖和开口法兰的对接面之间留有纵向缓冲距离。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑、合理，制作与安装方便，通过在法兰平盖端部设置变截面密封环的设计，可以有效地保证法兰平盖与容器内壁之间的密封可靠性，保证使用过程中不会发生泄漏的现象。本专利技术所述的变截面密封环的径向壁厚由根部向端部线性递减，结构纵向刚度也随之减小，因而能加大端部变形量，使纵向密封面的径向膨胀变形大于容器内壁，随着内压增大，二者贴合程度更好，实现自紧式密封。本专利技术所述的第一密封圈和第二密封圈均采用O型密封圈，由于O型圈及自紧密封面与法兰对接面留有较多纵向距离，即使法兰面微微张开或边缘变形不均匀也不影响密封效果，因此安装螺栓时不需要施加很大预紧力，且螺栓的安装数量在低压工况可酌情减少，采取周向均匀间隔安装，省时省力，效率更高。本专利技术所述的法兰对接面不起密封作用，因而可降低法兰端面粗糙度的加工要求，并可取消法兰面开槽及密封圈或垫片，从而简化工艺并降低成本。本专利技术采用变截面设计能对结构根部应力集中区进行有效加强，尤其可以显著降低根部内侧的拉应力峰值，延长疲劳寿命，增强耐用性，线性变截面的直边形式还比较容易进行机加工。附图说明图1为本专利技术的局部结构示意图（全剖视图）。图2为本专利技术变截面密封环的结构示意图。图3为本专利技术法兰平盖的主视图。图4为本专利技术开口法兰的主视图。图5为本专利技术法兰平盖与开口法兰装配后的结构示意图。其中：1、法兰平盖；2、变截面密封环；3、第一密封圈；4、第二密封圈；5、第一螺栓孔；6、外侧加强面；7、第一凹槽；8、容器内压作用面；9、外侧纵向密封面；10、第二凹槽；11、凹槽顶部角隅倒角；12、外侧倒角；13、底面；14、凹槽底部角隅倒角；15、第二螺栓孔；16、开口法兰；17、开口围壁；18、双头螺柱；19、螺帽。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的内压容器大开口的变截面自锁式防泄漏装置，包括法兰平盖1，法兰平盖1的底部延伸有变截面密封环2，变截面密封环2为轴对称短圆柱结构，变截面密封环2的径向壁厚由根部向端部线性递减；变截面密封环2的一端形成容器内压作用面8，另一端形成外侧纵向密封面9，位于变截面密封环2根部的外侧纵向密封面9上设置有外侧加强面6，外侧纵向密封面9靠近下端间隔开有第一凹槽7和第二凹槽10，第一凹槽7内安装第一密封圈3，第二凹槽10内安装第二密封圈4，第一凹槽7和第二凹槽10上分别设置有凹槽顶部角隅倒角11和凹槽底部角隅倒角14，外侧纵向密封面9的底部设置有外侧倒角12，并位于变截面密封环2的底面13处；法兰平盖1边缘开有第一螺栓孔5，还包括与法兰平盖1配合安装的开口法兰16，开口法兰16边缘开有第二螺栓孔15，第一螺栓孔5和第二螺栓孔15内连接双头螺柱18，并在双头螺柱18的两端通过螺帽19锁紧；开口法兰16的内壁面形成有开口围壁17，变截面密封环2的外侧纵向密封面9与开口围壁17内表面抵接。第一密封圈3和第二密封圈4均采用O型密封圈。外侧加强面6为45°斜边，外侧加强面6与外侧纵向密封面9之间通过圆弧角过渡。凹槽顶部角隅倒角11比凹槽底部角隅倒角14小。第一密封圈3、第二密封圈4与法兰平盖1和开口法兰16的对接面之间留有纵向缓冲距离。本专利技术所述的容器内压作用面8直接承受容器内部的液压载荷。本专利技术所述的变截面密封环2与法兰平盖1是一体式结构，二者在根部直接相连实际使用过程中，如图1和图2所示，容器内部压力作用在开口围壁17、法兰平盖1下表面、变截面密封环2的容器内压作用面8和底面13上，内压使密封结构的外侧纵向密封面9与开口围壁17发生接触、挤压。轴对称结构的变截面密封环2的径向壁厚由根部向端部线性递减，结构刚度也随之减小，使外侧纵向密封面9的径向膨胀变形大于开口围壁17，二者贴合程度更好，从而防止泄漏。第一密封圈3和第二密封圈4布置在变截面密封环2下端径向变形量较大处，一方面有利于加强自紧密封的效果，另一方面，可使自紧密封面（外侧纵向密封面9）与法兰平盖1和开口法兰16之间的对接面保持一定纵向缓冲距离，此距离远大于法兰平盖1边缘受水压产生的微小纵向位移，即使法兰边缘变形不均匀或法兰面微微张开也不影响密封效果，因此安装锁紧件时不需要施加很大的预紧力，且双头螺柱18和螺帽19的安装数量在低压工况可酌情减少，采取周向均匀间隔安装，此外，还可降低法兰平盖1和开口法兰16端面粗糙度的加工要求，并取消法兰面开槽及密封圈或垫片。本专利技术所述的变截面密封环2的容器内压作用面8能对根部应力集中区域本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内压容器大开口的变截面自锁式防泄漏装置，其特征在于：包括法兰平盖（1），所述法兰平盖（1）的底部延伸有变截面密封环（2），所述变截面密封环（2）为轴对称短圆柱结构，所述变截面密封环（2）的径向壁厚由根部向端部线性递减；所述变截面密封环（2）的一端形成容器内压作用面（8），另一端形成外侧纵向密封面（9），位于变截面密封环（2）根部的外侧纵向密封面（9）上设置有外侧加强面（6），所述外侧纵向密封面（9）靠近下端间隔开有第一凹槽（7）和第二凹槽（10），所述第一凹槽（7）内安装第一密封圈（3），所述第二凹槽（10）内安装第二密封圈（4），所述第一凹槽（7）和第二凹槽（10）上分别设置有凹槽顶部角隅倒角（11）和凹槽底部角隅倒角（14），所述外侧纵向密封面（9）的底部设置有外侧倒角（12），并位于变截面密封环（2）的底面（13）处；所述法兰平盖（1）边缘开有第一螺栓孔（5），还包括与法兰平盖（1）配合安装的开口法兰（16），所述开口法兰（16）边缘开有第二螺栓孔（15），所述第一螺栓孔（5）和第二螺栓孔（15）内连接双头螺柱（18），并在双头螺柱（18）的两端通过螺帽（19）锁紧；所述开口法兰（16）的内壁面形成有开口围壁（17），所述变截面密封环（2）的外侧纵向密封面（9）与开口围壁（17）内表面抵接。...
【技术特征摘要】
1.一种内压容器大开口的变截面自锁式防泄漏装置，其特征在于：包括法兰平盖（1），所述法兰平盖（1）的底部延伸有变截面密封环（2），所述变截面密封环（2）为轴对称短圆柱结构，所述变截面密封环（2）的径向壁厚由根部向端部线性递减；所述变截面密封环（2）的一端形成容器内压作用面（8），另一端形成外侧纵向密封面（9），位于变截面密封环（2）根部的外侧纵向密封面（9）上设置有外侧加强面（6），所述外侧纵向密封面（9）靠近下端间隔开有第一凹槽（7）和第二凹槽（10），所述第一凹槽（7）内安装第一密封圈（3），所述第二凹槽（10）内安装第二密封圈（4），所述第一凹槽（7）和第二凹槽（10）上分别设置有凹槽顶部角隅倒角（11）和凹槽底部角隅倒角（14），所述外侧纵向密封面（9）的底部设置有外侧倒角（12），并位于变截面密封环（2）的底面（13）处；所述法兰平盖（1）边缘开有第一螺栓孔（5），还包括与法兰平盖（1）配合安装的开口法兰（16），所述开口法兰（16）边缘开有第二螺栓孔（15），...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱昌贤，黄进浩，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七○二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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