一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的制作方法

1.本发明属于压力容器技术领域，具体是指一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器。


背景技术：

2.压力容器是锅炉等大型厂常用的储存容易，一般用来储存高压气体，由于强度要求，压力容器大多为一体成型或者分段焊接，总之除了上盖外，没有其余可拆卸的地方，因此所有进入压力容器颈部进行密封的零件，直径都必须小于压力容器颈部，想要通过小于压力容器颈部的零件对压力容器颈部进行密封，就必须使零件膨胀。
3.目前可用于此类工况的膨胀方式大概有两种：a：类似膨胀螺栓，通过铁皮的开叉形成对外界的顶撑；b：通过液囊或气囊进行整体膨胀，从而将空隙填满。
4.上述两种现有方案，气囊或液囊由于强度不足、易泄漏，无法应用于此工况，而a方案最大的问题就是开叉顶撑时，支撑部位不是连续的，而是存在间隙的，对于压力容器来讲，有间隙的部位由于没有刚性零件在内部支撑，因此有极大的泄露风险。


技术实现要素：

5.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种基于全角度膨胀顶撑的具有防泄漏结构的锅炉压力容器；具有足够强度的支撑材料，虽然可以小幅度形变，但是都难以被压扁，更无法保证直径增大时，表面还是连续的，考虑到金属片的缝隙宽度主要与直径的变化量有关，因此本发明基于补偿原理，创造性地提出了环形开叉式膨胀密封压紧机构和悬吊式顶盖机构，通过两者的相互配合，在顶撑预紧的过程中，还能将伸缩式填充块无动力推出，并且使得推出的伸缩式填充块和金属片一起组成一个完整的圆，解决了金属零件膨胀后无法保持连续性的技术难题。
6.本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器，包括环形开叉式膨胀密封压紧机构、悬吊式顶盖机构、自适应伸缩式裂缝填充机构和一体式压力容器组件，所述环形开叉式膨胀密封压紧机构升降设于悬吊式顶盖机构上，悬吊式顶盖机构通过外部的吊装机器进行吊装，待完全密封固定之后，便可以撤去吊装设备，通过环形开叉式膨胀密封压紧机构解决了能够重复利用的金属密封装置无法进行全角度膨胀的问题；所述悬吊式顶盖机构设于一体式压力容器组件中，通过环形开叉式膨胀密封压紧机构和悬吊式顶盖机构的相对运动，能够通过环形开叉式膨胀密封压紧机构的膨胀将弹性密封圈挤压在一体式压力容器组件的内壁上，并且固定在压力容器内凹口中，所述自适应伸缩式裂缝填充机构卡合滑动设于悬吊式顶盖机构中，通过自适应伸缩式裂缝填充机构的伸出，能够填补金属片之间的缝隙，起到全角度膨胀的技术效果。
7.进一步地，所述环形开叉式膨胀密封压紧机构包括膨胀顶撑组件和升降导向组件，所述膨胀顶撑组件设于升降导向组件上，所述升降导向组件升降设于悬吊式顶盖机构上。
8.作为优选地，所述膨胀顶撑组件包括感压自预紧圆盘和开叉式柔性圆环，所述开叉式柔性圆环上设有圆环闭合部，所述开叉式柔性圆环通过圆环闭合部固接于感压自预紧圆盘上，所述开叉式柔性圆环在圆环闭合部的上方环形均布设有金属片，金属片的厚度和材料决定了金属片可以被小幅度折弯，但很难被折叠，因此当压力容器内部压力升高时，压力不足以破坏金属片的形态，所述金属片的上沿设有斜坡圆头钻进部，所述金属片在自由状态下闭合，所述金属片在膨胀时相互分离，相邻、倾斜的金属片之间设有尖锥裂缝部，通过斜坡圆头钻进部能够为金属片进行导向，并且降低钻进的阻力，避免对弹性密封圈的破坏；相邻、垂直的金属片之间设有平直裂缝部，尖锥裂缝部和填充块刃部相吻合，平直裂缝部和填充块平直部相吻合，通过伸出额伸缩式填充块能够填满金属片之间的间隙，从而实现全角度顶撑膨胀。
9.所述升降导向组件包括锥形圆台、中心螺杆和导向滑杆，所述锥形圆台设于感压自预紧圆盘上，所述锥形圆台和感压自预紧圆盘呈同轴布置，所述锥形圆台的侧面设有倾斜的圆台锥面，所述中心螺杆固接于锥形圆台的中心位置，所述导向滑杆环形均布设于锥形圆台上，所述导向滑杆卡合滑动设于悬吊式顶盖机构中，通过圆台锥面对伸缩式填充块的限位，能够使锥形圆台在上升的同时推动伸缩式填充块伸出，在达到指定位置时，伸缩式填充块的外表面刚好填满尖锥裂缝部和平直裂缝部，和金属片的侧面组成一个完整的圆环，实现对弹性密封圈的顶撑和挤压。
10.进一步地，所述悬吊式顶盖机构包括限位基座、吊装组件和预紧驱动组件，所述限位基座卡合设于一体式压力容器组件中，所述吊装组件设于限位基座上，所述预紧驱动组件设于吊装组件上。
11.作为优选地，所述限位基座的底部设有限位座环形凸台，所述限位座环形凸台的外表面设有限位座导向锥面，限位座导向锥面对金属片具有导向作用，通过限位座导向锥面的导向，金属片能够朝向外侧变形膨胀，当失去限位座导向锥面的限位时，金属片还会恢复原来的形状，所述限位座环形凸台上环形均布设有贯通的限位座导向裂缝，所述限位基座的中心位置设有限位座中心孔，所述限位基座上还环形均布设有限位座导向孔，所述导向滑杆卡合滑动设于限位座导向孔中。
12.作为本发明的进一步优选，所述吊装组件包括吊装圆盘和吊装锁扣，所述吊装圆盘设于限位基座上，所述吊装锁扣环形均布设于吊装圆盘上，所述吊装圆盘和吊装锁扣固接，外部吊装设备能够通过吊装锁扣对悬吊式顶盖机构进行吊装。
13.作为本发明的进一步优选，所述预紧驱动组件包括预紧螺母、预紧从动锥齿轮、预紧电机和预紧主动锥齿轮，所述预紧螺母转动设于限位座中心孔中，所述预紧螺母和中心螺杆螺纹连接，所述预紧从动锥齿轮卡合设于预紧螺母上，所述预紧电机设于吊装圆盘上，所述预紧主动锥齿轮卡合设于预紧电机的输出轴上，所述预紧主动锥齿轮和预紧从动锥齿轮啮合连接，通过预紧电机能够在压力容器本体的内部还没有装填介质并增压的时候，先对环形开叉式膨胀密封压紧机构进行预紧，使其先保证一定的密封性。
14.进一步地，所述自适应伸缩式裂缝填充机构包括伸缩式填充块、宽幅弹性带和弹性带固定座，所述伸缩式填充块卡合滑动设于限位座导向裂缝中，所述伸缩式填充块上设有填充块平直部，所述填充块平直部位于平直裂缝部中，所述伸缩式填充块上还设有填充块刃部，所述填充块刃部位于尖锥裂缝部中，所述弹性带固定座固接于限位基座的底部，所
述预紧螺母转动设于弹性带固定座中，所述宽幅弹性带设于伸缩式填充块和弹性带固定座之间。
15.进一步地，所述一体式压力容器组件包括压力容器本体和弹性密封圈，所述压力容器本体上设有压力容器颈部，所述压力容器颈部的内壁上设有压力容器内凹口，通过压力容器内凹口的限位，当压力容器本体的内部压力在一定范围内升高时，不仅感压自预紧圆盘无法被推出，并且弹性密封圈所受的挤压力增加、密封性也会随之提高；所述弹性密封圈卡合设于压力容器颈部中，所述弹性密封圈上设有密封圈挡边，所述密封圈挡边置于压力容器颈部上。
16.所述开叉式柔性圆环为弹性金属材质，所述密封圈挡边为柔性材质。
17.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：（1）悬吊式顶盖机构通过外部的吊装机器进行吊装，待完全密封固定之后，便可以撤去吊装设备，通过环形开叉式膨胀密封压紧机构解决了能够重复利用的金属密封装置无法进行全角度膨胀的问题；（2）通过环形开叉式膨胀密封压紧机构和悬吊式顶盖机构的相对运动，能够通过环形开叉式膨胀密封压紧机构的膨胀将弹性密封圈挤压在一体式压力容器组件的内壁上，并且固定在压力容器内凹口中；（3）通过自适应伸缩式裂缝填充机构的伸出，能够填补金属片之间的缝隙，起到全角度膨胀的技术效果；（4）金属片的厚度和材料决定了金属片可以被小幅度折弯，但很难被折叠，因此当压力容器内部压力升高时，压力不足以破坏金属片的形态；（5）通过斜坡圆头钻进部能够为金属片进行导向，并且降低钻进的阻力，避免对弹性密封圈的破坏；（6）尖锥裂缝部和填充块刃部相吻合，平直裂缝部和填充块平直部相吻合，通过伸出额伸缩式填充块能够填满金属片之间的间隙，从而实现全角度顶撑膨胀；（7）通过圆台锥面对伸缩式填充块的限位，能够使锥形圆台在上升的同时推动伸缩式填充块伸出，在达到指定位置时，伸缩式填充块的外表面刚好填满尖锥裂缝部和平直裂缝部，和金属片的侧面组成一个完整的圆环，实现对弹性密封圈的顶撑和挤压；（8）限位座导向锥面对金属片具有导向作用，通过限位座导向锥面的导向，金属片能够朝向外侧变形膨胀，当失去限位座导向锥面的限位时，金属片还会恢复原来的形状；（9）通过预紧电机能够在压力容器本体的内部还没有装填介质并增压的时候，先对环形开叉式膨胀密封压紧机构进行预紧，使其先保证一定的密封性；（10）通过压力容器内凹口的限位，当压力容器本体的内部压力在一定范围内升高时，不仅感压自预紧圆盘无法被推出，并且弹性密封圈所受的挤压力增加、密封性也会随之提高。
附图说明
18.图1为本发明提出的一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的立体图；图2为本发明提出的一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的主视图；图3为本发明提出的一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的俯视图；
图4为图2中沿着剖切线a-a的剖视图；图5为图4中沿着剖切线b-b的剖视图；图6为本发明提出的一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的环形开叉式膨胀密封压紧机构的结构示意图；图7为本发明提出的一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的悬吊式顶盖机构的结构示意图；图8为本发明提出的一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的自适应伸缩式裂缝填充机构的结构示意图；图9为本发明提出的一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器的一体式压力容器组件的结构示意图；图10为图4中ⅰ处的局部放大图；图11为图4中ⅱ处的局部放大图；图12为图5中ⅲ处的局部放大图。
19.其中，1、环形开叉式膨胀密封压紧机构，2、悬吊式顶盖机构，3、自适应伸缩式裂缝填充机构，4、一体式压力容器组件，5、膨胀顶撑组件，6、升降导向组件，7、感压自预紧圆盘，8、开叉式柔性圆环，9、锥形圆台，10、中心螺杆，11、导向滑杆，12、圆环闭合部，13、金属片，14、斜坡圆头钻进部，15、尖锥裂缝部，16、平直裂缝部，17、圆台锥面，18、限位基座，19、吊装组件，20、预紧驱动组件，21、限位座环形凸台，22、限位座导向锥面，23、限位座导向裂缝，24、限位座中心孔，25、限位座导向孔，26、吊装圆盘，27、吊装锁扣，28、预紧螺母，29、预紧从动锥齿轮，30、预紧电机，31、预紧主动锥齿轮，32、伸缩式填充块，33、宽幅弹性带，34、弹性带固定座，35、填充块平直部，36、填充块刃部，37、压力容器本体，38、弹性密封圈，39、压力容器颈部，40、压力容器内凹口，41、密封圈挡边。
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.如图1~图12所示，本发明提出了一种具有防泄漏结构的锅炉压力容器，包括环形开叉式膨胀密封压紧机构1、悬吊式顶盖机构2、自适应伸缩式裂缝填充机构3和一体式压力容器组件4，环形开叉式膨胀密封压紧机构1升降设于悬吊式顶盖机构2上，悬吊式顶盖机构2通过外部的吊装机器进行吊装，待完全密封固定之后，便可以撤去吊装设备，通过环形开叉式膨胀密封压紧机构1解决了能够重复利用的金属密封装置无法进行全角度膨胀的问
题；悬吊式顶盖机构2设于一体式压力容器组件4中，通过环形开叉式膨胀密封压紧机构1和悬吊式顶盖机构2的相对运动，能够通过环形开叉式膨胀密封压紧机构1的膨胀将弹性密封圈38挤压在一体式压力容器组件4的内壁上，并且固定在压力容器内凹口40中，自适应伸缩式裂缝填充机构3卡合滑动设于悬吊式顶盖机构2中，通过自适应伸缩式裂缝填充机构3的伸出，能够填补金属片13之间的缝隙，起到全角度膨胀的技术效果。
24.一体式压力容器组件4包括压力容器本体37和弹性密封圈38，压力容器本体37上设有压力容器颈部39，压力容器颈部39的内壁上设有压力容器内凹口40，通过压力容器内凹口40的限位，当压力容器本体37的内部压力在一定范围内升高时，不仅感压自预紧圆盘7无法被推出，并且弹性密封圈38所受的挤压力增加、密封性也会随之提高；弹性密封圈38卡合设于压力容器颈部39中，弹性密封圈38上设有密封圈挡边41，密封圈挡边41置于压力容器颈部39上。
25.悬吊式顶盖机构2包括限位基座18、吊装组件19和预紧驱动组件20，限位基座18卡合设于一体式压力容器组件4中，吊装组件19设于限位基座18上，预紧驱动组件20设于吊装组件19上。
26.限位基座18的底部设有限位座环形凸台21，限位座环形凸台21的外表面设有限位座导向锥面22，限位座导向锥面22对金属片13具有导向作用，通过限位座导向锥面22的导向，金属片13能够朝向外侧变形膨胀，当失去限位座导向锥面22的限位时，金属片13还会恢复原来的形状，限位座环形凸台21上环形均布设有贯通的限位座导向裂缝23，限位基座18的中心位置设有限位座中心孔24，限位基座18上还环形均布设有限位座导向孔25，导向滑杆11卡合滑动设于限位座导向孔25中。
27.吊装组件19包括吊装圆盘26和吊装锁扣27，吊装圆盘26设于限位基座18上，吊装锁扣27环形均布设于吊装圆盘26上，吊装圆盘26和吊装锁扣27固接，外部吊装设备能够通过吊装锁扣27对悬吊式顶盖机构2进行吊装。
28.预紧驱动组件20包括预紧螺母28、预紧从动锥齿轮29、预紧电机30和预紧主动锥齿轮31，预紧螺母28转动设于限位座中心孔24中，预紧螺母28和中心螺杆10螺纹连接，预紧从动锥齿轮29卡合设于预紧螺母28上，预紧电机30设于吊装圆盘26上，预紧主动锥齿轮31卡合设于预紧电机30的输出轴上，预紧主动锥齿轮31和预紧从动锥齿轮29啮合连接，通过预紧电机30能够在压力容器本体37的内部还没有装填介质并增压的时候，先对环形开叉式膨胀密封压紧机构1进行预紧，使其先保证一定的密封性。
29.环形开叉式膨胀密封压紧机构1包括膨胀顶撑组件5和升降导向组件6，膨胀顶撑组件5设于升降导向组件6上，升降导向组件6升降设于悬吊式顶盖机构2上。
30.膨胀顶撑组件5包括感压自预紧圆盘7和开叉式柔性圆环8，开叉式柔性圆环8上设有圆环闭合部12，开叉式柔性圆环8通过圆环闭合部12固接于感压自预紧圆盘7上，开叉式柔性圆环8在圆环闭合部12的上方环形均布设有金属片13，金属片13的厚度和材料决定了金属片13可以被小幅度折弯，但很难被折叠，因此当压力容器内部压力升高时，压力不足以破坏金属片13的形态，金属片13的上沿设有斜坡圆头钻进部14，金属片13在自由状态下闭合，金属片13在膨胀时相互分离，相邻、倾斜的金属片13之间设有尖锥裂缝部15，通过斜坡圆头钻进部14能够为金属片13进行导向，并且降低钻进的阻力，避免对弹性密封圈38的破坏；相邻、垂直的金属片13之间设有平直裂缝部16，尖锥裂缝部15和填充块刃部36相吻合，
平直裂缝部16和填充块平直部35相吻合，通过伸出额伸缩式填充块32能够填满金属片13之间的间隙，从而实现全角度顶撑膨胀。
31.升降导向组件6包括锥形圆台9、中心螺杆10和导向滑杆11，锥形圆台9设于感压自预紧圆盘7上，锥形圆台9和感压自预紧圆盘7呈同轴布置，锥形圆台9的侧面设有倾斜的圆台锥面17，中心螺杆10固接于锥形圆台9的中心位置，导向滑杆11环形均布设于锥形圆台9上，导向滑杆11卡合滑动设于悬吊式顶盖机构2中，通过圆台锥面17对伸缩式填充块32的限位，能够使锥形圆台9在上升的同时推动伸缩式填充块32伸出，在达到指定位置时，伸缩式填充块32的外表面刚好填满尖锥裂缝部15和平直裂缝部16，和金属片13的侧面组成一个完整的圆环，实现对弹性密封圈38的顶撑和挤压。
32.自适应伸缩式裂缝填充机构3包括伸缩式填充块32、宽幅弹性带33和弹性带固定座34，伸缩式填充块32卡合滑动设于限位座导向裂缝23中，伸缩式填充块32对限位座导向裂缝23有密封作用，伸缩式填充块32上设有填充块平直部35，填充块平直部35位于平直裂缝部16中，伸缩式填充块32上还设有填充块刃部36，填充块刃部36位于尖锥裂缝部15中，弹性带固定座34固接于限位基座18的底部，预紧螺母28转动设于弹性带固定座34中，宽幅弹性带33设于伸缩式填充块32和弹性带固定座34之间。
33.开叉式柔性圆环8为弹性金属材质，密封圈挡边41为柔性材质，虽然弹性密封圈38为柔性材质，可以发生形变，但是其强度也无法允许其通过小于自身直径的孔洞。
34.具体使用时，首先用户需要将弹性密封圈38放置在预紧电机30中，并且通过密封圈挡边41的限位放置弹性密封圈38整个掉入压力容器本体37中；然后需要使用外部吊装设备通过吊装锁扣27将悬吊式顶盖机构2和环形开叉式膨胀密封压紧机构1吊至弹性密封圈38中；随后启动预紧电机30，通过预紧主动锥齿轮31和预紧从动锥齿轮29之间的啮合传动，带着预紧螺母28旋转，从而使环形开叉式膨胀密封压紧机构1在导向滑杆11的导向下相对于限位基座18上升，此时压力容器颈部39、弹性密封圈38和限位基座18之间均留有一定间隙；金属片13上升的时候会接触到限位座环形凸台21，在限位座环形凸台21的导向作用下，金属片13向外折弯膨胀、推动弹性密封圈38膨胀并紧贴在预紧电机30的内壁上；随着环形开叉式膨胀密封压紧机构1的上升，当斜坡圆头钻进部14越过限位座导向锥面22之后，会垂直向上钻进，因此金属片13之间的间隙由位于下方的尖锥裂缝部15和位于上方的平直裂缝部16组成，最终金属片13和弹性密封圈38一起会填满整个压力容器内凹口40；在感压自预紧圆盘7上升的过程中，锥形圆台9也会随之上升，由于圆台锥面17和伸缩式填充块32滑动接触，因此当伸缩式填充块32锥形圆台9上升时，伸缩式填充块32会克服宽幅弹性带33的弹力并且滑动伸出，最终伸缩式填充块32的外侧面能够和金属片13的外侧面一起组成一个完整的圆环，起到全角度顶撑的效果；通过金属片13对弹性密封圈38的挤压，弹性密封圈38能够紧贴于压力容器颈部39的内壁上，一方面能够保证压力容器的密封性，另一方面能够提供足够的摩擦力防止环形开叉式膨胀密封压紧机构1和悬吊式顶盖机构2在自重下坠落；随着压力容器内壁压力的升高，感压自预紧圆盘7由于内外受压面不同，因此具有
向上运动的趋势，能够进一步挤压弹性密封圈38，提高密封性，此时由于金属片13卡在压力容器内凹口40中，因此环形开叉式膨胀密封压紧机构1和悬吊式顶盖机构2无法被压力推出，并且由于开叉式柔性圆环8包裹在限位基座18的外部，并且伸缩式填充块32对限位座导向裂缝23有密封作用，因此限位基座18不会受到容器内的压力作用，也就不会被压力推出。
35.以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
38.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。