超临界流体染色釜高压快开密封结构制造技术

一种超临界流体染色釜高压快开密封结构，包括筒体、固定在筒体上端的端盖，筒体内壁与端盖的底端之间形成一环形槽体，在环形槽体内设有紧密匹配的U形密封圈。本实用新型专利技术的结构设计合理，密封圈不随端盖移动，这种设计减少了密封圈由于机械外力拉伸和压入端盖时可能产生的磨损、扭曲、变形和脱落，大大延长了密封圈的使用寿命，而且这种结构设计使得拆卸更方便，实际应用情况表明该密封结构保证了良好的密封性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超临界流体染色设备领域，尤其是一种超临界流体染色釜高压快开密封结构。
技术介绍
超临界流体技术发展已有近20年的历史，国内外对超临界萃取的快开密封结构的研究比较多，而对与超临界流体萃取有相似操作环境的超临界流体染色釜的快开密封结构研究较少。应用于超临界流体萃取的快开密封结构国内外有成熟的生产应用见诸报道。例如：瑞士NOVA公司生产的超临界CO2萃取试验装备中萃取器和分离器的密封结构，日本三菱化工机株式会社研制的超临界CO2萃取装备中高压容器的密封结构已被成功地应用于大型生产装备中。超临界流体染色釜快开密封结构形式可分为：卡箍式、螺纹式以及滑块式结构。卡箍式可以是手动也可以是半自动，半自动的可以通过手柄移动丝杆驱动卡箍，如果通过液压或气压装置驱动卡箍则可实现全自动化操作，如附图1属于卡箍快开结构并采用特制的自紧式密封环，其结构在筒体1与端盖2之间采用密封圈组件4，密封压力可达75MPa，在大型生产装备中应用比较多。如附图2的结构没有采用密封元件，是一种线接触型密封，由于接触比压高，所以密封可靠，其密封压力可达70MPa。虽然这两种高压快开密封结构都能满足生产需要，但对加工和材料有严格的要求，尤其是图2对金属材料的性能要求非常高，这些都大大限制了它们的应用范围。如附图3是日本的AKICO公司生产的一种小型超临界CO2萃取试验设备中萃取器的密封结构。通过端螺母7的预紧力，聚四氟乙烯塑料O形密封圈6被平端盖7挤压在筒体1上的矩形凹槽中，实现可靠的强制密封。但螺纹结构本身不易实现端盖2的快开，在高压操作条件下尤其容易产生咬死的情况，而且O形密封圈6在超临界流体中存在溶胀现象，拆卸不便。因此不适用于大中型设备的快开密封结构设计。将超临界流体技术应用于印染行业，目前还处于工业化应用前期阶段。由于超临界CO2染色技术具有环境友好，生产效率高等一系列的优点，世界上许多国家如德国、意大利、日本和美国均热衷于该技术的研究，并开发了不少染色设备，但是目前还没有成功商业化化运作的报道。染色釜是染色设备的关键部分，其工作压力高达30MPa，属于高压操作。染色完成必须卸压取出染色织物，染色过程是间隙操作，染色釜这类染色关键设备必须采用快开结构，因此对染色釜的高压密封要求很高。
技术实现思路
本技术要解决上述现有技术的缺点，提供一种超临界流体染色釜高压快开密封结构，采用U形密封圈紧密配合，在高压操作条件下频繁启闭的端盖和染色釜之间实现可靠密封，实现染色釜的高压自紧密封和连锁保护功能，满足染色釜频繁开合和高压密封的要求。本技术解决其技术问题采用的技术方案：这种超临界流体染色釜高压快开密封结构，包括筒体、固定在筒体上端的端盖，筒体内壁与端盖的底端之间形成一环形槽体，在环形槽体内设有紧密匹配的U形密封圈。通过装配精度和油缸压力实现初始密封，当釜内压力升高时，内压使U形密封圈与筒体和端盖在接合面处实现紧密贴合，压力越高，自紧密封作用越明显，从而达到可靠密封的效果。为了更进一步完善：筒体的内壁上设有阶梯结构，端盖与筒体的内壁结构相匹配，环形槽体位于筒体内壁的第一阶梯面上，筒体内壁的第二阶梯面上开有安装有O形密封圈的凹槽。筒体与端盖之间设有固定作用的卡箍，卡箍分左右两瓣结构，左右两瓣的卡箍通过连接块固定连接。两瓣卡箍结构由连接块连接，保证卡箍到达合适位置时才能连接，采用改进的卡箍式快开密封结构，实现一种安全连锁的快开高压自紧密封结构。本技术有益的效果是：本技术的结构设计合理，密封圈不随端盖移动，这种设计减少了密封圈由于机械外力拉伸和压入端盖时可能产生的磨损、扭曲、变形和脱落，大大延长了密封圈的使用寿命，而且这种结构设计使得拆卸更方便，实际应用情况表明该密封结构保证了良好的密封性能。附图说明图1为现有技术中卡箍式染色釜的结构示意图；图2为现有技术中螺纹式染色釜的结构示意图；图3为现有技术中滑块式染色釜的结构示意图；图4为本技术的整体剖视图；图5为图4中A部分的放大示意图；图6为卡箍的结构示意图；图7为卡箍连接处的结构示意图。附图标记说明：筒体1，凹槽1-1，端盖2，卡箍3，密封圈组件4，压紧螺盖5，O形密封圈6，端螺母7，连接块8，环形槽体9，U形密封圈10。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：参照附图：这种超临界流体染色釜高压快开密封结构，包括筒体1、固定在筒体1上端的端盖2，筒体1内壁与端盖2的底端之间形成一环形槽体9，在环形槽体9内设有紧密匹配的U形密封圈10。筒体1的内壁上设有阶梯结构，端盖2与筒体1的内壁结构相匹配，环形槽体9位于筒体1内壁的第一阶梯面1-2上，筒体1内壁的第二阶梯面1-3上开有安装有O形密封圈6的凹槽1-1。筒体1与端盖2之间设有固定作用的卡箍3。卡箍3分左右两瓣结构，左右两瓣的卡箍3通过连接块8固定连接。两瓣卡箍3与筒体1端部法兰和端盖的接触表面是平面，与传统的卡箍3连接结构依靠锥面配合使端盖2产生轴向移动来施加预紧力不同，这种设计使得卡箍3在合拢时不产生预紧力，因而在连接结构开合时更为简便快捷，通过在两卡箍3上面开方孔，用连接块插入方孔实现两瓣卡箍的连接。这种连接方式可靠，制造工艺简单，通过保证制造装配精度，实现只有卡箍正确合拢，连接块才能正确插入方孔中，这样就保证了端盖只有达到预定位置时才能正确关闭，这时筒体1内才能升压，染色结束后卸压，若压力表读数为0，表明筒体1内部压力已完全释放，这时拔出连接块，移开卡箍3，液压装置提升端盖2，摇臂移走端盖2，通过这些系列操作实现了端盖2达到指定位置关闭升压，卸压结束开启端盖的联锁保护功能，确保了设备操作过程中的安全可靠性。由于开启端盖2时，密封圈不随端盖移动，与直接把密封圈环套在端盖外表面密封相比，这种设计减少了密封圈由于机械外力拉伸和压入端盖时可能产生的磨损、扭曲、变形和脱落，大大延长了密封圈的使用寿命。在材料的选择上，密封圈都采用了改性的增强聚四氟乙烯，有效减少了传统橡胶材料在超临界CO2流体下的高溶胀现象，而且这种结构设计使得拆卸更方便。实际应用情况表明该密封结构保证了良好的密封性能。虽然本技术已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界流体染色釜高压快开密封结构，包括筒体（1）、固定在筒体（1）上端的端盖（2），其特征是：所述筒体（1）内壁与端盖（2）的底端之间形成一环形槽体（9），在环形槽体（9）内设有紧密匹配的U形密封圈（10）。
2.根据权利要求1所述的超临界流体染色釜高压快开密封结构，其特征是：所述筒体（1）的内壁上设有阶梯结构，所述端盖（2）与筒体（1）的内壁结构相匹配，所述环形槽体（9）位于筒体（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝勇仁，邓劲莲，张炜，王循明，善盈盈，
申请(专利权)人：浙江机电职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：