CN105567334A - 用于容器封闭件的密封*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于容器封闭件的密封***，其包括第一和第二密封表面以及至少两个同心密封件，同心密封件中的每个连接至一个密封表面或者通过一个密封表面的设计而形成，其中所述密封表面和密封件被相对于彼此地设计和布置成使得在密封***的封闭状态下，两个密封件均暴露于封闭压力，利用该封闭压力密封表面彼此压靠，其中形成了气密空间。

Description

用于容器封闭件的密封***

技术领域

本发明涉及一种用于容器封闭件的密封***，其包括第一和第二密封表面以及至少两个同心密封件，同心密封件中的每个连接至一个密封表面或者通过一个密封表面的设计而形成。根据本发明的密封***尤其适合用于固定床式压力气化反应器的煤锁和/或灰锁，该压力气化反应器用于通过利用气化介质转化含碳燃料例如煤、焦炭或块状生物质来制造合成气体。

本发明还涉及一种用于配备有根据本发明的密封***的锁定封闭件的泄漏测试的方法。

背景技术

文献DE4041445A1中示出了经常用于固定床式压力气化反应器的封闭件的基本结构。这种类型的封闭件由具有圆形开口的座和圆锥形或截头圆锥形的封闭本体构成。座的开口的圆周包括形成密封表面的周缘，封闭本体抵靠该周缘以封闭所述封闭件。

填充有成块的材料例如煤或焦炭的容器、锁定件和反应器的封闭件的密封性的一个问题在于，该成块的材料污染所述密封表面。经常发生成块材料的残余部分沉积在密封表面上或封闭本体上，并因此防碍了密闭。

专利文件DE3239841C2描述了一种配备有喷嘴的锥形封闭件，当封闭封闭件时通过喷嘴将沉积物吹离密封表面。实际的密封件由金属制成，并且为了进一步密封封闭件，本发明提供了一种柔性材料的唇缘密封，该柔性材料被安置于压力侧，与金属主密封同心。该唇缘密封被形成为使得其不被按压于金属表面之间，而是通过气体压力仅仅压靠密封本体的锥形表面。

由于封闭件保持在容器或反应器中的处理气体通常对于健康和环境是有害的，因此确保封闭件的密封是重要的。在用于在压力下填充反应器的锁定件中，如文献DE4041445A1和WO2014/026908A1中示出的，位于反应器和锁定件之间的封闭件的密封性可以被检测，因为直接通向大气的锁定件的上部封闭件也被封闭并且锁定件中的压力被监测。由于反应器压力明显高于大气压力，压力的增加表示直接通向反应器的下部封闭件的泄漏。相应地，上部锁紧封闭件的密封性可被检测，因为锁定件被置于过压下，如果可能的话利用无害气体产生该过压。压力的下降表示上部封闭件的泄漏。该测试方法一方面非常浪费时间，另一方面不可靠，由于锁定件的大体积，所以当两个封闭件相同程度地泄漏时，恒定不变的锁定件压力也会被监测到。

因此，本发明的目的是提供一种用于容器封闭件的密封***，其密封性可以被可靠地且花费较少时间地检测。

发明内容

上述目的通过本发明根据权利要求1的根据本发明的密封***根据权利要求8的密封***的用途、以及根据权利要求9的利用根据本发明的密封***的泄漏检测方法来解决。

根据本发明的用于容器封闭件的密封***包括第一和第二密封表面以及至少两个同心密封件，同心密封件中的每个连接至一个密封表面或者通过一个密封表面的设计而形成，其中，所述密封表面和密封件被相对于彼此地设计和布置，使得在密封***的封闭状态下，通过密封表面和所述密封件形成气密空间，当存在于气密空间中的气体压力大于环境压力时，气密空间仍保持气密。

所述密封***被如此设计成使得两个密封件均被暴露于封闭压力，利用该封闭压力，密封表面压靠彼此，并且在封闭状态下，通过密封表面和密封件形成气密空间。

本发明的优选方面

本发明的优选方面的特征在于，所述密封件具有在安装表面的相反侧渐缩的圆形、椭圆形、半圆形或大致三角形的截面。由于该设计，密封件与相对的密封表面的接触表面保持为较小，因此存在于密封表面上的沉积物对密封性损坏较小。与具有较大接触表面的密封件相比，同样的压力也会导致抵靠相对的密封表面的较高压力。

除了所述至少两个密封件外，提供另外的密封件是有利的，所述另外的密封件同样同心布置，但是相对于第一密封件在径向方向上的进一步的内侧和进一步的外侧。由于已描述类型的密封件要经受磨损，因此提供备用密封件，以确保容器的安全封闭。

本发明的进一步优选方面的特征在于，密封件尺寸上稳定，但能够弹性变形。以这种方式，密封件在密封表面和封闭本体之间的挤压被避免，但是仍然可能通过密封件的变形来补偿封闭件结构上的轻微不精确性以及密封表面上的少量沉积物。

本发明的另一优选方面的特征在于，密封件可以移动进入承载密封表面和密封件的组件的内部，以便保护所述密封件使之免受热和研磨介质的影响。以这种方式，密封件的使用寿命延长。

本发明的进一步优选方面的特征在于，密封表面可以通过冷却介质来冷却。通过该方法，密封件的使用寿命也被延长。

本发明的另一优选方面的特征在于，密封件之间的密封表面中的至少一个密封表面设有第一开口，该第一开口被设计成使得流体能够被输送通过该第一开口，或者用于测量压力或温度的装置可以被引入由密封表面和密封件形成的气密空间。

本发明的另一优选方面的特征在于，密封件之间的密封表面中的至少一个密封表面设有第一和第二开口，其中用于测量压力或温度的装置经所述第一开口被引入，并且第二开口与用于流体的供应装置连接，流体例如是净化气体，或液体，例如水，并且其中第一开口和第二开口与同一气密空间流体连通。这使得检测密封***的密封性成为可能。

有利地，第一开口和第二开口也可以用于引入和排出作为冲洗介质的气体或液体，以清洗密封件和/或由密封表面和密封件形成的空间。由于较高的冲击力，这里推荐使用液体，例如水。

也可以将作为阻断介质的流体引入由密封表面和密封件形成的空间中。阻断介质具有高于容器或反应器的处理压力的压力，从而避免在密封件泄漏的情况下处理气体进入大气。当一定量的阻断介质进入容器或反应器，阻断介质必须被选择为使其不会干扰所述处理。

根据本发明的密封***尤其适合用于固定床式压力气化反应器的煤锁和/或灰锁，该压力气化反应器用于通过利用气化介质转化含碳燃料，例如煤、焦炭或块状生物质来制造合成气体，气化介质包括氧气和蒸汽。该用途涉及封闭件的密封表面上的极大程度的沉积的问题，同时，因为这里出现的处理气体的危害性，也就是说合成气体成分一氧化碳和氢气的危害性，封闭件的密封性尤其重要。

根据本发明的用于固定床式压力气化反应器中的燃料锁或灰锁的锁定封闭件的泄漏测试的方法包括如下步骤：

a)提供具有煤锁或灰锁的固定床式压力气化反应器，其中所述煤锁或灰锁或两者配备有根据前面权利要求中任一项所述的密封***，

b)将燃料填充入燃料锁或从灰锁中排出灰尘，

c)通过接合第一和第二密封表面来封闭燃料锁或灰锁，

d)利用压力测量装置测量由密封表面和密封件形成的气密空间中的压力，所述压力测量装置在封闭所述锁期间和在封闭所述锁后的时间段t期间经第一开口被引入，

e)将封闭期间的压力增加以及封闭后的时间段t期间的压力降低与压力增加设定点和压力降低设定点比较，其中，当测得的压力增加大于压力增加设定点和/或测得的压力降低小于压力降低设定点时，推断锁的密封性。

根据现有技术，锁定空间的压力目前已被监测以检测密封性。由于空间的尺寸，在微小泄漏的情况下压力波动较小并且仅在延长的测量时间后可检测。

另一方面，在根据本发明的泄漏测试期间被监测的由密封表面和密封件形成的空间较小，使得小的泄漏已经导致压力的明显可识别的波动。由于泄漏测试的测试时间因此已经被缩短，因此增加了制造时间。

用于泄漏测试的方法的特别方面的特征在于，在锁封闭后，净化气体经由第二开口被引入同一气密空间，直至达到目标压力p并且压力降低的测量从目标压力p进行。通过该方式，可使用无害的净化气体，在密封***泄漏的情况下，该无害的净化气体可以进入环境中而无任何危害。

可选地，气密空间也可以利用真空泵经第二开口抽真空，其中随后利用压力测量装置根据时间追踪压力增加，以利用这种方式推断密封性。

在另一特别的方面，根据本发明的用于固定床式压力气化反应器中的燃料锁或灰锁的锁封闭件的泄漏测试的方法包括如下步骤：

a)提供具有煤锁或灰锁的固定床式压力气化反应器，其中所述煤锁或灰锁或两者配备有根据本发明的密封***，

b)将燃料填充入燃料锁或从灰锁中排出灰尘，

c)通过接合第一和第二密封表面来封闭燃料锁或灰锁，

d)通过利用供应装置将净化气体供应到由密封表面和密封件形成的气密空间中，供应装置与第一开口连接，其中供应装置包括导管和流动测量装置，

e)当供应净化气体时利用流动测量装置来测量流速，其中当净化气体被供应时测得的流速降低至0时，推断锁的密封性。

由于根据本发明的方法的这种设计，由密封表面和密封件形成的空间中的压力的测量以及所述压力测量所需的空间的入口可以省略。

也可以在步骤d)中的净化气体中混合测试气体，例如氦气，以及在密封***后方安装用于测试气体的检测器，具体是在大气的方向上。当使用氦气作为测试气体时，例如通过质谱分析法的测量被有利地采用。以这种方式，将检测到泄漏。在本发明的该方面中的净化气体的流动测量可以省略。

附图说明

本发明的进一步的特征、优点和可能的应用可从下面对示例性实施例和附图的描述中获得。描述和/或示出的所有特征本身或以任意组合方式形成了本发明的主题，独立于它们在权利要求中包含的内容或它们之前的参考。

在仅有的附图中：

图1示出了根据本发明的密封***的优选构造的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图解释本发明。

封闭件1用于相对于填充空间3密封容器空间2，当封闭件1开启时，未示出的块状物料从该填充空间3滑动进入容器空间2中。封闭件1包括封闭件座4和封闭本体5。在顶视图中，封闭本体5为具有圆形基部的锥形或截头锥体的形状。所述封闭件座4相配合地具有在顶视图中为圆形的开口。封闭本体5被附接到杆6，并且通过未示出的机构向上和向下移动，以打开和封闭封闭件1。所述密封***的第一密封表面7由封闭件座4提供，并且第二密封表面8由封闭本体5提供。在密封表面7上，密封件9a和9b彼此同心安装，密封件每个均具有三角形的截面。它们绕封闭件座4的周边延伸，并因此在顶视图中为两个同心布置的环的形状。经由通道10，流体例如惰性气体可以被输送到由密封表面7、8和密封件9a和9b形成的空间中，所述空间为具有梯形截面的倾斜圆环的形状。经由管路11，能够测量该空间中的压力。

工业实用性

本发明提供了一种用于容器和反应器的密封***，其密封性可以通过简单且有效的方式被检测。由于处理气体的不期望的流出通常出于经济和安全的原因必须被避免，因此本发明在商业上可应用。由于泄漏检测的方法相对于现有技术中已知的方法有改进，用于泄漏检测所需的时间缩短，因此用于生产的设备例如固定床式压力气化反应器的可利用性增加。

附图标记列表

1容器封闭件

2容器空间

3填充空间

4封闭件座

5封闭本体

6杆

7密封表面

8密封表面

9a、9b密封件

10用于流体供应的管路

11用于压力测量的管路

Claims (11)

1.一种用于容器封闭件(1)的密封***，包括第一密封表面和第二密封表面(7、8)以及至少两个同心密封件(9a、9b)，所述至少两个同心密封件中的每个密封件连接到一个密封表面或者通过一个密封表面的设计而形成，其特征在于，所述密封表面(7、8)和所述密封件(9a、9b)被相对于彼此地设计和布置成使得在所述密封***的封闭状态下，两个密封件(9a、9b)均被暴露于封闭压力，利用所述封闭压力所述密封表面(7、8)彼此压靠，其中，通过所述密封表面和所述密封件形成气密空间。

2.根据权利要求1所述的密封***，其特征在于，所述密封件(9a、9b)具有在安装表面的相反侧渐缩的圆形、椭圆形、半圆形或大致三角形的截面。

3.根据权利要求1至2所述的密封***，其特征在于，所述密封件尺寸上稳定，但能够弹性变形。

4.根据权利要求1至3所述的密封***，其特征在于，所述密封件(9a、9b)能够移动进入承载所述密封表面和所述密封件的组件的内部，以便保护所述密封件使之免受热和研磨介质的影响。

5.根据权利要求1至4所述的密封***，其特征在于，所述密封表面能够通过冷却介质来冷却。

6.根据权利要求1至5所述的密封***，其特征在于，所述密封件之间的密封表面中的至少一个密封表面设有第一开口，所述第一开口被设计成使得流体能够被输送通过所述第一开口或者用于测量压力或温度的装置能够被引入由所述密封表面和所述密封件形成的所述气密空间。

7.根据权利要求6所述的密封***，其特征在于，所述密封件之间的密封表面中的至少一个密封表面设有第一开口和第二开口，其中，用于测量压力或温度的所述装置已经通过所述第一开口被引入，并且所述第二开口与用于流体的供应装置连接，并且其中，所述第一开口及所述第二开口与同一气密空间流体连接。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的密封***在固定床式压力气化反应器的煤锁和/或灰锁中的用途，所述压力气化反应器用于通过利用气化介质转化含碳燃料例如煤、焦炭或块状生物质来制造合成气体，所述气化介质包括氧气和蒸汽。

9.一种用于固定床式压力气化反应器中的燃料锁或灰锁的锁定封闭件的泄漏测试的方法，包括如下步骤：

a)提供具有煤锁或灰锁的固定床式压力气化反应器，其中，所述煤锁或灰锁或两者配备有根据前述权利要求中任一项所述的密封***，

b)将燃料填充入所述燃料锁或从所述灰锁排出灰，

c)通过接合第一密封表面和第二密封表面来封闭所述燃料锁或所述灰锁，

d)利用压力测量装置测量由密封表面和密封件形成的气密空间中的压力，所述压力测量装置在封闭所述锁期间和在封闭所述锁后的时间段t期间通过第一开口引入，

e)将封闭期间的压力增加以及封闭后的时间段t期间的压力降低与压力增加设定点或压力降低设定点比较，其中，当测得的压力增加大于所述压力增加设定点和/或测得的压力降低小于所述压力降低设定点时，推断所述锁的密封性。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在封闭所述锁后，净化气体经由第二开口被引入同一气密空间，直至达到目标压力p并且使得压力降低的测量从目标压力p进行。

11.一种用于固定床式压力气化反应器中的燃料锁或灰锁的锁封闭件的泄漏测试的方法，包括如下步骤：

a)提供具有煤锁或灰锁的固定床式压力气化反应器，其中，所述煤锁或所述灰锁或两者配备有根据前述权利要求中的任一项所述的密封***，

b)将燃料填充入所述燃料锁或从所述灰锁排出灰，

c)通过接合第一密封表面和第二密封表面来封闭所述燃料锁或所述灰锁，

d)利用供应装置将净化气体供应到由密封表面和密封件形成的气密空间中，所述供应装置与第一开口连接，其中，所述供应装置包括导管和流动测量装置，

e)当供应净化气体时利用所述流动测量装置测量流速，其中，当供应所述净化气体时测得的流速降低至0时，推断所述锁的密封性。