CN1512090A

CN1512090A - 具有快速动作开闭机构的压力容器

Info

Publication number: CN1512090A
Application number: CNA021597014A
Authority: CN
Inventors: 郭子祯
Original assignee: Metal Industries Research and Development Centre
Current assignee: Metal Industries Research and Development Centre
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2004-07-14

Abstract

一种具有快速动作开闭机构的压力容器。为提供一种适用于各种不同压力、结构简单、设计制造方便的压力容器，提出本发明，它包括压力容器体、外盖及系组设于压力容器体与外盖之间的快速动作开闭机构；压力容器体一端为封闭端，另一端为形成设有凹槽凸缘的开口端；外盖顶面径向设有复数径向引导件/径向导槽；快速动作开闭机构包括转套、数个一端枢接于转套上的连杆、数分别与数连杆另一端枢接以构成组合环的片段；各片段底面设有分别与外盖上复数径向引导件/径向导槽相对应并滑动嵌组的径向导槽/径向引导件；外盖组设于压力容器体开口端凸缘内周。

Description

具有快速动作开闭机构的压力容器

技术领域

本发明属于压力容器，特别是一种具有快速动作开闭机构的压力容器。

背景技术

近年来，经常需要开启及关闭的压力容器业已广泛地使用在高压或超高压的商业用途中，且通常具有快速动作的开闭机构。

先前技术中业已揭示有多种此类快速动作的开闭机构。这些快速动作的开闭机构中，一种型式为使用于压力容器的组合环(segmental ring)式快开盖，其组合环的移动机构亦已揭示于先前技术中。

如美国专利第4,38 7,740揭示的开闭机构包括凸轮板(cam plate)及凸轮臂。藉由凸轮臂驱动凸轮板摆动以嵌入压力容器凸缘端凹槽内，藉此以开闭压力容器。当凸轮臂以相反方向转动，则使凸轮板摆动缩回，完全离开凹槽，则可开启压力容器。此种型式的开闭机构具有开启及关闭动作确实，但其存在凸轮曲线制不易的缺点。

如美国专利第4,489,850、4,693,278揭示的开闭机构具有组合环及设置于上方的圆盘，每一块组合环设置有歪斜或螺旋状的导槽(slot)，圆盘上设置***导槽中的导销(pin)。组合环系可于径向方向移动。当转动圆盘时，圆盘上的导销驱动导向组合环沿径向嵌入容器凸缘端的凹槽内，藉此以开闭压力容器。当反向转动圆盘，则可使组合环缩回完全离开凹槽，则可开启压力容器。此种型式的开闭机构的导槽，相较于凸轮系较易于制造。然而，导槽因需承受来自于导销的径向力，故圆盘需要较大的厚度且需经热处理以耐磨耗。再者，此开闭机构的最大缺点在于导销系施力于组合环上平面，而并非在中央位置。因此开闭机构仅适用于小厚度的组合环，亦即仅适用于较低的压力而无法适用中、高压力的情况。此各类型的开闭机构一般应用于压力低于50bar的压力容器。

如美国专利第5,127,535及Natex公司的产品型录揭示的开闭机构系以液压缸或气压缸类的直线动作器(actuator)的杆端与组合环结合。第一块组合环皆连接至动作器而呈放射状排列，利用动作器来驱动组合环作开启、关闭的动作。此型式的开闭机构具有直接施力于组合环中央位置的优点，故可推动厚度极大的组合环而应用在中、高压的压力容器中。此外，这些一闭机构较易于设计制造。然而，此开闭机构尚存在动作器因需有较大的空间，故较适用于大口径的压力盖。虽然使用液压动作器可降低所需要的空间，但存在配管施工不易且易漏的缺点，而不能使用于某些场合，如食品、制药业等。若使用气压动作器虽几乎可用于任何场所，但体积较大仅适用于大口径压力盖或低压的压力容器。

如美国专利第3,539,212、4,883,637揭示的开闭机构系利用一个转子驱动旋转环或连杆，进而带动组合环摆动嵌入容器凸缘端的凹槽内，藉以开闭压力容器。若以相反方向转动，则使组合环摆动缩回完全离开凹槽，则开启压力容器。此型的开闭机构具有易于设计及制造的优点。然而，其存在只有部分摇臂嵌入容器凸缘端凹槽内，因此，相较前述的开闭机构一般可达85％其负荷承载面积较小，仅约50～60％，故相同尺寸却只能承受较小的压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于各种不同压力、结构简单、设计制造方便的具有快速动作开闭机构的压力容器。

本发明包括压力容器体、外盖及系组设于压力容器体与外盖之间的快速动作开闭机构；压力容器体一端为封闭端，另一端为形成设有凹槽凸缘的开口端；外盖顶面径向设有复数径向引导件/径向导槽；快速动作开闭机构包括转套、数个一端枢接于转套上的连杆、数分别与数连杆另一端枢接以构成组合环的片段；各片段底面设有分别与外盖上复数径向引导件/径向导槽相对应并滑动嵌组的径向导槽/径向引导件；外盖组设于压力容器体开口端凸缘内周。

其中：

压力容器体系为界定径向方向的圆柱形体。

转套外周缘及数片段分别设有数个分别与数个连杆两端枢接的铰链。

快速动作开闭机构还包括固定于外盖中央以支撑外盖并供转套枢套的中心轴。

径向引导件为键、销或滚子。

片段底面的径向导槽为键槽。

转套外周缘设有藉以转动转套旋转的驱动杆。

驱动杆为长柄驱动杆。

驱动杆为圆环状驱动环。

驱动杆上连设驱动器。

驱动器为液压、气压或电动的驱动器。

由于本发明包括压力容器体、外盖及系组设于压力容器体与外盖之间的快速动作开闭机构；压力容器体一端为封闭端，另一端为形成设有凹槽凸缘的开口端；外盖顶面径向设有复数径向引导件/径向导槽；快速动作开闭机构包括转套、数个一端枢接于转套上的连杆、数分别与数连杆另一端枢接以构成组合环的片段；各片段底面设有分别与外盖上复数径向引导件/径向导槽滑动嵌组的径向导槽/径向引导件；外盖组设于压力容器体开口端凸缘内周。当欲将快速动作关闭机构由开启状态操作至关闭状态时，转动转套并经数个两端分别与转套及片段枢接的连杆将数片段分别以其底面径向导槽/径向引导件沿外盖顶面径向引导件/径向导槽伸出，以构成展开状组合环嵌入压力容器体开口端凸缘内周凹槽内，使快速动作关闭机构呈关闭状态。当欲将快速动作关闭机构由关闭状态操作至开启状态时，反向转动转套，以经数个两端分别与转套及片段枢接的连杆将数片段分别以其底面径向导槽/径向引导件沿外盖顶面径向引导件/径向导槽缩回，以构成缩回状组合环自压力容器体开口端凸缘内周凹槽内退出，使快速动作关闭机构；驱动构成组合环数片段的连杆及转套可设置于组合环内表面中央，故可用于厚度较大的组合环、压力容器体开口端凸缘内周及外盖外周直径较大的压力容器；亦可设置于组合环外侧，故可用于厚度较小的组合环、压力容器体开口端凸缘内周及外盖外周直径较小的压力容器；不仅适用于各种不同压力，而且结构简单、设计制造方便，从而达到本发明的目的。

附图说明

图1、为本发明结构示意剖视图(开启状态)。

图2、为图1中A-A剖视图。

图3、为本发明结构示意剖视图(关闭状态)。

图4、为图3中B-B剖视图。

图5、为本发明结构示意剖视图(驱动杆连设驱动器、开启状态)。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括界定径向方的圆柱形压力容器体10、外盖40及系组设于压力容器体10与外盖40之间的快速动作开闭机构11。

压力容器体10一端为封闭端，另一端为形成设有凹槽30凸缘44的开口端。

外盖40底面设有密封件42，其顶面径向设有复数，如四个为键(key)、销(pin)或滚子(roller)的径向引导件32，径向引导件32分别藉由两螺栓34固定于外盖40上。亦可于外盖40顶面径向设有复数，如四个径向导槽。

快速动作开闭机构11包括底端固定于外盖40中心的中心轴22、枢套于中心轴22上的转套20、数连杆14、数片段(segment)12、与中心轴22顶端固定连接的延伸臂24及与延伸臂24固定连接并上、下滑动组设于压力容器体10开口端的滑动轴26。

转套20近底部外周缘设有数个，如四个分别与数个，如四个连杆14一端枢接的铰链18(hinge)，其外周缘设有藉以转动转套20旋转的驱动杆28。驱动杆28可为长柄驱动杆，亦可为圆环状驱动环。

各片段12底面径向设有分别与外盖40上复数，如四个径向引导件32相对应并滑动嵌组的径向导槽36。亦可于各片段底面径向设有与外盖上复数，如四个径向导槽相对应并滑动嵌组的复数，如四个为键(key)、销(pin)或滚子(roller)的径向引导件，径向引导件分别藉由两螺栓固定于各片段12底面。各片段12内周缘设有数个，如四个分别与数个，如四个连杆14另一端枢接的铰链16。数片段12构成环状组合环(segmental ring)，并令展开状组合环的外周大于压力容器体10开口端凸缘44内周并与凹槽3 0底径相对应、缩回状组合环外周小于压力容器体10开口端凸缘44内周。

连杆14的长度大于数片段12构成展开状组合环时转套20上铰链18与片段12上铰链16之间的距离、小于数片段12构成缩回状组合环时转套20上铰链18与片段12上铰链16之间的距离。

各连杆14以其两端分别枢接于转套20及片段12上的铰链18、16上。

外盖40组设于压力容器体10开口端凸缘44内周，藉以关闭并密封压力容器体10；快速动作开闭机构11以其固定于外盖40中心的中心轴22安装于外盖40上。

如图1、图2所示，快速动作开闭机构11开启状态时，数片段12位于缩回位置，使其构成缩回状组合环未嵌入压力容器体10开口端凸缘44内周的凹槽30内，故外盖40可藉由固定其于上并经延伸臂24与滑动轴26连接的中心轴22向上移动而由开口端凸缘44内取出，以开启压力容器体10。

如图3、图4所示，快速动作开闭机构11关闭状态时，数片段12位于伸出位置，使其构成展开状组合环嵌入压力容器体10开口端凸缘44内周的凹槽30内，藉此关闭压力容器体10。

当欲将快速动作关闭机构11由开启状态操作至关闭状态时，使用者以手动驱动转套20外周缘的驱动杆28，藉以转动转套20，以经数个两端分别与转套20及片段12上铰链18、16枢接的连杆14将数片段12分别以其底面径向导槽36沿外盖40顶面径向引导件32伸出，以构成展开状组合环嵌入压力容器体10开口端凸缘44内周凹槽30内，使快速动作关闭机构11呈关闭状态。当欲将快速动作关闭机构11由关闭状态操作至开启状态时，使用者以手动反向驱动转套20外周缘的驱动杆28，藉以反向转动转套20，以经数个两端分别与转套20及片段12上铰链18、16枢接的连杆14将数片段12分别以其底面径向导槽36沿外盖40顶面径向引导件32缩回，以构成缩回状组合环自压力容器体10开口端凸缘44内周凹槽30内退出，使快速动作关闭机构11呈开启状态。

如图5所示，亦可于驱动杆28上连设为液压、气压或电动的驱动器46，藉以经驱动杆28带动转套20转动。

驱动器46包括电动机、减速结构及与减速结构连接的齿轮对、链轮等。驱动器46亦可藉由自动控制结构控制。

综上所述，本发明快速动作开闭机构11利用数连杆14与转套20及构成组合环的数片段12枢接，当转动转套20藉以驱动连杆14时，便可带动由数片段12以其径向导槽36沿外盖40顶面径向引导件32作径向滑动，以构成的展开状组合环嵌入压力容器体10开口端凸缘44内周凹槽30内呈关闭状态或构成缩回状组合环退出压力容器体10开口端凸缘44内周凹槽30呈开启状态。

本发明藉由变更连杆的长度即可适用于压力容器体开口端凸缘内周及外盖外周为各种直径尺寸的压力容器。

驱动构成组合环数片段的连杆及转套设置于组合环内表面中央，故可用于厚度较大的组合环、压力容器体开口端凸缘内周及外盖外周直径较大的压力容器。

驱动构成组合环数片段的连杆及转套亦可设置于组合环外侧，故可用于厚度较小的组合环、压力容器体开口端凸缘内周及外盖外周直径较小的压力容器。本发明由数片段构成的组合环的负荷承载面积可达85％以上，且可轻易地加装驱动器及自动化控制结构，藉以实现自动化作业，进而更加广泛地适用于各种场合。

Claims

1、一种具有快速动作开闭机构的压力容器，它包括压力容器体、外盖及系组设于压力容器体与外盖之间的快速动作开闭机构；压力容器体一端为封闭端，另一端为形成设有凹槽凸缘的开口端；外盖组设于压力容器体开口端凸缘内周；其特征在于所述的外盖顶面径向设有复数径向引导件/径向导槽；快速动作开闭机构包括转套、数个一端枢接于转套上的连杆、数分别与数连杆另一端枢接以构成组合环的片段；各片段底面设有分别与外盖上复数径向引导件/径向导槽相对应并滑动嵌组的径向导槽/径向引导件。

2、根据权利要求1所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的压力容器体系为界定径向方向的圆柱形体。

3、根据权利要求1所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的转套外周缘及数片段分别设有数个分别与数个连杆两端枢接的铰链。

4、根据权利要求1所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的快速动作开闭机构还包括固定于外盖中央以支撑外盖并供转套枢套的中心轴。

5、根据权利要求1所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的径向引导件为键、销或滚子。

6、根据权利要求1所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的片段底面的径向导槽为键槽。

7、根据权利要求1所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的转套外周缘设有藉以转动转套旋转的驱动杆。

8、根据权利要求7所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的驱动杆为长柄驱动杆。

9、根据权利要求7所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的驱动杆为圆环状驱动环。

10、根据权利要求7所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的驱动杆上连设驱动器。

11、根据权利要求10所述的具有快速动作开闭机构的压力容器，其特征在于所述的驱动器为液压、气压或电动的驱动器。