專利名稱：組合式螺圈鋼桶封閉器及密封方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包裝鋼桶領域內一種組合式螺圈鋼桶封閉器，該封閉器采用桶頂蓋與密封圈直接接觸的密封結構。本發(fā)明還涉及組合式螺圈封閉器的密封方法。
背景技術：
200升或英制216.5升閉口鋼桶是目前世界上使用最廣泛的鋼制包裝容器，它的桶頂蓋上有2只嵌入式八角螺圈封閉器、G2封閉器是注入口(排放口)用于注入或排出原料，G3/4封閉器是透氣口，用于注入或排出原料時打開透氣口，平衡鋼桶內外空氣壓力差，保證注入和排出工作正常進行。
這種嵌入式螺圈封閉器使用前，必須要在桶頂蓋上固定一只帶密封面和內螺紋的八角螺圈，所以先要在桶頂蓋上沖壓出八角形凸臺和向上的翻孔，然后把套上橡膠襯圈的八角螺圈嵌入桶頂蓋凸臺翻孔內，在沖床上用卷邊模具將螺圈工藝管壁向外翻卷并包裹住桶頂蓋凸臺翻孔，由于螺圈翻卷包裹擠壓的作用，螺圈上的橡膠襯圈被壓迫變形，充填入桶頂蓋凸臺翻孔與螺圈之間的間隙中，利用襯圈橡膠彈性體形成一道密封阻隔帶，阻止桶內液體通過桶頂蓋和八角螺圈之間的間隙滲漏出去，螺圈翻卷后形成的圓弧凹槽又做為密封面使用，當桶內裝入液體物質后，將帶有密封圈的桶塞旋入螺圈內，密封圈受到壓縮使橡膠彈性體在螺圈凹槽和桶塞組成的環(huán)形密封槽內形成一道密封阻隔帶，防止桶內液體從螺圈和桶塞之間的螺紋間隙滲漏出去。嵌入式八角螺圈封閉器的密封方法是先在桶頂蓋上永久固定一只能與桶塞通過螺紋連接的螺圈，并把螺圈與桶頂蓋聯接處用襯圈密封。裝入原料后再用桶塞和密封墊圈通過螺紋與螺圈聯接密封，最終達到封閉鋼桶的目的。
嵌入式八角螺圈封閉器是一種需要二次密封的間接式封閉器，由此可見桶內液體向外滲漏就存在兩條通道，一條是桶頂蓋凸臺翻孔與嵌入式八角螺圈翻卷邊鎖裝后的裝配間隙，另一條是八角螺圈與桶塞安裝后的螺紋間隙。當然這兩條間隙通道都被螺圈襯圈和桶塞墊圈密封阻隔，鋼桶在一般情況下是不會滲漏的。
但鋼桶在運輸和裝卸中受到沖擊、震動和跌落時，使桶內壓力升高，鋼桶桶頂蓋產生變形，嵌入式八角螺圈就會在桶頂蓋凸臺翻孔卷邊處產生較大間隙或者脫開，襯圈密封失去作用，造成桶內液體滲漏，這種嵌入式八角螺圈封閉器結構簡單，安裝方便，但翻卷邊鎖裝機械強度不高，不能承受桶頂蓋較大震動和變形。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是在上述嵌入式八角螺圈封閉器基礎上，提供一種桶頂蓋與密封圈直接接觸的組合式螺圈鋼桶封閉器，本發(fā)明還提供一種組合式螺圈鋼桶封閉器的密封方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明對桶頂蓋凸臺翻孔結構作了改進，將凸臺翻孔方向翻轉180°，使翻孔方向朝向桶內，使桶頂蓋凸臺反面形成一個倒U字形環(huán)狀淺槽。
為了滿足桶頂蓋與密封圈直接接觸的特殊要求，本發(fā)明對螺圈結構也作了改進，螺圈也翻轉180°，法蘭平面向上，并在法蘭平面靠近螺紋處沖壓一個凹臺，為了能使凹臺螺圈與桶頂蓋凸臺永久聯接，本發(fā)明在凹臺螺圈法蘭平面上沖壓8個圓錐形凸焊點，便于電阻焊聯接。
為了解決凹臺螺圈倒置安裝后，螺圈凸向桶頂蓋內部，影響桶內殘液排空能力，本發(fā)明在凹臺螺圈臺階上靠近螺紋內徑處鉆4只與螺圈軸線呈60°的排水孔，排水孔朝向桶外，一旦堵塞可方便清理、疏通。
本發(fā)明提供的組合式螺圈封閉器的密封方法，是將桶頂蓋凸臺翻孔與凹臺螺圈通過電阻凸焊永久聯接，形成組合螺圈，桶頂蓋凸臺翻孔依托凹臺螺圈作為密封面。當裝有密封圈的桶塞旋入組合螺圈，桶塞將桶頂蓋凸臺翻孔和密封圈牢牢夾緊在凹臺內，密封圈受到壓縮產生回彈力，在桶頂蓋凸臺翻孔和桶塞環(huán)形槽固定空間內形成密封作用，當鋼桶在裝卸中受到跌落，桶內壓力迅速上升，環(huán)形槽固定空間能使密封圈借助桶內介質壓力產生自封作用。


下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明圖1為本發(fā)明組合式螺圈鋼桶封閉器的整體剖視圖；圖2為圖1所示的桶頂蓋凸臺2的剖視圖；圖3為圖1所示的凹臺螺圈3的剖視圖；圖4為圖3所示的凹臺螺圈3的俯視圖；圖5為圖1所示的組合式鋼桶封閉器桶塞安裝前局部剖視圖；圖6為圖1所示的組合式鋼桶封閉器，桶塞安裝后局部剖視圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明組合式螺圈鋼桶封閉的整體剖視圖，在桶頂蓋1上沖壓凸臺2和一個向桶內彎曲的凸臺翻孔10，凹臺螺圈3通過電阻凸焊點7與凸臺2永久聯接在一起、形成組合螺圈6。凹臺螺圈3與凸臺2聯接面間隙中沒有密封襯圈和其他填料，二者之間是不密封的。組合螺圈6的作用是將凹臺螺圈3自身的結構強度和螺紋夾緊功能部分轉移到桶頂蓋凸臺2和凸臺翻孔10，使組合后的桶頂蓋凸臺翻孔10能夠承受很大的接觸壓力，并作為密封面使用。當帶有密封圈5的桶塞4旋入組合螺圈6，密封圈5就直接壓在桶頂蓋凸臺翻孔10上，當桶塞4壓緊定位后，密封圈5利用壓縮產生的回彈力在桶頂蓋凸臺翻孔10，凹臺螺圈3和桶塞4之間形成的環(huán)狀密封槽空間8內。形成一道橡膠彈性體阻隔帶。能有效防止桶內液體滲漏。
從圖2可知，桶頂蓋1上的凸臺2中間有一個凸臺翻孔10，翻孔的直徑為60.4毫米，凸臺2與翻孔10的過渡處圓孤12是密封圈5的導向部位，圓弧12的半徑為2.25毫米，最大不超過2.50毫米。翻孔高度從凸臺2的平面到翻孔底面13為3.50毫米，凸臺2高出桶頂蓋1為5.0毫米，凸臺2的反面16與凸臺翻孔外壁15和凸臺內壁17形成的倒U字形環(huán)狀淺槽18的寬度應保證裝配時與凹臺螺圈3的法蘭外徑28和凹臺內壁22保持0.3毫米至0.5毫米的安裝調整間隙。
圖3、圖4所示的凹臺螺圈3可采用下列加工步驟制造，先落料拉深沖壓出螺圈毛坯件，然后沖孔整形將毛坯件精整到零件要求的工藝尺寸，再沖壓凹臺23、凸焊點21、鉆排水孔24，最后上攻絲機，攻制管螺紋29。凹臺23的直徑為64.0毫米，凹臺深度為3.0毫米，凹臺螺圈法蘭平面20與凹臺壁22的過渡圓弧27的半徑為1.0毫米，凹臺壁22與凹臺臺階25的過渡圓弧26的半徑也是1.0毫米，凹臺臺階25與螺圈孔30的圓弧19半徑不大于1.75毫米。圓錐形凸焊點21的直徑為2.4毫米，高度為2.0毫米。排水孔24的直徑為3.0毫米，注入口凹臺螺圈攻制G2 55°非密封管螺紋，透氣口凹臺螺圈攻制G3/4 55°非密封管螺紋。凹臺螺圈材料厚度為2.8毫米，總高度為13.5毫米。凹臺螺圈法蘭直徑為82.0毫米，如保留八角形，其對邊尺寸為77.9毫米。
當凹臺螺圈3與桶頂蓋凸臺2通過電阻凸焊組裝時，凹臺螺圈3法蘭面上凸焊點21，在電阻焊機的壓力和強大電流通過凸焊點時產生的高溫下熔化，凸焊點21的尖錐邊熔化邊擠入凸臺底面16正在溶化的材料中，直到凹臺螺圈法蘭面20與凸臺底面16全部貼合，凸焊點21全部熔化擠入凸臺底面16的材料中熔為一體。冷卻后形成牢固的凸焊熔核7，使凹臺螺圈3與凸臺2永久緊密聯接在一起，形成組合螺圈6，凸焊熔核直徑約為3.0毫米，每個凸焊點焊接強度大于20N·m。G2組合螺圈6的整體焊接強度大于160N·m，G3/4組合螺圈的整體焊接強度大于100N·m。組合螺圈6成形后凸臺翻孔10與凹臺螺圈3的同軸度允差0.2毫米。桶塞4采用標準鋼制擠壓結構桶塞，所有結構尺寸不改變，密封墊圈5采用標準距形橡膠密封圈，所有結構尺寸不改變。
組合螺圈鋼桶封閉器的密封方法如圖5、圖6所示，當桶塞4套上密封圈5旋入組合螺圈6，密封圈在桶塞4的頸部35定位和桶塞蓋邊34的壓迫下，首先接觸到凸臺翻孔圓弧面12，并在圓弧面12的導向下滑入組合螺圈6的翻孔10內，密封圈5繼續(xù)受到擠壓開始變形，并順著桶頂蓋凸臺翻孔壁11和桶塞頸部35形成的環(huán)形槽8向下移動，隨著密封圈5的擠壓力增大，桶頂蓋凸臺翻孔10的直徑會產生微小的彈性變形，使翻孔10的直徑擴大，桶頂蓋翻孔外壁15與凹臺螺圈內壁22的間隙39逐漸減小。當翻孔外壁15接觸到凹臺螺圈內壁22時，由于其支撐定位作用，翻孔直徑停止變化，隨著桶塞4的蓋邊尖角31或桶塞蓋底面34接觸到桶頂蓋凸臺翻孔圓弧面12時，翻孔10在桶塞4的蓋邊33的壓力下會向桶內產生微小的彈性變形，翻孔底邊13與凹臺螺圈臺階25的間隙38逐漸減小，當翻孔尖角14接觸到凹臺螺圈圓弧26或翻孔底邊13接觸到凹臺螺圈臺階25時，由于凹臺螺圈臺階25的支撐定位作用，桶頂蓋翻孔10停止下降，桶塞4蓋邊尖角31和桶塞蓋底面34同時受到凸臺2和翻孔圓弧12的定位而停止下降。
此時距形密封圈5在桶頂蓋凸臺翻孔內壁11和桶塞4的頸部35、桶塞蓋邊34之間組成的環(huán)狀密封槽固定空間8內，形成一道彈性體阻隔帶。它產生的初始接觸壓力比較大，足以阻止一般情況下桶內液體滲漏。
當鋼桶在運輸或裝卸中受到沖擊、跌落，桶內液體受到擠壓或環(huán)境溫度變化，引起桶內化學物質蒸汽壓升高時，由于凹臺螺圈3不直接與密封圈5接觸，凹臺螺圈法蘭面20與桶頂蓋凸臺底面16之間的凸焊間隙40與桶內空間連通，凹臺螺圈3的內螺紋29與桶塞4的外螺紋36的螺紋間隙37也與桶內空間連通，凹臺螺圈完全處于桶內壓力中，螺圈表面沒有壓力差，所以桶內壓力不會對凹臺螺圈產生任何影響。
由于桶頂蓋凸臺2與凹臺螺圈3通過電阻凸焊聯接成組合螺圈6，桶頂蓋凸臺翻孔10和密封圈5被凹臺螺圈3和桶塞4牢牢夾在凹臺23內，它們的整體剛度很好，不會因桶內介質壓力升高而產生變形。桶內壓力只能通過桶頂蓋凸臺底面16與凹臺螺圈法蘭面20的聯接間隙40和凹臺螺圈內螺紋29與桶塞外螺紋36的螺紋間隙37對密封槽固定空間8內的密封圈5產生擠壓力。密封圈5在桶內壓力作用下，朝作用力方向移動，密封圈5在向桶頂蓋凸臺翻孔圓弧12與桶塞蓋邊尖角31形成的剩余空間移動時改變斷面形狀，使所有空間充滿橡膠彈性體，密封面上的接觸壓力隨著桶內壓力相應升高。這種借助桶內介質本身壓力來改變密封圈接觸狀態(tài)使之實現密封的過程，又稱為“自封作用”。自封作用使桶頂蓋凸臺翻孔內壁11和桶塞頸部35、桶塞蓋邊34密封面上的接觸壓力總是大于桶內壓力，這種結構的密封方法使組合式螺圈鋼桶封閉器具有優(yōu)良的密封性能。
本發(fā)明不局限于桶頂蓋凸臺翻孔形狀和凹臺螺圈形狀，只要桶頂蓋凸臺翻孔朝向桶內，并作為密封面直接與密封圈接觸，在桶塞和螺圈夾緊下，具有密封功能，均屬于本發(fā)明范圍。
權利要求
1.一種組合式螺圈鋼桶封閉器，它包括桶頂蓋凸臺(2)、凹臺螺圈(3)、桶塞(4)和密封圈(5)，其特征在于桶頂蓋凸臺(2)與凹臺螺圈(3)通過電阻凸焊永久連接形成組合螺圈(6)，使桶頂蓋凸臺翻孔(10)有能力作為密封面。當桶塞(4)旋入組合螺圈(6)，密封圈(5)在凸臺翻孔(10)、凹臺螺圈(3)和桶塞(4)組合的環(huán)形槽固定空間內形成一道橡膠彈性體阻隔帶。
2.按照權力要求1所述的組合式螺圈鋼桶密封器，其特征在于所述的桶頂蓋凸臺(2)外觀為圓盤形、也可以是八角形。凸臺(2)中間有一個向桶內彎曲的圓柱形翻孔(10)，翻孔也可以是L形、圓弧形，翻孔(10)的內壁(11)和翻孔圓弧(12)是密封圈接觸面。
3.按照權力要求1所述的組合螺圈鋼桶封閉器，其特征在于所述的凹臺螺圈(3)，外形是圓法蘭形，也可以是八角法蘭形，法蘭面(20)有一個圓柱形凹臺(23)，凹臺也可以是錐形、圓弧形。凹臺內壁(22)是桶頂蓋凸臺翻孔外壁(15)的支撐面，凹臺臺階(25)是桶頂蓋凸臺翻孔底面(13)的支撐面。
4.按照權力要求1所述的組合式螺圈鋼桶封閉器，其特征在于所述的凹臺螺圈(3)在法蘭面(20)上沖壓8個圓錐形凸焊點。
5.按照權力要求1所述的組合式螺圈鋼桶封閉器，其特征在于所述的凸臺翻孔(10)，凹臺螺圈(3)和桶塞(4)組成的環(huán)形槽固定空間，是一個封閉的固定空間。
6.一種組合式螺圈鋼桶封閉器的密封方法，桶頂蓋凸臺(2)與凹臺螺圈(3)通過電阻凸焊永久聯接，形成組合螺圈(6)，桶頂蓋凸臺翻孔(10)依托凹臺螺圈(3)成為密封面，密封圈(5)在桶頂蓋凸臺翻孔(10)凹臺螺圈(3)和桶塞(4)組成的環(huán)形槽固定空間內形成一道橡膠彈性體阻隔帶，它所產生的初始壓力足以阻止桶內液體滲漏。當鋼桶在運輸或裝卸中受到跌落桶內液體壓力迅速上升，封閉的環(huán)形槽固定空間能使密封圈(5)借助桶內介質壓力，改變密封圈截面形狀，使密封面上的接觸壓力總是大于桶內介質壓力。
7.按照權力要求6所述的密封方法，其特征在于所述的組合螺圈(6)通過電阻凸焊聯接，將凹臺螺圈(3)的結構強度轉移到桶頂蓋凸臺翻孔(10)，使凸臺翻孔(10)能承受很大的接觸壓力，并作為密封面使用。
8.按照權力要求6所述的密封方法，其特征在于所述的凹臺螺圈(3)與桶頂蓋凸臺(2)通過電阻凸焊永久聯接時，聯接面間隙不使用密封材料。
9.按照權力要求6所述的密封方法，其特征在于所述的組合螺圈(6)采用桶頂蓋凸臺翻孔(10)直接與密封圈(5)接觸，組合式螺圈鋼桶封閉器整個密封過程只使用一只密封圈。
10.按照權力要求6所述的密封方法，其特征在于所述的桶頂蓋凸臺翻孔(10)、凹臺螺圈(3)和桶塞(4)組成的環(huán)形槽固定空間，不但能使密封圈(5)產生密封作用，還能使密封圈(5)借助桶內介質壓力在其中產生自封作用。
全文摘要
本發(fā)明公開了包裝鋼桶領域內一種組合式螺圈鋼桶封閉器及密封方法。本發(fā)明組合式螺圈鋼桶密封器，通過電阻凸焊將桶頂蓋凸臺(2)和凹臺螺圈(3)永久連接在一起、形成組合螺圈(6)，使桶頂蓋凸臺(2)和凸臺翻孔(10)具有定位，密封功能。當帶有密封圈(5)的桶塞(4)旋入組合螺圈(6)，密封圈(5)利用壓縮產生的回彈力在桶頂蓋凸臺翻孔(10)和桶塞(4)組成的環(huán)狀密封槽固定空間內形成一道橡膠彈性體阻隔帶，可有效防止桶內液體滲漏。當鋼桶在運輸和裝卸中受到沖擊、跌落時，桶內液體受到擠壓，這種密封結構能借助桶內產生的介質壓力，改變密封圈的接觸狀態(tài)，使密封面上產生的接觸壓力總能大于桶內壓力。
文檔編號B65D47/32GK101070108SQ20071002244
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權日2007年5月21日
發(fā)明者張連元 申請人:張連元