一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置，包括拉桿式缸體組件、冷卻裝置和加熱裝置，所述熱等靜壓裝置由外到內(nèi)依次布置為拉桿式缸體組件、冷卻裝置、隔熱罩和加熱裝置，該拉桿式缸體組件包括承壓筒體、密封端蓋、承壓拉桿和螺紋緊固件，由承壓筒體和密封端蓋構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部?jī)?nèi)腔，所述密封端蓋包括悶蓋、法蘭和密封件，該悶蓋與法蘭為多層間斷式、梯形平行齒嚙合連接，且上下層間斷的平行齒在悶蓋軸向上對(duì)齊布置，由密封件彈性軟密封。該實(shí)用新型方便了物料的裝換，提高整個(gè)裝置的安全性。<u/>
【專利說(shuō)明】一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱等靜壓裝置，具體是一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]熱等靜壓是高性能材料生產(chǎn)和新材料開發(fā)不可或缺的手段，在高溫高壓的共同作用下，被加工件的各向均衡受壓，故加工產(chǎn)品的致密度高、均勻性好、性能優(yōu)異，同時(shí)該技術(shù)具有生產(chǎn)周期短、工序少、能耗低、材料損耗小等特點(diǎn)。它主要用于粉末成型、擴(kuò)散粘結(jié)、工件缺陷消除、復(fù)雜形狀零件制作等，還是返修舊件以延長(zhǎng)使用壽命的一種有效方法。
[0003]以往的熱等靜壓設(shè)備都是框架加螺紋結(jié)構(gòu)，缸體是一個(gè)上邊開口的坩禍狀圓筒體，為了安全可靠，在外面常裝加固鋼箍(熱套和鋼筒)，形成雙層缸體結(jié)構(gòu)，缸筒的上口用帶全螺紋的塞頭連接和密封，拆裝繁瑣，這種結(jié)構(gòu)制造起來(lái)較簡(jiǎn)單，但螺紋易損壞，安全可靠性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速啟閉的、安全性高的快速開閉式安全熱等靜壓裝置。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置，一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置，包括拉桿式缸體組件、冷卻裝置和加熱裝置，所述熱等靜壓裝置由外到內(nèi)依次布置為拉桿式缸體組件、冷卻裝置、隔熱罩和加熱裝置，該拉桿式缸體組件包括承壓筒體、密封端蓋、承壓拉桿和螺紋緊固件，由承壓筒體和密封端蓋構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部?jī)?nèi)腔，所述密封端蓋包括悶蓋、法蘭和密封件，該悶蓋與法蘭為多層間斷式、梯形平行齒嚙合連接，且上下層間斷的平行齒在悶蓋軸向上對(duì)齊布置，由密封件彈性軟密封。
[0006]所述梯形平行齒齒端為倒角狀。
[0007]所述密封件包括“O”型密封圈、密封板、“O”型密封圈支架和固定壓板，所述“O”型密封圈布置在“O”型密封圈支架帶有承壓筒體及密封板方向的凹槽上且“O”型密封圈突出凹槽與承壓筒體及密封板自然接觸，由密封板上的固定壓板固定該“O”型密封圈支架，靠密封板擠壓“O”型密封圈密封整個(gè)內(nèi)腔。
[0008]所述承壓筒體由密封端蓋封住承壓筒體上下端口，用均勻布置的承壓拉桿貼繞承壓筒體外壁，該拉桿端頭穿過(guò)對(duì)應(yīng)密封端蓋螺紋孔，用螺紋緊固件緊固。
[0009]所述隔熱罩包括底座、圓筒和支承臺(tái)，該底座上由多層圓筒套合而成，由最內(nèi)層圓筒上端的支承臺(tái)梯次支承各層圓筒。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型通過(guò)拉桿式缸體組件配合承壓拉桿布置及法蘭和悶蓋的多層間斷式、梯形平行齒嚙合，既達(dá)到安全承力的目的，又提高了物料裝換快速啟閉的效率，加上多層的隔熱罩設(shè)計(jì)和冷卻裝置，進(jìn)一步保證承壓筒體內(nèi)壁溫度始終不會(huì)高于150°C，不致因溫度太高而超過(guò)安全極限。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型拉桿式缸體組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型悶蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型法蘭與悶蓋未嚙合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型法蘭與悶蓋嚙合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6是圖4中A局部放大圖。
[0018]圖7是圖5中B局部放大圖。
[0019]圖8是圖1的密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖9是圖8中C局部放大圖。
[0021]圖10是圖9的密封原理圖。
[0022]圖中代號(hào)含義一承壓拉桿；2—承壓筒體；3—法蘭；4一悶蓋；5—密封板；6—“O”型密封圈；7 — “O”型密封圈支架；8—固定壓塊；9一固定螺釘；11 一隔熱罩；111 一底座；112—支承臺(tái)；12—內(nèi)壓；13—外壓；14一壓緊力；15—螺母。

【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型是一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置，包括拉桿式缸體組件、冷卻裝置和加熱裝置，該熱等靜壓裝置由外到內(nèi)依次布置為拉桿式缸體組件、冷卻裝置、隔熱罩和加熱裝置。熱等靜壓技術(shù)的工作原理是:將高純度的氬氣或氮?dú)?，用壓縮泵打進(jìn)密閉的壓力容器內(nèi)，通過(guò)壓力容器內(nèi)設(shè)置的加熱裝置，將氣體和處理的材料加熱到高溫，同時(shí)氣體因高溫膨脹而產(chǎn)生很大的等靜壓力。根據(jù)帕斯卡原理，在密閉容器內(nèi)的介質(zhì)(液體或氣體)壓強(qiáng)，可以向各個(gè)方向均等地傳遞，在高溫下利用各向均等的靜壓力對(duì)物料或制品進(jìn)行壓制。
[0024]參見圖1所示:所述拉桿式缸體組件包括承壓筒體2、密封端蓋、承壓拉桿I和螺紋緊固件，該承壓筒體2由密封端蓋封住承壓筒體2端口，用承壓拉桿I均勻貼繞承壓筒體2外壁，該承壓拉桿I端頭穿過(guò)對(duì)應(yīng)密封端蓋螺紋孔，用螺紋緊固件(這里指螺母15緊固帶螺紋的承壓拉桿I)緊固(該緊固件可以是雙頭螺栓加螺母15、墊圈，或者單頭螺栓加螺母15及墊圈)，該承壓拉桿I均勻布置，一般為12根均勻布置，在設(shè)計(jì)安全極限內(nèi)完全能滿足承受工作載荷需要，分擔(dān)到每根承壓拉桿I上的載荷就小得多，且承壓拉桿I全為高強(qiáng)合金鋼制造，能起到防爆和屏障的作用，在高溫高壓(500°C，50MPa)的工作條件下，無(wú)需外加任何特殊的防護(hù)裝置，有效地保證了生產(chǎn)的安全性。
[0025]參見圖2至圖10所示:該密封端蓋包括悶蓋4、法蘭3和密封件，該悶蓋4與法蘭3為多層間斷式、梯形平行齒嚙合(類似花鍵連接)連接，悶蓋4外壁上成環(huán)繞式多層的平行齒，每層的平行齒是間斷不連續(xù)的多段平行齒貼繞于悶蓋4外壁上，且上下層間斷的平行齒在悶蓋4軸向上對(duì)齊布置，法蘭3與悶蓋4間為面面接觸，由密封件彈性軟密封，和承壓筒體2構(gòu)成密閉內(nèi)腔；該連接方式使得悶蓋4與法蘭3之間快速軸向移動(dòng)組裝連接，但同時(shí)也使齒形出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)，針對(duì)梯形平行齒齒端呈倒角狀，為了減小齒端由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)造成的應(yīng)力集中現(xiàn)象，由于間斷式梯形平行齒的長(zhǎng)度小(對(duì)應(yīng)的圓心角角度為22.5° )，且為環(huán)形均布，在法蘭3與悶蓋4梯形齒交錯(cuò)裝配后，只需相互旋轉(zhuǎn)一很小的角度(如圖4所示:一般為22.5° )，法蘭3與悶蓋4就可緊密嚙合連接，該密封件包括“O”型密封圈6、密封板5、“ O”型密封圈支架7和固定壓塊8，所述“ O”型密封圈6布置在“ O”型密封圈支架7帶有承壓筒體2及密封板5方向的凹槽上且“O”型密封圈6突出凹槽(避免了“O”型密封圈支架7和其它端蓋部件與缸體內(nèi)壁直接接觸)與承壓筒體2及密封板5自然接觸，由密封板5上固定螺釘9固定的固定壓塊8固定該“O”型密封圈支架7，靠密封板5擠壓“O”型密封圈6密封整個(gè)內(nèi)腔，該“O”型密封圈6是由柔軟彈性材料制成，使用前會(huì)在缸體內(nèi)部密封部位涂抹潤(rùn)滑脂，則“O”型密封圈6與承壓筒體2體間為柔性接觸，“O”型密封圈支架7由硬度和強(qiáng)度較低的金屬材料制作，依靠固定壓塊8使其與密封板5緊密接觸；該密封件也可以是用密封板5跟承壓筒體2接觸面里開有一個(gè)配對(duì)的環(huán)形槽/格，將該槽/格中放入密封環(huán)墊、或者填料密封環(huán)，當(dāng)該熱等靜壓裝置工作時(shí)，隨著內(nèi)腔壓力的增加密封環(huán)墊或者填料密封環(huán)進(jìn)一步壓緊，保證密封性能，保證密封高質(zhì)量的密封性能可以在密封板5跟承壓筒體2接觸面設(shè)置多處環(huán)形槽/格并放入密封環(huán)墊、或者填料密封環(huán)。
[0026]當(dāng)內(nèi)腔內(nèi)氣壓大于外部的外壓13時(shí)，內(nèi)壓12就會(huì)推動(dòng)“O”型密封圈支架7直徑增大，并貼緊密封板5，壓力差產(chǎn)生的推力使“O”型密封圈6產(chǎn)生壓縮變形，使其與內(nèi)腔內(nèi)壁貼合緊密，接觸面積也同時(shí)增加，因此，內(nèi)腔密封性能在工作過(guò)程中隨著內(nèi)腔內(nèi)部壓力而變化，內(nèi)壓12越大，其壓緊力14就越大，內(nèi)腔密封性能越強(qiáng)。這種結(jié)構(gòu)既實(shí)現(xiàn)了高壓密封，又減少了工作缸內(nèi)壁的磨損。
[0027]由上圖1至圖10所示:本實(shí)用新型工作時(shí)，工作載荷通過(guò)密封板5傳遞到悶蓋4上，再通過(guò)嚙合齒面?zhèn)鬟f到法蘭3上，由于法蘭3靠承壓拉桿I固定，最終全部工作載荷就由承壓拉桿I和承壓筒體2壁承受，這樣使得承載區(qū)域獨(dú)立安全。
[0028]隔熱罩11包括底座111、圓筒和支承臺(tái)112，該底座111上由多層圓筒套合而成，由最內(nèi)層圓筒上端的支承臺(tái)112梯次支承各層圓筒，且從外到內(nèi)，第一層圓筒上端壁上開有小孔，第2到4層圓筒下端一段側(cè)壁上開有排氣孔且下端開有通孔，第5層下端壁通孔跟內(nèi)腔連通，在加熱系統(tǒng)工作的時(shí)候，隔熱罩11內(nèi)部的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部溫度，這時(shí)候就會(huì)發(fā)生熱傳導(dǎo)，在整個(gè)系統(tǒng)工作的時(shí)候，整個(gè)內(nèi)腔內(nèi)都會(huì)由第一層圓筒上小孔充入高壓氮?dú)?或其它性質(zhì)不活潑氣體)，通過(guò)第2到4層圓筒下端開有的通孔及側(cè)壁小孔把氣體充入各層筒體，同時(shí)通過(guò)第5層將氣體充入內(nèi)腔，達(dá)到，整個(gè)承壓筒體2內(nèi)充滿氣體；筒體各層由于沒有直接接觸，只能靠層間氣體作為熱傳導(dǎo)的介質(zhì)，并且氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，熱阻很大，導(dǎo)熱效果不好，從而隔熱罩11里面的熱量很難以熱傳遞方式傳向隔熱罩11外部，每層間溫度差較小，以熱輻射輸出的熱量也只占很少一部分，筒內(nèi)熱量損失就很少，同時(shí)在隔熱罩11及隔熱罩11外部與承壓筒體2內(nèi)部的冷卻裝置的共同作用下，可保證承壓筒體2內(nèi)壁溫度始終不會(huì)高于150°C，不致因溫度太高而超過(guò)安全極限，同時(shí)該隔熱罩11還具有快速冷卻的作用。
[0029]加熱裝置包括加熱電源、加熱爐及測(cè)溫裝置，該加熱爐設(shè)置于下悶蓋4上，加熱采用多層電阻絲加熱爐分區(qū)加熱，測(cè)溫裝置采用多支K型熱電偶分別測(cè)定位置加熱溫度，通過(guò)氣體傳導(dǎo)熱量將隔熱罩11內(nèi)部工件加熱到設(shè)定溫度。
【權(quán)利要求】
1.一種快速開閉式安全熱等靜壓裝置，包括拉桿式缸體組件、冷卻裝置和加熱裝置，所述熱等靜壓裝置由外到內(nèi)依次布置為拉桿式缸體組件、冷卻裝置、隔熱罩和加熱裝置，該拉桿式缸體組件包括承壓筒體、密封端蓋、承壓拉桿和螺紋緊固件，由承壓筒體和密封端蓋構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部?jī)?nèi)腔，其特征在于:所述密封端蓋包括悶蓋、法蘭和密封件，該悶蓋與法蘭為多層間斷式、梯形平行齒嚙合連接，且上下層間斷的平行齒在悶蓋軸向上對(duì)齊布置，由密封件彈性軟密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速開閉式安全熱等靜壓裝置，其特征在于:所述梯形平行齒齒端為倒角狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速開閉式安全熱等靜壓裝置，其特征在于:所述密封件包括“0”型密封圈、密封板、“0”型密封圈支架和固定壓板，所述“0”型密封圈布置在“0”型密封圈支架帶有承壓筒體及密封板方向的凹槽上且“0”型密封圈突出凹槽與承壓筒體及密封板自然接觸，由密封板上的固定壓板固定該“0”型密封圈支架，靠密封板擠壓“0”型密封圈密封整個(gè)內(nèi)腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速開閉式安全熱等靜壓裝置，其特征在于:所述承壓筒體由密封端蓋封住承壓筒體上下端口，用均勻布置的承壓拉桿貼繞承壓筒體外壁，該拉桿端頭穿過(guò)對(duì)應(yīng)密封端蓋螺紋孔，用螺紋緊固件緊固。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速開閉式安全熱等靜壓裝置，其特征在于:所述隔熱罩包括底座、圓筒和支承臺(tái)，該底座上由多層圓筒套合而成，由最內(nèi)層圓筒上端的支承臺(tái)梯次支承各層圓筒。
【文檔編號(hào)】B30B15/28GK204222260SQ201420608707
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】郭先靜, 宋聯(lián)杰, 楊柯, 羅靜, 稅曉勇 申請(qǐng)人:什邡市同佳機(jī)械有限公司