第八章化工容器 第四節(jié)高壓容器 復習 1 什么是內壓薄壁容器 什么是外壓薄壁容器 2 圓筒形薄壁容器的變形規(guī)律是什么 3 什么是外壓容器的失穩(wěn) 有哪兩種形式 4 什么是外壓容器的臨界壓力 5 影響臨界壓力的因素有哪些 6 提高外壓容器穩(wěn)定性的措施有哪些 前述 高壓容器應用越來越廣泛 高壓操作優(yōu)點 提高反應速度改進熱量的回收縮小設備體積 一 高壓容器的結構 高壓容器的組成 筒體 筒體端部 封頭 密封結構以及一些附件組成 二 高壓容器的密封 高壓容器的密封分為強制式密封 自緊式密封和半緊式密封 1 強制式密封強制式密封是完全依靠連接件 通過被連接強制擠壓密封元件使之變形而達到密封的目的 即依靠螺栓的預緊力使頂蓋 密封件和筒體端部之間有一定的接觸壓力 通過擠壓密封墊來實現(xiàn)密封 特點 操作壓力增大 密封面的壓力下降 墊片回彈 墊片有足夠的回彈能力 便能保持良好的密封 強制式密封 1 平墊密封平墊密封的結構域薄壁容器的法蘭連接密封基本相同 在連接表面間放置軟材料制造的墊片 在螺栓預緊力的作用下 介質可能泄露的間隙或孔道被擠壓后產(chǎn)生塑性變形的墊片材料所填充 1 主螺母2 墊圈3 平蓋4 主螺栓5 筒體端部6 平墊片 強制式密封 1 平墊密封改善平墊密封性能的措施 1 在密封面上開1 2條斷面為三角形的圓環(huán)形溝槽 盡量使墊片不要過寬 2 平墊的位置要盡量靠近筒體內壁 3 墊片放置頂蓋與筒體端部所構成的密封腔內 1 主螺母2 墊圈3 平蓋4 主螺栓5 筒體端部6 平墊片 強制式密封 2 卡扎里密封外螺紋卡扎里密封的結構 如右圖所示 1 頂蓋 2 螺紋套筒 3 筒體端部 4 預緊螺栓 5 壓壞 6 密封墊 外螺紋卡扎里密封用壓環(huán)和預緊螺栓將三角形墊片壓緊來保證密封 特點 裝拆方便 結構較復雜 適用于大直徑和壓力較高的場合 自緊式密封 自緊式密封是依靠容器內的操作壓力壓緊密封元件 使連接處達到密封的目的 在內壓力升高時 密封表面間的接觸壓力也隨之升高 并壓緊密封 使連接處實現(xiàn)密封 壓力越高 密封性能越好 自緊式密封 1 楔形墊密封結構 如右圖 密封墊至于浮動端蓋和筒體頂部之間 用主螺栓通過壓環(huán)壓緊 密封預緊力由擰緊主螺栓來達到 工作時 介質壓力作用于浮動端蓋 擠壓密封墊達到密封目的 壓力越大 密封性越好 1 塑性楔形墊2 筒體端部3 法蘭4 主螺栓5 浮動端蓋 自緊式密封 楔形密封的優(yōu)點 密封可靠 螺栓預緊力較小 由于頂蓋可以自由移動 在溫度和壓力有波動的情況下仍能保持良好的密封性能 缺點 塑性密封墊易被擠壓在頂蓋和壓環(huán)的間隙中 使端蓋打開困難 結構笨重 浮動頂蓋占有一定的高壓空間 自緊式密封 2 伍德密封依靠擰緊牽制螺栓時頂蓋與壓墊 壓墊與筒體端部之間產(chǎn)生密封預緊力 壓力作用后 頂蓋上移 密封壓力進一步增加 是軸向自緊式密封 1 頂蓋2 牽制螺栓3 螺母4 牽制環(huán)5 四合環(huán)6 拉緊螺釘7 壓墊8 筒體端部 自緊式密封 3 C形密封見圖8 26 C形密封是依靠C形環(huán)上 下兩個凸出的圓弧面與端蓋和筒體端部的平面形成線接觸而實現(xiàn)密封的 預緊時的密封內壓升高時的密封 自緊式密封 4 O形密封金屬O形環(huán)的三種結構形式1 非自緊式金屬O形環(huán)密封結構 由金屬管直接對焊而成 預緊時密封 線接觸密封工作時密封 在介質壓力作用下使環(huán)張開后緊貼密封面達到密封 用于真空 壓力較低及有腐蝕性液體或氣體的場合 P 7MPa的壓力容器 自緊式密封 2 充氣式金屬O型密封密封結構機理 在環(huán)腔內充入一定壓力的惰性氣體 在工作時 隨著溫度的升高 使環(huán)張開 貼緊法蘭密封面 再依靠螺栓拉緊來達到密封的目的 一般用于高壓 高溫 400 600 自緊式密封 3 自緊式金屬O形環(huán)密封結構機理 在環(huán)內側鉆有若干個小孔 壓力介質可以通入 故環(huán)內的壓力和容器的操作壓力相等 因而具有很大的回彈能力 操作時依靠介質壓力使環(huán)張開 依靠螺栓拉緊 緊貼法蘭密封面達到密封的目的 半自緊式密封 密封機理 如右圖所示 在密封錐面上放有厚1mm左右的金屬軟墊片 當主螺栓擰緊時 軟墊片發(fā)生塑性變形 而且雙錐環(huán)也被迫向內收縮 造成一定的回彈力 達到預緊的密封目的 半自緊式密封 密封機理 如右圖所示 平蓋的圓柱面上銑有若干縱向半圓形溝槽 當內壓力上升時 介質進入雙錐環(huán)與平蓋的環(huán)形間隙中 使雙錐環(huán)向外擴張 增加了