СОСУД ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ С СИЛЬФОНОМ
HIGH PRESSURE VESSEL WITH BELLOWS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сосуду высокого давления с кольцеобразным сильфоном, который уплотняет открытый конец полого корпуса, имеющего дно, сосуда, и наружному периферийному участку дисперсионной прокладки, которая закрывает этот открытый конец, и конкретно к кольцеобразному сильфону для сосуда высокого давления, который вставляется в ненагретом состоянии из состояния, нагретого до высокой температуры, и который используется в условиях теплового расширения и сжатия.
Предпосылки изобретения
В качестве устройства, которое полимеризирует смолу, используется сосуд высокого давления, изображенный на фиг.3-5. Этот сосуд высокого давления содержит полый корпус, имеющий дно, сосуда в вертикальном положении, содержащий открытый конец 11 и крышку 20, которая закрывает открытый конец 11. Внутренняя часть корпуса 10 сосуда содержит элементы 12 для полимеризации смолы.
Внутри открытого конца дисперсионная прокладка 30, выполненная с рядом отверстий 31, закреплена на опорной поверхности (не показана), которая выполнена с возможностью выступа от внутренней периферийной поверхности корпуса 10 сосуда. Зазор образован между корпусом 10 сосуда и дисперсионной прокладкой 30. Хотя фиг.5 изображает схематический вид, в котором основные элементы сосуда высокого давления, изображенного на фиг.3, увеличены, сосуд высокого давления, изображенный на фиг.4, является подобным по его основной конфигурации.
Кроме того, кольцеобразный сильфон 4, образованный при помощи вогнутой криволинейной поверхности, уплотняет между наружным периферийным участком верхней поверхности дисперсионной прокладки 30 и внутренней периферийной поверхностью открытого конца 11 корпуса 10 сосуда. Нижняя торцевая кромка сильфона 4 сварена с наружным периферийным участком верхней поверхности дисперсионной прокладки 30, и верхняя торцевая кромка сильфона 4 сварена с внутренней периферийной поверхностью открытого конца 11 корпуса 10 сосуда, в результате чего зазор между дисперсионной прокладкой 30 и корпусом 10 сосуда устранен.
Открытый конец 11 корпуса 10 сосуда выполнен с наружным фланцем 14, наружная периферийная часть крышки 20 соединяется с наружным фланцем 14, и открытый конец 11 и крышка 20 соединяются вместе с помощью болтов 1 и гаек 2. В качестве крышки 20 используются полусферическая или полуэллиптическая крышка, изображенная на фиг.3, и крышка в форме толстой пластины, изображенная на фиг.4.
Кроме того, ряд рубашек (не показаны), через которые проходит нагретое масло с высокой температурой, например приблизительно 250-400°С, дополнительно предусмотрен на верхней поверхности крышки 20 и на наружной периферийной поверхности корпуса 10 сосуда. Кроме того, во внутренней части сосуда высокого давления поддерживается состояние с высокой степенью разрежения, и сырьевой материал проходит из части крышки 20. Сырьевой материал входит через отверстия 31 дисперсионной прокладки 30 при нагревании и проходит вниз в корпус 10 сосуда.
Сильфон 4 препятствует прохождению вниз сырьевого материала в корпус 10 сосуда из части между корпусом 10 сосуда и дисперсионной прокладкой 30. Кроме того, поскольку сильфон образован с вогнутой кривой поверхностью, сырьевой материал, который прошел вниз на сильфон 4, перемещается к отверстиям 31 дисперсионной прокладки 30 и проходит вниз в корпус 10 сосуда через отверстия 31 без застаивания.
В то время как сырьевой материал, который прошел в корпус 10 сосуда, нагревается, смола полимеризуется при помощи элементов 12, и эта смола выгружается из нижнего конца корпуса 10 сосуда. Поскольку застой сырьевого материала на сильфоне 4 предотвращен, может быть предотвращено смешивание геля, вызываемое тепловым разрушением.
Кроме того, даже в устройстве для заполнения сжиженного газа или вещества под давлением используется сосуд высокого давления подобной конфигурации, как указанная конфигурация.
Раскрытие настоящего изобретения
Проблемы, решаемые настоящим изобретением
Сосуд высокого давления расширяется при нагревании и сжимается, когда нагревание заканчивается. Следовательно, сильфон 4, сваренный с открытым концом 11 корпуса 10 сосуда и наружной периферийной частью дисперсионной прокладки 30, также подвергается тепловому сжатию. Однако поскольку сильфон 4 сваривается с корпусом 10 сосуда и ограничивается им и дисперсионной прокладкой 30 соответственно на своих торцевых кромках и образован в виде вогнутой криволинейной поверхности, то не существует достаточного предела для теплового сжатия. Следовательно, избыточное тепловое напряжение может быть вызвано в сильфоне 4. Тогда сильфон 4 дает трещину. Жидкий сырьевой материал застаивается в зазоре между дисперсионной прокладкой 30 и корпусом 10 сосуда, и смола низкого качества, в которой образуется гель, полимеризуется.
Следовательно, целью настоящего изобретения является создание сильфона для сосуда высокого давления, который не будет давать трещину вследствие теплового расширения и сжатия при предотвращении застоя сырьевого материала.
Способы решения проблемы
В соответствии с настоящим изобретением, описывается сосуд высокого давления с сильфоном, выполненный с возможностью реализации кольцеобразного уплотнения между открытым концом полого корпуса, имеющего дно, сосуда и наружным периферийным участком дисперсионной прокладки, закрывающей открытый конец. Сильфон образован с изогнутой частью, изгибающейся в радиальном направлении для обеспечения теплового расширения и сжатия без вдавливания.
В соответствии с данным сильфоном для сосуда высокого давления сильфон образован с изогнутой частью, изгибающейся в радиальном направлении для обеспечения теплового расширения и сжатия без вдавливания. Таким образом, сильфон вряд ли может дать трещину, даже если корпус сосуда или дисперсионная прокладка подвергаются тепловому расширению или сжатию, когда температура корпуса сосуда поднимается или опускается для обеспечения реакции сырьевого материала внутри корпуса сосуда или ее прекращения.
Кроме того, в сильфоне для сосуда высокого давления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы корпус сосуда был выполнен с возможностью обеспечения прохождения сырьевого материала в него через открытый конец, дисперсионная прокладка была выполнена с возможностью обеспечения прохождения сырьевого материала на дно корпуса сосуда и изогнутая часть была образована таким образом, чтобы не вызывать застой сырьевого материала. В соответствии с данным сильфоном для сосуда высокого давления изогнутая часть образована таким образом, чтобы не вызывать застой сырьевого материала. Таким образом, поскольку сырьевой материал, проходящий в корпус сосуда, вряд ли будет застаиваться на изогнутой части, могут быть получены продукты без образования в них геля.
Кроме того, в сильфоне для сосуда высокого давления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы изогнутая часть содержала вогнутую криволинейную поверхность и выпуклую криволинейную поверхность, которые образованы непрерывными для обеспечения формы волны. В соответствии с данным сильфоном для сосуда высокого давления изогнутая часть содержит вогнутую криволинейную поверхность и выпуклую криволинейную поверхность, которые образованы непрерывными для обеспечения формы волны, и выпуклая криволинейная поверхность не ограничена в направлении, в котором она выступает, или направлении, противоположном направлению, в котором она выступает. Таким образом, обеспечивается тепловое расширение и сжатие. Кроме того, вогнутая криволинейная поверхность не образована, например, в такой вдавленной форме, чтобы сырьевой материал застаивался.
Преимущество настоящего изобретения
В соответствии с сосудом высокого давления с сильфоном настоящего изобретения кольцеобразное уплотнение реализовано между открытым концом полого корпуса, имеющего дно, сосуда и наружной периферийной частью дисперсионной прокладки, закрывающей открытый конец, и сильфон образован с изогнутой частью, изгибающейся в радиальном направлении, для обеспечения теплового расширения и сжатия без вдавливания. Таким образом, сильфон вряд ли сможет дать трещину, даже если корпус сосуда или дисперсионная прокладка подвергаются тепловому расширению и сжатию. Следовательно, гель не образуется в смоле, полимеризованной в сосуде высокого давления, и объем выпуска может быть увеличен.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает увеличенный вид в разрезе, иллюстрирующий один вариант осуществления сильфона для сосуда высокого давления настоящего изобретения.
Фиг.2 изображает схематический перспективный вид в частичном разрезе, иллюстрирующий один вариант осуществления сильфона для сосуда высокого давления настоящего изобретения.
Фиг.3 изображает схематический вид в разрезе, иллюстрирующий пример сосуда высокого давления.
Фиг.4 изображает схематический вид в разрезе, иллюстрирующий пример сосуда высокого давления, отличного от указанного сосуда высокого давления.
Фиг.5 изображает увеличенный вид в разрезе, иллюстрирующий сильфон для обычного сосуда высокого давления.
Ссылочные номера:
10 - корпус сосуда,
11 - открытый конец,
20 - крышка,
30 - дисперсионная прокладка,
40 - сильфон,
41 - изогнутая часть,
42 - вогнутая криволинейная поверхность,
43 - выпуклая криволинейная поверхность.
Предпочтительные варианты осуществления для выполнения настоящего изобретения
Один вариант осуществления сильфона сосуда высокого давления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на чертежи. Необходимо отметить, что описание будет сделано посредством обозначения подобными ссылочными номерами в качестве общепринятых ссылочных номеров подобных элементов. Как показано на фиг.3 или 4, данный сосуд высокого давления также содержит корпус 10, имеющий дно, сосуда в вертикальном положении, имеющий открытый конец 11, и крышку 20, которая закрывает открытый конец 11, и наружный фланец 14, предусмотренный на открытом конце 11 корпуса 10 сосуда, и наружный периферийный участок крышки 20 закреплены вместе с помощью болтов 1 и гаек 2.
Кроме того, дисперсионная прокладка 30, выполненная с рядом отверстий 31, закреплена внутри открытого конца 11, содержащего наружный фланец 14. Дисперсионная прокладка 30 закреплена на опорной поверхности (не показана), выступающей от внутренней периферийной поверхности корпуса 10 сосуда, и зазор образован между дисперсионной прокладкой и внутренней поверхностью корпуса 10 сосуда.
Сильфон 40 уплотняет между открытым концом 11 корпуса 10 сосуда и наружным периферийным участком дисперсионной прокладки 30. Сильфон 40 отличается образованием изогнутой части 41, которая изгибается в радиальном направлении для обеспечения теплового расширения и сжатия без вдавливания. То есть как показано на фиг.1 и 2, сильфон 40 образован с изогнутой частью 41, которая сгибается таким образом, что вряд ли даст трещину, даже если корпус 10 сосуда или дисперсионная прокладка 30 подвергаются тепловому расширению и сжатию, когда температура корпуса 10 сосуда поднимается или опускается для обеспечения реакции сырьевого материала внутри корпуса 10 сосуда или ее прекращения.
Изогнутая часть 41 образована при помощи вогнутой криволинейной поверхности 42 и выпуклой криволинейной поверхности 43, которые образованы непрерывными для обеспечения формы волны в радиальном поперечном сечении. То есть вогнутая криволинейная поверхность 42 образована вдоль каждой торцевой кромки сильфона 40, и выпуклая криволинейная поверхность 43 образована для того, чтобы удерживаться между обеими вогнутыми криволинейными поверхностями 42. Обе вогнутые криволинейные поверхности 42 наклонены таким образом, что углубление не образуется, и выполнены непрерывными при помощи выпуклой криволинейной поверхности 43. Кроме того, торцевые кромки сильфона 40 сварены соответственно с внутренней периферийной поверхностью открытого конца 11 корпуса 10 сосуда и поверхностью дисперсионной прокладки 30, так что зазор не образуется между корпусом 10 сосуда и дисперсионной прокладкой 30.
В сосуде высокого давления, содержащем такой сильфон 40, жидкий сырьевой материал проходит через часть крышки 20 и смола полимеризуется при нагревании этого сырьевого материала в среде с высокой степенью разрежения. В это время сырьевой материал, проходящий через крышку 20, перемещается вниз в корпус 10 сосуда из отверстий 31 без застаивания на вогнутой криволинейной поверхности 42 сильфона 40. Следовательно, поскольку не образуется застойная часть сырьевого материала, может быть предотвращено смешивание геля с полимеризуемой смолой.
Кроме того, при нагревании корпуса 10 сосуда наружного фланца 14 и крышки 20 тепло передается на дисперсионную прокладку 30 внутри корпуса 10 сосуда благодаря теплопроводности, застаиванию или излучению. Однако по сравнению с наружным фланцем 14, на который тепло непосредственно передается, повышение температуры дисперсионной прокладки 30 замедляется. В результате зазор между наружным фланцем 14 и дисперсионной прокладкой 30 изменяется вследствие разных степеней теплового расширения между наружным фланцем 14 и дисперсионной прокладкой 30.
Однако поскольку сильфон 40, который уплотняет между корпусом 10 сосуда и дисперсионной прокладкой 30 посредством сварки, образован с вогнутой криволинейной поверхностью 42 и выпуклой криволинейной поверхностью 43, которые образованы непрерывными для обеспечения формы волны, выпуклая криволинейная поверхность 43 не ограничивается в направлении, в котором она выступает. Следовательно, как показано при помощи двух штрихпунктирных линий на фиг.1, выпуклая криволинейная поверхность 43 расширяется для незначительного выступа. В этом растянутом сильфоне 40 утопленная часть, в которой застаивается сырьевой материал, не образуется.
Кроме того, при завершении реакции сырьевого материала корпус 10 сосуда, наружный фланец 14 и крышка 20 охлаждаются и сжимаются. Поскольку сильфон 40, который уплотняет между корпусом 10 сосуда и дисперсионной прокладкой 30 посредством сварки, образован при помощи вогнутой криволинейной поверхности 42 и выпуклой криволинейной поверхности 43, которые образованы непрерывными для обеспечения формы волны, выпуклая криволинейная поверхность 43 не ограничивается в направлении, противоположном направлению, в котором она выступает. Следовательно, выпуклая криволинейная поверхность 43 незначительно утоплена и, как показано при помощи одной штрихпунктирной линии на фиг.1, сжимается в виде вогнутой криволинейной поверхности без разрыва. Утопленная часть, в которой застаивается сырьевой материал, не образуется в сильфоне 40, сжатом таким образом, и, кроме того, сильфон не дает трещину, поскольку он сжимается в виде вогнутой криволинейной поверхности.
Кроме того, поскольку сырьевой материал, прошедший в сосуд высокого давления, нагревается в среде с высокой степенью разрежения без застаивания, смола полимеризуется. Поскольку эта смола не вызывает образование геля, то получается смола высокого качества, которая отвечает стандартам.
Настоящее изобретение не ограничивается указанным вариантом осуществления, и возможны различные изменения в объеме подробного описания настоящего изобретения, изложенного в формуле изобретения. Например, данный сосуд высокого давления также может использоваться не только в качестве устройства для полимеризации смолы, но и в качестве устройства, которое заполняется сжиженным газом или веществом под давлением.
Кроме того, сосуд высокого давления может быть выполнен подобным образом не в вертикальном положении, а в горизонтальном положении и в наклонном положении. Кроме того, сильфон 40 не ограничивается изогнутой частью 41, в которой выпуклая криволинейная поверхность 43 образуется между двумя вогнутыми криволинейными поверхностями 42, как показано на чертежах, и три или более вогнутые криволинейные поверхности 42 и две или более выпуклые криволинейные поверхности 43 могут быть образованы непрерывными для обеспечения формы волны.
Применяемость в производственных условиях
Герметичная структура сосуда высокого давления настоящего изобретения может эффективно использоваться для сосуда высокого давления, который используется в качестве устройства, которое полимеризует смолу, или устройства, которое заполняется сжиженным газом или веществом под давлением.