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摘 要：作为一种常见的压力设备，高压容器现如今不管在工业生产还是人类日常生活中都得到了广泛的使用。早在工业革命时期，因为工业技术的高速发展，对于高压容器的刚性需求加大后，各种类型的高压容器就不断涌现，这从一定程度上也极大促进了国民经济的可持续性发展。密封结构作为高压容器的核心，其对于高压容器的性能起着决定性的作用。所以，从高压容器的密封结构入手，研究更好的结构形态，对于延长高压容器的寿命，增强其功能具有非常重要的意义。
关键词：高压容器；密封；优化设计
前言
随着社会经济的发展和科技水平的不断提升，现代工业生产急需较为先进的前沿科技的支持，对于在国民经济中起主导作用的电力、石油、机械设备制造、矿产加工等领域，高压容器在各类工业生产中发挥的作用也越来越明显。传统的高压容器连接方式主要是通过将主螺旋栓或螺纹套筒安装在容器顶端，此类方法结构过于简单，装拆繁琐。针对传统高压容器密封结构的设计，我们需要新型的密封结构设计，这种设计不但可以实现容器顶端的快速拆卸，同时还能保证结构的密封性可靠、实用性强、使用范围广等特点。
1 对于高压容器密封结构的概述
1.1 对于高压容器密封结构的详细定义
关于高压容器的结构的介绍，很多书籍和文献中都进行了详细而深刻的介绍。为了较好地进行客观性的介绍，本文主要从密封和结构两个重要方面，基于综合性的角度给出高压容器的定义。详细定义为：在一个封闭系统内，用于杜绝容器内部气体、液体或固体微粒从容器连接口泄漏出去的同时还能防止外部空间的气体、液体或固体颗粒从连接处进入到容器内部的结构部件。
1.2 高压容器密封结构的种类
随着高压容器、超高压容器目前被广泛使用到工业生产的各个环节中，容器密封结构的理论研究和合理设计就变得越来越重要，这也是研究高压容器的工程技术人员设计各类高压容器的关键环节。基于高压容器结构的分析以及设计理念的基础，工程技术人员必须要保证高压容器的安全等级，功能要多并且持续利用的时间要长，当然，整体建设的经济消耗要合理。高压容器密封结构的常见从压力强度分为高压密封结构、中压密封结构和低压密封结构，而从具体应用角度来说又可以分类为强剌型密封（通过铺设平垫或透镜垫的方式密封）、自紧密封（通过铺设三角垫进行密封）、半自紧密封（如双锥密封等）、平垫自紧密封、空也金属、B型环型密封等，而在实际工业生产生活使用中，常见的密封结构又有几种：平垫密封、卡扎里密封、双锥密封、伍德密封、B形环密封、0形环密封。
1.3 高压容器密封结构的基本原理
高压容器密封结构的基本原理包括静密封原理和动密封原理。首先静密封原理是指密封材料被安装在两个结构元件结合处，在密封材料之间施加压力使密封材料发生一定的变形然后填满接触面的缝隙，致使接触面形成隔离区域达到密封的效果，一方面阻止了内部气体、微小颗粒物质的泄漏，另一方面也阻止外界气体、固体、微小颗粒的渗透。从密封所用材料的性能来说，我们需要较好的伸展性能和弹塑性能，在施加密封所需巨大压力时，密封材料能够发生相应的物理形变，形成密封隔绝形态的同时也不使接触面发生磨损。一般来说，工业生产和人们日常生活中所用的垫片材料包括金属材料，石墨，橡胶材料，陶瓷纤维材料和聚四氣乙婦等等。动密封原理一般是指油膜密封，一般广泛运用于密封材料接触面存在相对运动或绝对运动的情况，这类情况不能与基于静密封原理所运行的情况相提并论，根据胡可定律，施加于接触面的压力越大，摩擦阻力就会随之变大，这样会使机械结构无法正常运作。所以，此类问题我们通常会选择添加润滑油或润猎油的方法来解决，通过在接触材料之间形成一层油膜来达到密封的效果。这种方法也只是用于接触面的面积适度的情况，接触面积既不能过大使得接合面之间的油泄漏，也不能过小使得接触面因为摩擦发热而损坏，这样都达不到我们所需的效果。
2 高压容器优化设计存在的问题和优化使用的常见装置
2.1 高压容器密封优化存在的常见问题
根据现行的《钢制压力容器》等各国法律规范，在现有的技术手段实施下，我们推荐的密封装置结构有很多，主要有主螺栓平垫、双锥环密封结构等等。主螺栓平垫在实际使用中随着容器内部压力的增加，内径也会随之增加，这就会使得螺旋的直径变得越来越大，这种结构过于简单而且笨重庞大，耗费的资金和成本也很大；装拆的步骤较多，繁琐程度高，工人的工作强度大，这些都会使大的部件在安装和使用中存在各类问题。另一种结构是卡扎里螺纹套筒结构，这种结构使用长套筒通过锯齿型螺纹间断连接在一起，这种设计虽然结构简单，但是螺纹套筒与顶盖内径不断加大，结构变得极为庞大，加工困难程度提升，成本变得更加昂贵。
2.2 几种常见的高压容器密封装置
当前，大多数高压密封装置广泛应用于高、中和低压环境中，工作时承载的压力环境广泛，一般从0.8～6.4MPa，温度环境大约在200℃左右。现在广泛使用的盖密封装置主要包括卡箍式、齿啮式、轴向抗剪螺栓连接式等。卡箍式密封装置一般用于萃取行业，其结构较为简单，但是会因为内径的增加导致一些不必要的问题。在我们使用之前，必须要一个一个地打开或拧紧连接的装置或螺母，移动卡扣装置，才能打开和关闭密闭容器。传统卡扣装置一般包括手摇式卡扣装置、蝶形螺母卡扣装置、丝杠带动卡扣连接装置，这些装置广泛使用于那些需要不断启闭的密闭容器中。另一种装置是平顶盖的齿啮式快开端盖密封装置，这种装置具有打开和关闭速度快，承受的压力水平较高的特点，这类装置一般应用于化工、食品等行业中。其工作原理也很简单，通过顶盖和端部之间的齿扣连接，当我们需要打开时，可以直接按照某一方向旋转直接启闭密闭容器。
2.3 加强高压容器安全检测的措施
众所周知，高压容器由于其特殊性，我们需要对其进行必要的安全检测，防止安全事故的发生。一般方法包括安装压力检测设备以检测容器内部压力大小，加强异常天气下的巡逻与监测，对于容器装置的各类零件要仔细挑选应用，严格按照相关的规章制度和操作方法执行等。
结束语
由于高压容器的特殊性和技术性的特点，密封优化设计也刻不容缓，值得每一个技术人员广泛重视。我们可以通过采用卡箍式密封装置、C形环高压密封装置等各类先进的密闭装置达到高压容器密封优化设计的要求，借助结构本身合理连接方式实现容器的各类操作。因此，在社会经济和工业生产高速发展的今天，高压容器的密封优化设计具有很广阔的应用前景和市场。
参考文献
[1]郑津洋，徐平，匡继勇，等.高压密封装置技术进展[J].化工设备设计， 1994，31（2）：7-13.
[2]陈平，钱才富.新型高压密封D形轴向抗剪螺栓连接技术[J].压力容器， 2003，20（4）：14-16.
关键词：高压容器；密封；优化设计
前言
随着社会经济的发展和科技水平的不断提升，现代工业生产急需较为先进的前沿科技的支持，对于在国民经济中起主导作用的电力、石油、机械设备制造、矿产加工等领域，高压容器在各类工业生产中发挥的作用也越来越明显。传统的高压容器连接方式主要是通过将主螺旋栓或螺纹套筒安装在容器顶端，此类方法结构过于简单，装拆繁琐。针对传统高压容器密封结构的设计，我们需要新型的密封结构设计，这种设计不但可以实现容器顶端的快速拆卸，同时还能保证结构的密封性可靠、实用性强、使用范围广等特点。
1 对于高压容器密封结构的概述
1.1 对于高压容器密封结构的详细定义
关于高压容器的结构的介绍，很多书籍和文献中都进行了详细而深刻的介绍。为了较好地进行客观性的介绍，本文主要从密封和结构两个重要方面，基于综合性的角度给出高压容器的定义。详细定义为：在一个封闭系统内，用于杜绝容器内部气体、液体或固体微粒从容器连接口泄漏出去的同时还能防止外部空间的气体、液体或固体颗粒从连接处进入到容器内部的结构部件。
1.2 高压容器密封结构的种类
随着高压容器、超高压容器目前被广泛使用到工业生产的各个环节中，容器密封结构的理论研究和合理设计就变得越来越重要，这也是研究高压容器的工程技术人员设计各类高压容器的关键环节。基于高压容器结构的分析以及设计理念的基础，工程技术人员必须要保证高压容器的安全等级，功能要多并且持续利用的时间要长，当然，整体建设的经济消耗要合理。高压容器密封结构的常见从压力强度分为高压密封结构、中压密封结构和低压密封结构，而从具体应用角度来说又可以分类为强剌型密封（通过铺设平垫或透镜垫的方式密封）、自紧密封（通过铺设三角垫进行密封）、半自紧密封（如双锥密封等）、平垫自紧密封、空也金属、B型环型密封等，而在实际工业生产生活使用中，常见的密封结构又有几种：平垫密封、卡扎里密封、双锥密封、伍德密封、B形环密封、0形环密封。
1.3 高压容器密封结构的基本原理
高压容器密封结构的基本原理包括静密封原理和动密封原理。首先静密封原理是指密封材料被安装在两个结构元件结合处，在密封材料之间施加压力使密封材料发生一定的变形然后填满接触面的缝隙，致使接触面形成隔离区域达到密封的效果，一方面阻止了内部气体、微小颗粒物质的泄漏，另一方面也阻止外界气体、固体、微小颗粒的渗透。从密封所用材料的性能来说，我们需要较好的伸展性能和弹塑性能，在施加密封所需巨大压力时，密封材料能够发生相应的物理形变，形成密封隔绝形态的同时也不使接触面发生磨损。一般来说，工业生产和人们日常生活中所用的垫片材料包括金属材料，石墨，橡胶材料，陶瓷纤维材料和聚四氣乙婦等等。动密封原理一般是指油膜密封，一般广泛运用于密封材料接触面存在相对运动或绝对运动的情况，这类情况不能与基于静密封原理所运行的情况相提并论，根据胡可定律，施加于接触面的压力越大，摩擦阻力就会随之变大，这样会使机械结构无法正常运作。所以，此类问题我们通常会选择添加润滑油或润猎油的方法来解决，通过在接触材料之间形成一层油膜来达到密封的效果。这种方法也只是用于接触面的面积适度的情况，接触面积既不能过大使得接合面之间的油泄漏，也不能过小使得接触面因为摩擦发热而损坏，这样都达不到我们所需的效果。
2 高压容器优化设计存在的问题和优化使用的常见装置
2.1 高压容器密封优化存在的常见问题
根据现行的《钢制压力容器》等各国法律规范，在现有的技术手段实施下，我们推荐的密封装置结构有很多，主要有主螺栓平垫、双锥环密封结构等等。主螺栓平垫在实际使用中随着容器内部压力的增加，内径也会随之增加，这就会使得螺旋的直径变得越来越大，这种结构过于简单而且笨重庞大，耗费的资金和成本也很大；装拆的步骤较多，繁琐程度高，工人的工作强度大，这些都会使大的部件在安装和使用中存在各类问题。另一种结构是卡扎里螺纹套筒结构，这种结构使用长套筒通过锯齿型螺纹间断连接在一起，这种设计虽然结构简单，但是螺纹套筒与顶盖内径不断加大，结构变得极为庞大，加工困难程度提升，成本变得更加昂贵。
2.2 几种常见的高压容器密封装置
当前，大多数高压密封装置广泛应用于高、中和低压环境中，工作时承载的压力环境广泛，一般从0.8～6.4MPa，温度环境大约在200℃左右。现在广泛使用的盖密封装置主要包括卡箍式、齿啮式、轴向抗剪螺栓连接式等。卡箍式密封装置一般用于萃取行业，其结构较为简单，但是会因为内径的增加导致一些不必要的问题。在我们使用之前，必须要一个一个地打开或拧紧连接的装置或螺母，移动卡扣装置，才能打开和关闭密闭容器。传统卡扣装置一般包括手摇式卡扣装置、蝶形螺母卡扣装置、丝杠带动卡扣连接装置，这些装置广泛使用于那些需要不断启闭的密闭容器中。另一种装置是平顶盖的齿啮式快开端盖密封装置，这种装置具有打开和关闭速度快，承受的压力水平较高的特点，这类装置一般应用于化工、食品等行业中。其工作原理也很简单，通过顶盖和端部之间的齿扣连接，当我们需要打开时，可以直接按照某一方向旋转直接启闭密闭容器。
2.3 加强高压容器安全检测的措施
众所周知，高压容器由于其特殊性，我们需要对其进行必要的安全检测，防止安全事故的发生。一般方法包括安装压力检测设备以检测容器内部压力大小，加强异常天气下的巡逻与监测，对于容器装置的各类零件要仔细挑选应用，严格按照相关的规章制度和操作方法执行等。
结束语
由于高压容器的特殊性和技术性的特点，密封优化设计也刻不容缓，值得每一个技术人员广泛重视。我们可以通过采用卡箍式密封装置、C形环高压密封装置等各类先进的密闭装置达到高压容器密封优化设计的要求，借助结构本身合理连接方式实现容器的各类操作。因此，在社会经济和工业生产高速发展的今天，高压容器的密封优化设计具有很广阔的应用前景和市场。
参考文献
[1]郑津洋，徐平，匡继勇，等.高压密封装置技术进展[J].化工设备设计， 1994，31（2）：7-13.
[2]陈平，钱才富.新型高压密封D形轴向抗剪螺栓连接技术[J].压力容器， 2003，20（4）：14-16.