8.4 高压容器【课资类别】

1、第八章 化工容器,第四节 高压容器,1,课堂内容,复习,1.什么是内压薄壁容器？什么是外压薄壁容器？ 2.圆筒形薄壁容器的变形规律是什么？ 3.什么是外压容器的失稳？有哪两种形式？ 4.什么是外压容器的临界压力？ 5.影响临界压力的因素有哪些？ 6、提高外压容器稳定性的措施有哪些？,2,课堂内容,前述,高压容器应用越来越广泛。 高压操作优点： 提高反应速度 改进热量的回收 缩小设备体积,3,课堂内容,一、高压容器的结构,高压容器的组成： 筒体、筒体端部、封头、密封结构以及一些附件组成。,4,课堂内容,二、高压容器的密封,高压容器的密封分为强制式密封、自紧式密封和半紧式密封。 1、强制式密封 强

2、制式密封是完全依靠连接件，通过被连接强制挤压密封元件使之变形而达到密封的目的。 即依靠螺栓的预紧力使顶盖、密封件和筒体端部之间有一定的接触压力，通过挤压密封垫来实现密封。 特点：操作压力增大密封面的压力下降垫片回弹，垫片有足够的回弹能力，便能保持良好的密封。,5,课堂内容,强制式密封,（1）平垫密封 平垫密封的结构域薄壁容器的法兰连接密封基本相同，在连接表面间放置软材料制造的垫片。 在螺栓预紧力的作 用下，介质可能泄露的 间隙或孔道被挤压后产 生塑性变形的垫片材料 所填充。,1-主螺母 2-垫圈 3-平盖 4-主螺栓 5-筒体端部 6-平垫片,6,课堂内容,强制式密封,（1）平垫密封 改善平垫

3、密封性能的措施： 1）在密封面上开12条断面为三角形的圆环形沟槽，尽量使垫片不要过宽。 2）平垫的位置要尽量靠近筒 体内壁。 3）垫片放置顶盖与筒体端部 所构成的密封腔内。,1-主螺母 2-垫圈 3-平盖 4-主螺栓 5-筒体端部 6-平垫片,7,课堂内容,强制式密封,（2）卡扎里密封 外螺纹卡扎里密封的结构： 如右图所示,1顶盖；2螺纹套筒；3筒体端部； 4预紧螺栓；5压坏；6密封垫,外螺纹卡扎里密封用压环和预紧螺栓将三角形垫片压紧来保证密封。 特点：装拆方便，结构较复杂。适用于大直径和压力较高的场合。,8,课堂内容,自紧式密封,自紧式密封是依靠容器内的操作压力压紧密封元件，使连接处达到密封

4、的目的。 在内压力升高时，密封表面间的接触压力也随之升高，并压紧密封，使连接处实现密封，压力越高，密封性能越好。,9,课堂内容,自紧式密封,（1）楔形垫密封 结构：如右图。 密封垫至于浮动端盖和筒体顶部 之间，用主螺栓通过压环压紧， 密封预紧力由拧紧主螺栓来达到。 工作时，介质压力作用于浮动 端盖，挤压密封垫达到密封目的。 压力越大，密封性越好。,1-塑性楔形垫 2-筒体端部 3-法兰 4-主螺栓 5-浮动端盖,10,课堂内容,自紧式密封,楔形密封的优点： 密封可靠，螺栓预紧力较小，由于顶盖可以自由移动，在温度和压力有波动的情况下仍能保持良好的密封性能。 缺点： 塑性密封垫易被挤压在顶盖和压环

5、的间隙中，使端盖打开困难，结构笨重，浮动顶盖占有一定的高压空间。,11,课堂内容,自紧式密封,（2）伍德密封 依靠拧紧牵制螺栓时顶 盖与压垫、压垫与筒体端部 之间产生密封预紧力。 压力作用后，顶盖上移， 密封压力进一步增加，是轴 向自紧式密封。,1-顶盖 2-牵制螺栓 3-螺母 4-牵制环 5-四合环 6-拉紧螺钉 7-压垫 8-筒体端部,12,课堂内容,自紧式密封,（3）C形密封 见图8-26，C形密封是依靠C形环上、下两个凸出的圆弧面与端盖和筒体端部的平面形成线接触而实现密封的。 预紧时的密封 内压升高时的密封,13,课堂内容,自紧式密封,（4）O形密封 金属O形环的三种结构形式 1）非自

6、紧式金属O形环密封 结构：由金属管直接对焊而成。 预紧时密封线接触密封 工作时密封在介质压力作 用下使环张开后紧贴密封面达 到密封。 用于真空、压力较低及有腐蚀性 液体或气体的场合，P7MPa 的压力容器。,14,课堂内容,自紧式密封,2)充气式金属O型密封 密封结构机理：在环腔内充入一定压力的惰性气体。在工作时，随着温度的升高，使环张开，贴紧法兰密封面，再依靠螺栓拉紧来达到密封的目的。 一般用于高压、高温（400600）,15,课堂内容,自紧式密封,3）自紧式金属O形环密封 结构机理：在环内侧钻有若干个小孔，压力介质可以通入（故环内的压力和容器的操作压力相等，因而具有很大的回弹能力），操作时依靠介质压力使环张开，依靠螺栓拉紧，紧贴法兰密封面达到密封的目的。,16,课堂内容,半自紧式密封,密封机理： 如右图所示： 在密封锥面上放有厚1mm左右的金属软垫片，当主螺栓拧紧时，软垫片发生塑性变形，而且双锥环也被迫向内收缩，造成一定的回弹力，达到预紧的密封目的。,17,课堂内容,半自紧式密封,密封机理： 如右图所示： 平盖的圆柱面上铣有若干纵向半圆形沟槽，当内压力上升时，介质进入双锥环与平盖的环形间隙中，使双锥环向外扩张，增加了密封压力，从而达到径向自紧作用。,18,课堂内容,小