一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置

技术领域

本发明涉及可视窗密封技术领域，具体而言，涉及一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置。

背景技术

在一些工业反应技术或实验装置中，需要观察内部的变化情况，因此通常在反应室侧壁设置可视窗，透过可视窗可有效的观察反应室内部的现象，为深入研究反应室的瞬态现象提供了保障条件。例如，反应堆热工水力学相关的可视化实验、流动沸腾可视化实验、化工领域人孔观察装置等，都需要设置可视窗来观察内部的变化情况。

对于高温高压的腔室，可视窗的密封设计尤其重要，现有的可视窗结构是凸台式结合密封圈来实现，然而凸台不容易加工，且在凸台的位置加工过程中容易出现肉眼不可见的裂纹，使用过程中容易出现可视化装置失效。

综上所述，我们提出了一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置解决上述技术问题，同时针对交叉密封提出了很好的密封方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置，具有密封性能好、结构稳定的优点。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置，包括：

可视窗安装基体，上述可视窗安装基体为反应室的侧壁，上述可视窗安装基体上贯穿开设有安装通孔；

可视玻璃，上述可视玻璃设置于上述安装通孔内，

可视窗压板，上述可视窗压板设置于上述安装通孔内，上述可视窗压板窗压于上述可视玻璃的外侧；

一级密封垫，上述一级密封端设置于上述可视玻璃和上述可视窗压板之间；

二级密封垫，上述二级密封垫为圆环状，上述二级密封垫设置于上述安装通孔内，上述二级密封垫套设于上述可视窗压板；

视窗盖板，上述视窗盖板设置于上述可视窗压板的外侧，上述视窗盖板与上述可视窗安装基体窗压。

在本发明的一些实施例中，上述安装通孔为沉头孔，上述可视玻璃设置于上述安装通孔的小孔径端部，上述可视窗压板设置于上述安装通孔的大孔径端部，上述可视窗压板和上述可视玻璃的外沿尺寸相同。

在本发明的一些实施例中，上述一级密封垫为石墨密封垫。

在本发明的一些实施例中，上述二级密封垫为填料环，上述二级密封垫的内侧与上述可视窗压板外侧相接，上述二级密封垫的外侧与上述安装通孔侧壁相接。

在本发明的一些实施例中，上述视窗盖板与上述可视窗安装基体通过螺栓可拆卸窗压。

在本发明的一些实施例中，上述视窗盖板与上述可视窗压板通过螺栓可拆卸窗压。

在本发明的一些实施例中，上述视窗盖板与上述可视窗安装基体之间和上述视窗盖板与上述可视窗压板之间均通过多个螺栓窗压。

在本发明的一些实施例中，上述视窗盖板为T形，T形上述视窗盖板纵向部的底部伸入上述安装通孔内与上述可视窗压板窗压，上述视窗盖板纵向部的口径等于上述安装通孔的口径。

在本发明的一些实施例中，上述可视窗压板和上述视窗盖板的中部均开设有可视通孔。

在本发明的一些实施例中，上述可视玻璃为石英玻璃。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置，包括：

可视窗安装基体，上述可视窗安装基体为反应室的侧壁，上述可视窗安装基体上贯穿开设有安装通孔；

可视玻璃，上述可视玻璃设置于上述安装通孔内，

可视窗压板，上述可视窗压板设置于上述安装通孔内，上述可视窗压板窗压于上述可视玻璃的一侧；

一级密封垫，上述一级密封端设置于上述可视玻璃和上述可视窗压板之间；

二级密封垫，上述二级密封垫为圆环状，上述二级密封垫设置于上述安装通孔内，上述二级密封垫套设于上述可视窗压板；

视窗盖板，上述视窗盖板设置于上述可视窗压板的外侧，上述视窗盖板与上述可视窗安装基体连接。

在本申请实施例中，当腔室内在高温高压条件下运行时，室内的压力施加在可视玻璃上一定的作用力，可视玻璃将上述作用力施加在可视窗压板上，可视窗压板将上述作用力施加到视窗盖板，视窗盖板将上述作用力传递给可视窗安装基体上，以达到可视玻璃承载的作用。在上述过程中，一级密封垫的设计达到可视窗的一级密封，实现水平密封，具有防泄漏的优点，二级密封垫的设计达到可视窗的二级密封，实现竖直密封，进一步防止了可视窗结构的泄漏；基于多级密封，实现交叉密封。视窗盖板与上述可视窗安装基体连接，使内部气压的作用力通过可视玻璃、可视窗压板和视窗盖板传递到可视窗安装基体，以达到可视窗的稳定安装。本发明的设计具有密封性能好、结构稳定的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置的结构示意图；

图2为本发明实施例可视玻璃的结构示意图；

图3为本发明实施例视窗盖板的结构示意图；

图4为本发明实施例一级密封垫的结构示意图；

图5为本发明实施例可视窗压板的结构示意图；

图6为本发明实施例二级密封垫的结构示意图。

图标：1-可视玻璃，2-视窗盖板，3-可视窗压板，4-可视窗安装基体，5-一级密封垫，6-二级密封垫。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1-图6，本实施例提供一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置，包括：

可视窗安装基体4，上述可视窗安装基体4为反应室的侧壁，上述可视窗安装基体4上贯穿开设有安装通孔；

可视玻璃1，上述可视玻璃1设置于上述安装通孔内，

可视窗压板3，上述可视窗压板3具有透视功能，上述可视窗压板3设置于上述安装通孔内，上述可视窗压板3连接于上述可视玻璃1的一侧；

一级密封垫5，上述一级密封端设置于上述可视玻璃1和上述可视窗压板3之间；

二级密封垫6，上述二级密封垫6为圆环状，上述二级密封垫6设置于上述安装通孔内，上述二级密封垫6套设于上述可视窗压板3；

视窗盖板2，上述视窗盖板2具有透视功能，上述视窗盖板2设置于上述可视窗压板3的外侧，上述视窗盖板2与上述可视窗安装基体4连接。

值得说明的是，安装通孔的两端分别贯穿可视窗安装基体4相对的两侧，可视玻璃1安装于安装通孔的内侧，用于与反应室内的高压气体相接触，可视窗压板3与可视玻璃1可以是固定连接，可以是可拆卸连接，两种方式均可，例如可视窗压板3与可视玻璃1可以是玻璃和连接玻璃的框架结构，这里就不再进行详细赘述，可视窗压板3和视窗盖板2均具有透视功能，使得相关红做人员能顺次透视过视窗盖板2、可视窗压板3和可视玻璃1看清反应室内的反应状况。可视窗压板3置于安装通孔内时，可视窗压板3环侧与安装通孔内侧之间具有一定的间隙，在上述间隙中放置二级密封垫6，以达到上述间隙密封的目的，避免了反应室内的高压气体外泄，影响反应室内的反应条件。上述视窗盖板2与上述可视窗安装基体4连接方式可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，这里就不再进行详细描述。

在本申请实施例中，当反应室内进行高温高压的反应时，反应室内的气压施加在可视玻璃1上一定的作用力，可视玻璃1将上述作用力施加在可视窗压板3上，可视窗压板3将上述作用力施加到视窗盖板2，视窗盖板2将上述作用力传递给可视窗安装基体4上，以达到可视玻璃1承载的作用。在上述过程中，一级密封垫5的设计达到可视窗的一级密封，具有防泄漏的优点，二级密封垫6的设计达到可视窗的二级密封，进一步防止了可视窗结构的泄漏；视窗盖板2与上述可视窗安装基体4连接，使内部气压的作用力通过可视玻璃1、可视窗压板3和视窗盖板2传递到可视窗安装基体4，以达到可视窗的稳定安装。本发明的设计具有密封性能好、结构稳定的优点。

在本发明的一些实施例中，上述安装通孔为沉头孔，上述可视玻璃1设置于上述安装通孔的小孔径端部，上述可视窗压板3设置于上述安装通孔的大孔径端部，上述可视窗压板3和上述可视玻璃1的口径相同。

在上述实施例中，安装通孔为沉头孔，沉头孔是一种两端口径不相同的孔，具体在于沉头孔一端口径大，另一端口径小，安装通孔小口径的一端朝向反应室的内侧，安装通孔大口径的一端朝向反应室的外侧，可视窗压板3外侧的口径等于可视玻璃1外侧的口径，使得可视玻璃1与可视窗压板3稳定连接。在这里需要说明的是，可视玻璃1与可视窗压板3的口径相同，仅仅是本发明实施例中的一种实施方式，并不是对可视玻璃1与可视窗压板3的具体结构进行限定，在其它实施例中，可视窗压板3或/和可视玻璃1为其它尺寸均可，只要能实现二者的连接即可，这里就不再进行详细描述。

在本发明的一些实施例中，上述一级密封垫5为石墨密封垫。

在上述实施例中，石墨密封垫(可膨胀石墨(柔性石墨)由纯天然石墨经过化学处理和1000℃的高温处理而成，这种材料提供出色的耐热性和化学耐性，能很好的使垫片具有高弹性和低延展性特征)由纯石墨板或金属(齿板、平板、网)增强石墨板切割或冲压而成，具有众多卓越的密封性能，如:热稳定、自润滑、耐腐蚀、不老化、不发脆等，在苛刻的工况条件能长期稳定的使用，极少需要维护。内衬材料可选不同密封垫属薄板。型式可选无包边，内包边，外包边，内外包边。石墨切割垫片是从纯石墨板打孔或切割而成的，它具有良好的防腐蚀性，耐高/低温，良好的压缩回弹性和高强度性，各种各样的圆型的复杂的几何垫片被广泛用于管道、阀门、泵、压力容器、热交换器、冷凝器、发电机、空气压缩机、排气管、制冷机等。石墨密封垫具有以下特性：1、柔性石墨垫片在极低温至400℃高温范围内密封性能几乎保持不变；2、柔性石墨垫片几乎对所有的的液体都有卓越的化学耐性(强氧化酸等除外)；3、由于冷变形和延展性很小，安装过紧对柔性石墨垫片没有影响。在这种高温高压的环境尤为适用。

在本发明的一些实施例中，上述二级密封垫6为填料环，上述二级密封垫6的内侧与上述可视窗压板3外侧相接，上述二级密封垫6的外侧与上述安装通孔侧壁相接。

在上述实施例中，二级密封垫6为填料环，该密封环为石墨填料环，此石墨填料环至少具有以下特性：1、耐高温、而低温，在非氧化介质中使用范围为摄氏度，在氧化性介质中可达400℃，耐腐蚀、耐各种腐蚀介质，但在强氧化性介质中使用，尚有一定的局限性，垫片使用的极限压力为1.33X10<59Mpa，即使在剧烈的温度交变和压力交变的场合也能保证良好的密封；石棉垫片由于毛细管作用，对液体介质常产生渗漏，而柔性石墨垫片具有良好的不渗透性；法兰密封面不需精加工，表面粗糙度只要达到RA6.3mm,即可保证密封；垫片柔软,弹塑性好,因而螺栓压紧力小,只需轻轻压紧垫片,就能保证良好密封,安装较方便；7、不粘污密封面。

在本发明的一些实施例中，上述视窗盖板2与上述可视窗安装基体4通过螺栓可拆卸连接。

在上述实施例中，螺栓的连接方式，能实现视窗盖板2与可视窗安装基体4的快速安装或拆卸，且螺栓的连接方式使得视窗盖板2的固定效果更好。

在本发明的一些实施例中，上述视窗盖板2与上述可视窗压板3通过螺栓可拆卸窗压。

在上述实施例中，螺栓的连接方式，能实现视窗盖板2与可视窗压板3的快速安装或拆卸，且螺栓的连接方式使得可视窗压板3的固定效果更好。

在本发明的一些实施例中，上述视窗盖板2与上述可视窗安装基体4之间和上述视窗盖板2与上述可视窗压板3质检均通过多个螺栓连接。

在上述实施例中，上述视窗盖板2与上述可视窗安装基体4之间多组螺栓沿视窗盖板2的周向方向均匀间隔分布，上述视窗盖板2与上述可视窗压板3质检的多组螺栓沿视窗盖板2的周向方向均匀间隔分布，且两组周向螺栓组所对的口径不同。

本发明的一些实施例中，上述视窗盖板2为T形，T形上述视窗盖板2纵向部的底部伸入上述安装通孔内与上述可视窗压板3连接，上述视窗盖板2纵向部的口径等于上述安装通孔的口径。

在上述实施例中，连接于视窗盖板2和可视窗安装基体4的螺栓连接设置于T形视窗盖板2横向部的外侧，窗压于视窗盖板2和可视窗压板3的螺栓连设置于T形视窗盖板2的内侧，且贯穿T形视窗盖板2的纵向部。

在本发明的一些实施例中，上述可视窗压板3和上述视窗盖板2的中部均开设有可视通孔。

在上述实施例中，可视通孔的设计，相关工作人员可通过可视通孔后透过可视玻璃1观察到反应室内的反应情况。

在本发明的一些实施例中，上述可视玻璃1为石英玻璃。

在上述实施例中，石英玻璃是用天然结晶石英(水晶或纯的硅石)，或合成硅烷经高温熔制而成。熔融后的产品具有极好的加工性能，在极高的粘度范围内，可以将管和棒进行有如普通玻璃细工一样的热加工，还可以用金刚石或碳化硅制成的磨具进行高速机械加工，从而制成各种复杂形状的仪器和特种制品。石英玻璃具有极低的热膨胀系数，高的耐温性，极好的化学稳定性，优良的电绝缘性，低而稳定的超声延迟性能，最佳的透紫外光谱性能以及透可见光及近红外光谱性能，并有着高于普通玻璃的机械性能。

综上，本发明的实施例提供一种适用于高温高压下可视窗多级密封装置，其至少具有以下技术效果：

在本申请实施例中，当反应室内进行高温高压的反应时，反应室内的气压施加在可视玻璃1上一定的作用力，可视玻璃1将上述作用力施加在可视窗压板3上，可视窗压板3将上述作用力施加到视窗盖板2，视窗盖板2将上述作用力传递给可视窗安装基体4上，以达到可视玻璃1承载的作用。在上述过程中，一级密封垫5的设计达到可视窗的一级密封，具有防泄漏的优点，二级密封垫6的设计达到可视窗的二级密封，进一步防止了可视窗结构的泄漏；视窗盖板2与上述可视窗安装基体4连接，使内部气压的作用力通过可视玻璃1、可视窗压板3和视窗盖板2传递到可视窗安装基体4，以达到可视窗的稳定安装。本发明的设计具有密封性能好、结构稳定的优点。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。