[发明专利]直接密封型嵌入式法兰封闭器以及密封和固定方法

说明书

技术领域

本发明涉及包装钢桶领域内一种直接密封型嵌入式法兰封闭器，该封闭器采用桶顶盖作为密封面，直接与桶塞接触，并在橡胶垫圈作用下形成直接密封型钢桶嵌入式法兰封闭器，本发明还提供一种直接密封型钢桶嵌入式法兰封闭器的密封方法和固定方法。

背景技术

嵌入式法兰封闭器是目前世界上使用最广泛的钢桶封闭器，从17升提桶到230升钢桶都使用G2(非密封管螺纹尺寸代号)封闭器作为液体注入口(也是排放口)，用G3/4封闭器作为辅助通气口，中国钢桶封闭器标准GB/T13251-2002，欧洲钢桶封闭器标准EN12928：2000和国际钢桶封闭器标准ISO15750-3：2002都对嵌入式法兰封闭器的结构、尺寸和性能作了详细介绍和规范(下面仅以G2法兰封闭器对本发明进行表述)。

钢桶主要作为运输贮存容器，震动、冲击和意外跌落是常见现象，也是造成钢桶封闭器渗漏的主要原因，尤其在危险品运输过程中的钢桶封闭器，渗漏造成的火灾和环境污染是非常危险的。从钢桶嵌入式法兰封闭器发明以来，发达国家都在对钢桶封闭器进行防渗漏研究。自从1963年第一个双层垫圈，增高截面密封防渗漏封闭器专利公开后，陆续出现的防渗漏发明专利，使钢桶封闭器防渗漏性能不断提高。2007年1月30日公开的美国专利说明书US7.168.585B2《防止钢桶变形造成渗漏的封闭器》发明专利具有一定代表性，该发明将桶顶盖凸台翻孔做成圆锥形，使桶顶盖凸台翻孔与法兰螺圈圆锥环状间隙从上到下设置一定高度的橡胶垫圈，同时在桶顶盖八角凸台周围压制一个环状凹槽，并且在桶顶盖八角凸台台阶上冲压一个环状V形压痕，特意将该处钢桶强度减弱。这个专利的防渗漏机理是：当钢桶受到意外冲击跌落，桶内液体受到挤压，桶内液体压力瞬间上升使桶顶盖产生严重变形，这时桶顶盖凸台周围的环形凹槽和桶顶盖凸台八角台阶上强度减弱的环状V形压痕，在液体冲击力和桶顶盖变形拉应力作用下最先产生变形，同时吸收大量冲击能量，使桶顶凸台八角台阶上V形压痕以内的凸台翻孔和法兰螺圈锁装处免遭变形或者使桶顶凸台翻孔变形很小，即使桶顶凸台翻孔产生一定变形，由于锥形橡胶密封空间有一定密封高度，下部橡胶垫圈由于桶顶凸台翻孔变形失去压缩力，使橡胶垫圈损失部分密封功能，而锥形密封空间上部橡胶垫圈仍在压紧作用下，保持较好的密封功能，可以有效防止一定程度的渗漏。

综上所述：传统嵌入式法兰封闭器在国外尽管拥有多顶防渗漏专利技术支持，但在桶顶盖凸台与法兰封闭器连接结构上，仍旧属于一种间接型密封，弹性夹紧连接结构。如图1所示，首先法兰螺圈16要固定在桶顶盖八角凸台5的部位，并且保持良好的密封状态，然后再间接用法兰螺圈16与桶塞29通过管螺纹夹紧，在橡胶垫圈38的密封作用下，最终达到钢桶密封的目的。为了固定法兰螺圈16，要在桶顶盖1的表面冲压八角凸台5，形成一个八角凸台圆柱形翻孔，然后把套上橡胶垫圈42的法兰螺圈16放入八角凸台5的翻孔内，使法兰螺圈16的八角法兰边18嵌入桶顶八角凸台5的凸台内八角14内，法兰螺圈16的八角法兰表面19作为轴向定位，直管21在锁装模具挤压作用下向外部卷曲形成翻卷边43，并包裹桶顶八角凸台5的翻孔向下压紧，直到桶顶八角凸台底面13在八角法兰表面19的定位下，使桶顶凸台5的高度产生弹性变形，顶紧翻卷边43时，锁装挤压正好停止。桶顶八角凸台5处于法兰螺圈16的八角法兰表面19和翻卷边43的弹性夹紧结构状态，法兰螺圈16同时被固定在桶顶盖1的上面，橡胶垫圈42在锁装挤压夹紧的同时利用弹性变形挤入桶顶八角凸台底面13、八角凸台内圆孤12和八角法兰表面19、法兰螺圈外壁20形成的间隙内，组成一道密封阻隔带，防止桶内液体从微小的接触面间隙41中向桶外渗漏。虽然法兰螺圈16与桶塞29采用管螺纹夹紧刚性连接强度很大，但由于桶塞29与桶顶盖1属于间接密封，桶塞29与法兰螺圈16的螺纹刚性连接强度再大，也不能阻止桶顶盖1变形引起的渗漏。由于桶顶八角凸台5结构强度有限，法兰螺圈16与桶顶八角凸台5采用弹性夹紧连接结构不能抵抗桶顶盖1变形力的破坏，要保持间接密封型法兰封闭器的稳定性，存在技术难度大、可靠性差等实际问题。