專利名稱：散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及密封圈，具體地指一種散裝粉物罐車自密 封式人孔蓋密封圈。
背景技術(shù)：
目前，我國鐵路車輛散裝粉物罐車上的人孔大多數(shù)還是采
用傳統(tǒng)的自密封形式，已有30多年的歷史。其構(gòu)造主要由人孔 座和人孔蓋組成，人孔座由人孔座圈和承蓋圈組焊而成，并焊 接在罐體上。人孔蓋由人孔蓋圈、頂蓋、固定壓板、密封圈和 壓環(huán)等組成，密封圈被壓環(huán)用螺栓螺母固定在固定壓板上。人 孔蓋的一端通過轉(zhuǎn)銷連接在人孔座的支耳上，可以繞轉(zhuǎn)銷旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)人孔蓋關(guān)閉后，另一端通過轉(zhuǎn)鎖將其壓緊，這樣密封圈可以 貼合在承蓋圈上。
其基本工作原理是當(dāng)給罐體充氣的氣壓達(dá)到一定數(shù)值后， 人孔蓋密封圈在壓力的作用下壓緊人孔承蓋圈，從而使人孔實(shí) 現(xiàn)自密封。對于鐵路水泥罐車而言，其能承受的壓力約為
0.35MPa，高于一般水泥罐車約0.25MPa的壓力。這種結(jié)構(gòu)的人 孔蓋有制造成本低、操作簡單、經(jīng)久耐用、維護(hù)工作量小等優(yōu) 點(diǎn)，在原設(shè)計(jì)狀況和制造條件不變、以及用戶要求不高的情況 下，基本上能滿足使用要求。
但是，上述人孔蓋仍存在若干不足之處當(dāng)罐內(nèi)壓力低于
一定數(shù)值時(shí)，便不能使人孔很好地密封。當(dāng)制造或裝配有差異、 或在使用中出現(xiàn)人孔蓋變形等問題時(shí)，也經(jīng)常出現(xiàn)人孔不能很 好密封的現(xiàn)象。在對罐體進(jìn)行水壓試驗(yàn)或?qū)嶋H使用的過程中，
往往是壓力小于0.2MPa時(shí)，會(huì)有一定的泄漏；而當(dāng)壓力提高到 0.6MPa以上后，橡膠密封圈在高壓的作用下經(jīng)常會(huì)從人孔蓋和 承蓋圈之間翻出，導(dǎo)致水壓試驗(yàn)或?qū)嶋H使用不能繼續(xù)。對于某 些具有強(qiáng)磨損作用的粉劑，例如氧化鋁粉，在經(jīng)常漏風(fēng)的狀況 下會(huì)加大承蓋圈和密封圈的磨損，使密封效果明顯下降，嚴(yán)重影響粉物的卸出。特別是針對濃相氧化鋁粉罐車而言，要求罐
體的使用壓力達(dá)到0.5MPa，傳統(tǒng)的人孔蓋在該類罐車上使用得 十分勉強(qiáng)。
究其原因傳統(tǒng)密封圈是截面為凹槽形的橡膠圈，由上翼
面、側(cè)立面和下翼面組成，壁厚約為5mm。其上翼面通過螺栓 固定在人孔蓋的固定圈上，使整個(gè)橡膠圈定位。其側(cè)立面與人 孔蓋圈的內(nèi)壁接觸，以防止橡膠圈外漲。其下翼面為有一定傾 斜角、且從根部到端部逐漸變薄的形狀，這樣設(shè)計(jì)是希望下翼 面能和承蓋圈貼合得更緊 一 點(diǎn)，當(dāng)橡膠圈受壓時(shí)可更容易地被
壓在承蓋圈上，以實(shí)現(xiàn)良好的密封。而實(shí)際情況是由于下翼
面的端部很薄，在橡膠圈成形時(shí)很容易起皺，這樣幾乎沒有貼 合力產(chǎn)生。當(dāng)承蓋圈和橡膠圈的側(cè)立面下部接觸時(shí)，其下翼面 的端部常常上翹，根本不貼合，故在罐內(nèi)壓力低時(shí)常常容易漏 氣。當(dāng)罐內(nèi)壓力增高到一定數(shù)值時(shí)，又由于下翼面太薄，很容 易從人孔蓋和承蓋圈之間的間隙中擠出，造成罐體氣體大量排 出。從對傳統(tǒng)人孔蓋和橡膠圈的模擬仿真計(jì)算中也證實(shí)了上述 現(xiàn)象的存在。所以，設(shè)計(jì)密封性能更好、承受壓力更高的人孔 蓋密封圈已迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不 足，提供一種密封效果好、承壓能力高、且可與傳統(tǒng)人孔蓋密 封圈實(shí)現(xiàn)互換的新型散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密封圈。該 密封圈應(yīng)能保證裝在現(xiàn)有粉物罐車的人孔蓋上使人孔密封更
好；當(dāng)罐車內(nèi)壓力提高后又有相當(dāng)?shù)牡挚棺冃文芰?，可以防?密封圈被擠出蓋外。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的散裝粉物罐車自密 封式人孔蓋密封圈，由截面呈凹槽形的橡膠圈構(gòu)成；所述橡膠 圈的上翼面和側(cè)立面的截面呈矩形，所述橡膠圈的下翼面的截 面呈等厚狀；所述上翼面與側(cè)立面之間通過直角相連，所述側(cè)
立面與下翼面之間通過加強(qiáng)圓角或加強(qiáng)倒角相連；所述下翼面 的端部下面設(shè)置有密封凸緣，所述密封凸緣的截面形狀可以是 半圓形、四分之一圓形、三角形、矩形或多邊形中的一種。進(jìn)一步地，所述下翼面的端部上面設(shè)置有過渡圓角，該過 渡圓角與密封凸緣相對應(yīng)，可以協(xié)調(diào)密封凸緣的彈性形變，增 強(qiáng)密封凸緣的密封效果。
進(jìn)一步地，所述下翼面與上翼面的徑向長度之比值為
3/5 4/5;所述下翼面相對于水平面的上翹角為0 3° 。設(shè)計(jì)下
翼面的長度略短于上翼面，并給予其微小的上翹角，可以增加 接觸點(diǎn)所產(chǎn)生的反作用力，確保其密封效果。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于所設(shè)計(jì)在側(cè)立面與下翼面內(nèi)側(cè)的 加強(qiáng)圓角或加強(qiáng)倒角能有效提高下翼面根部的剛度，所設(shè)計(jì)等 厚狀的下翼面也可以有效提高其自身抗彎能力，這樣就明顯增 強(qiáng)了下翼面與承蓋圈的貼合接觸力。所設(shè)計(jì)在下翼面端部下面 的密封凸緣可以確保橡膠圈始終在端部與承蓋圈接觸，且由于 接觸面積大幅減少，可以直接提高其與承蓋圈的接觸壓力，同 時(shí)由面接觸改變?yōu)榫€接觸，使橡膠圈在人孔蓋自重作用下能產(chǎn) 生較大的接觸壓力，其接觸效果更好。并且，等厚狀的下翼面 及其端部下面的密封凸緣可以有效增加下翼面的抗拉伸面積， 直接提高其抵抗內(nèi)壓的能力，從而使密封圈能夠承受更高的壓 力。這樣，本實(shí)用新型的密封圈不僅能與傳統(tǒng)的密封圈實(shí)現(xiàn)互 換，而且能保證更好的密封效果和提高整個(gè)密封圈的耐壓能力。


圖1是本實(shí)用新型的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密封圈 與人孔蓋的組裝結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的散裝粉物罐車 自密封式人孔蓋密封圈作進(jìn)一步的詳細(xì)描述
如圖1所示，散裝粉物罐車的自密封式人孔主要由人孔座 和人孔蓋兩部分組成。人孔座由人孔座圈10、承蓋圈9、轉(zhuǎn)銷
支板17和轉(zhuǎn)鎖支板18組焊而成，并焊接固定在罐體11上。人 孔蓋由人孔蓋圈2、頂蓋5、固定壓板4、壓環(huán)7和橡膠圈6等 部件組成，人孔蓋圈2、頂蓋5和固定壓板4組焊為一體，通過 螺栓螺母3和壓環(huán)7將橡膠圈6組裝在固定壓板4上。人孔蓋的一端通過轉(zhuǎn)銷1連接在人孔座的轉(zhuǎn)銷支板17上，這樣人孔蓋 可以繞轉(zhuǎn)銷1自由旋轉(zhuǎn)，以開閉人孔。當(dāng)人孔被關(guān)閉時(shí)，插上
轉(zhuǎn)鎖8即可壓緊人孔蓋。這時(shí)橡膠圈6與承蓋圈9緊密貼合， 可使人孔處于密封狀態(tài)。上述橡膠圈6即是本實(shí)用新型所設(shè)計(jì) 的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密封圈。
如圖2所示，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)橡膠圈6的截面呈凹槽形， 其上翼面12和側(cè)立面13的截面呈矩形，其下翼面15的截面呈 等厚狀。上翼面12與側(cè)立面13之間通過直角20相連，側(cè)立面 13與下翼面15之間通過加強(qiáng)圓角或加強(qiáng)倒角14相連。下翼面 15的端部下面設(shè)置有密封凸緣16，密封凸緣16的截面形狀是 半圓形、四分之一圓形、三角形、矩形或多邊形中的一種。下 翼面15的端部上面設(shè)置有過渡圓角19。下翼面15與上翼面12 的徑向長度之比值為3/5~4/5。并且，下翼面15相對于水平面 的上翹角設(shè)計(jì)為0 3° 。橡膠圈6安裝時(shí)，上翼面12通過螺栓 螺母3和壓環(huán)7與固定壓板4相連，將橡膠圈6固定到人孔蓋 上；側(cè)立面13與人孔蓋圈2的內(nèi)壁接觸，可防止橡膠圈6外漲。
為保證新舊密封圈之間的互換性，橡膠圈6的上翼面12和 側(cè)立面13維持原有尺寸，以使橡膠圈6的高度不變，從而確保 安裝結(jié)構(gòu)尺寸不變，滿足橡膠圈6與人孔蓋圈2和承蓋圈9之 間的配合。設(shè)計(jì)加強(qiáng)圓角或加強(qiáng)倒角14，可以起到增強(qiáng)側(cè)立面 13與下翼面15連接剛度的作用，克服傳統(tǒng)密封圈在此處剛性不 足的缺陷。設(shè)計(jì)厚度大致相等的下翼面15，在人孔關(guān)閉時(shí)可以 對承蓋圈9產(chǎn)生較強(qiáng)的反作用力，而適當(dāng)縮短下翼面15的長度， 并給予其一定的上翹角，可進(jìn)一步加強(qiáng)其對承蓋圈9產(chǎn)生的反
作用力，確保兩者緊密接觸。在下翼面15的端部下面設(shè)計(jì)密封 凸緣16的作用主要是保證下翼面15的端部始終與承蓋圈9 之間形成局部壓迫接觸，大幅提高兩者之間的接觸壓強(qiáng)，確保 密封效果良好，而在下翼面15的端部上面設(shè)計(jì)過渡圓角19，可 進(jìn)一歩協(xié)調(diào)或增強(qiáng)密封凸緣16的作用。
由此可見，本實(shí)用新型的密封圈在承受內(nèi)壓的情況下，由 于氣壓作用在橡膠圈6凹槽面上，使得壓力越大橡膠圈6與其 對應(yīng)接觸面的接觸壓強(qiáng)也越大，這樣密封就越緊。當(dāng)壓力增高時(shí)，橡膠圈6在內(nèi)壓的作用下會(huì)外漲，其等厚的下翼面15和密
封凸緣16能夠提供足夠大的抗拉截面積以抵抗壓力引起的變
形。同時(shí)，與傳統(tǒng)的密封圈相比，其截面積增幅較大，也有效
防止了橡膠圈6從人孔蓋圈2和承蓋圈9之間的間隙中擠出， 從而大幅提高了本實(shí)用新型密封圈的承內(nèi)壓能力。
綜上所述，由于本實(shí)用新型密封圈的下翼面橡膠體積明顯 增加，其環(huán)向抗拉伸能力大幅增強(qiáng)，故其不容易從間隙中被擠 出，且能承受更高的內(nèi)壓，不僅能與傳統(tǒng)的密封圈實(shí)現(xiàn)互換， 而且能保證更好的密封效果和提高整個(gè)密封圈的耐壓能力。
權(quán)利要求1.一種散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密封圈，由截面呈凹槽形的橡膠圈(6)構(gòu)成，其特征在于所述橡膠圈(6)的上翼面(12)和側(cè)立面(13)的截面呈矩形，所述橡膠圈(6)的下翼面(15)的截面呈等厚狀，所述上翼面(12)與側(cè)立面(13)之間通過直角(20)相連，所述側(cè)立面(13)與下翼面(15)之間通過加強(qiáng)圓角或加強(qiáng)倒角(14)相連，所述下翼面(15)的端部下面設(shè)置有密封凸緣(16)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)的端部上面設(shè)置有過渡 圓角(19)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋密封圈，其特征在于所述密封凸緣(16)的截面形狀是半 圓形、四分之一圓形、三角形、矩形或多邊形中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋密封圈，其特征在于所述下翼面(15)與上翼面(12)的 徑向長度之比值為3/5 4/5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)與上翼面(12)的徑向 長度之比值為3/5~4/5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋密封圈，其特征在于所述下翼面(15)相對于水平面的上 翹角為0~3° 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)相對于水平面的上翹角 為0 3° 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)相對于水平面的上翹角 為0 3° 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)相對于水平面的上翹角 為0 3° 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋密封圈。該密封圈由截面呈凹槽形的橡膠圈構(gòu)成，所述橡膠圈的上翼面和側(cè)立面的截面呈矩形，所述橡膠圈的下翼面的截面呈等厚狀，所述上翼面與側(cè)立面之間通過直角相連，所述側(cè)立面與下翼面之間通過加強(qiáng)圓角或加強(qiáng)倒角相連，所述下翼面的端部下面設(shè)置有密封凸緣。該密封圈能與現(xiàn)有鐵路散裝粉物罐車上傳統(tǒng)的人孔蓋密封圈互換，同時(shí)能夠保證更好的密封效果，并可以有效提高整個(gè)密封圈的耐壓能力。特別適合于要求罐體使用壓力較高的散裝粉物罐車。
文檔編號B65D90/00GK201136669SQ200720300039
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者呂長樂, 周曉楊, 瓊 王, 王有寶 申請人:中國南車集團(tuán)武漢江岸車輛廠