專利名稱：散裝粉物罐車自密封式人孔蓋的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及散裝粉物罐車上的人孔裝備，具體地指一種散裝 粉物罐車自密封式人孔蓋。
背景技術：
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銷連接在人孔 座的支耳上，可以繞轉銷旋轉。當人孔蓋關閉后，另一端通過轉鎖將 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給罐體充氣的氣壓達到一定數(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。這種結構的人孔蓋有制造成本低、操作 簡單、經(jīng)久耐用、維護工作量小等優(yōu)點，在原設計狀況和制造條件不 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罐內壓力低于一定數(shù) 值時，便不能使人孔很好地密封。當制造或裝配有差異、或在使用中 出現(xiàn)人孔蓋變形等問題時，也經(jīng)常出現(xiàn)人孔不能很好密封的現(xiàn)象。在 對罐體進行水壓試驗或實際使用的過程中，往往是壓力小于0.2MPa 時，會有一定的泄漏；而當壓力提高到0.6MPa以上后，橡膠密封圈 在高壓的作用下經(jīng)常會從人孔蓋和承蓋圈之間翻出，導致水壓試驗或 實際使用不能繼續(xù)。對于某些具有強磨損作用的粉劑，例如氧化鋁粉， 在經(jīng)常漏風的狀況下會加大承蓋圈和密封圈的磨損，使密封效果明顯 下降，嚴重影響粉物的卸出。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到0.5MPa，傳統(tǒng)的人孔蓋在該類罐車上使用得 十分勉強。3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、側立面和下翼面組成，壁厚約為5mm。其上翼面通過螺栓和角鋼型壓環(huán)固定在人孔蓋的固定圈上，使整個橡膠圈定位。其側立面與人孔蓋 圈的內壁接觸，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，這樣設計是希望下翼面能和承蓋圈貼合 得更緊一點，當橡膠圈受壓時可更容易地被壓在承蓋圈上，以實現(xiàn)良好的密封。而實際情況是由于下翼面的端部很薄，在橡膠圈成形時 很容易起皺，這樣幾乎沒有貼合力產生。當承蓋圈和橡膠圈的側立面 下部接觸時，其下翼面的端部常常上翹，根本不貼合，故在罐內壓力 低時常常容易漏氣。當罐內壓力增高到一定數(shù)值時，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。同時，受原始構造的限制，傳統(tǒng)人孔蓋的設計剛度和強度也不 充足，使用中可能會產生永久性的結構變形，這也是造成人孔水壓試 驗時橡膠圈容易被擠出的原因。另外，橡膠圈被角鋼型壓環(huán)固定在固 定壓板上，其壓緊面在成型后呈波浪形態(tài)，其側面也很難保證垂直， 因此，既增加了橡膠圈下翼面端部的密封難度，也沒有對橡膠圈的側 立面起到很好的支撐作用。從對傳統(tǒng)人孔蓋和橡膠圈的模擬仿真計算 中也證實了上述現(xiàn)象的存在。所以，設計密封性能更好、承受壓力更 高的人孔蓋已迫在眉睫。發(fā)明內容本實用新型的宗旨就是要克服上述現(xiàn)有技術所存在的缺陷，提供一種剛度和強度大、密封效果好、承壓能力高、且加工簡單容易的散 裝粉物罐車自密封式人孔蓋。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設計的散裝粉物罐車自密封式人 孔蓋，主要由組悍為一體的人孔蓋圈、頂蓋和固定壓板，以及通過螺 栓螺母和壓環(huán)固定在固定壓板下面的橡膠圈等部件組成。所述橡膠圈 由截面呈矩形的上翼面和側立面、以及截面呈等厚狀且具有外延伸邊 的下翼面組成，其整體截面呈倒J字形。所述上翼面與側立面之間通 過直角相連，所述側立面與下翼面內側之間通過加強圓角或加強倒角 相連，所述下翼面內側端部下面設置有密封凸緣，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。所述下翼面的外延伸邊呈向外向上直角折轉的形狀，緊箍配合在 人孔蓋圈的底部和外側下部壁面上。進一步地，所述人孔蓋圈的外側下部壁面上開設有密封凹槽，所 述下翼面的外延伸邊的對應部位上設置有可嵌入所述密封凹槽中的 密封凸臺，這樣可以使橡膠圈更好地緊箍在人孔蓋圈上，也可以使人 孔蓋圈更好地牽拉住橡膠圈，以確保密封效果。進一步地，所述下翼面的端部上面設置有過渡圓角，該過渡圓角 與密封凸緣相對應，可以協(xié)調密封凸緣的彈性形變，增強密封凸緣的 密封效果。進一步地，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° 。設計下翼面的長度略短 于上翼面，并給予其微小的上翹角，可以強化其受壓時所產生的反作 用力，確保其密封效果。進一歩地，所述壓環(huán)采用平面法蘭式壓環(huán)，這樣可以適當下移固 定壓板并將其加寬加厚，以提高人孔蓋鋼結構的強度和剛度，增加其 承壓能力。本實用新型的優(yōu)點在于所設計橡膠圈下翼面的外延伸邊緊箍在 人孔蓋圈的底部和外側下部壁面，并通過外延伸邊上密封凸臺與人孔 蓋圈上密封凹槽的嵌合作用，使橡膠圈在正常工作狀態(tài)時緊貼人孔蓋 圈內側，并保證人孔蓋在關閉時也很好地保持其原始裝配狀態(tài)，以確 保良好的密封效果。所設計在側立面與下翼面內側的加強圓角或加強倒角能有效提 高下翼面根部的剛度，所設計等厚狀的下翼面也可以有效提高其自身 抗彎能力，這樣就明顯增強了下翼面與承蓋圈的貼合接觸力。所設計 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 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 抗內壓的能力，從而使密封圈能夠承受更高的壓力。另外，將原來角鋼型的壓環(huán)改為平面法蘭式壓環(huán)，所節(jié)省的空間 用于適當加寬加厚和下移固定壓板，不僅簡化了結構和生產工藝，而且有效增強了人孔蓋的剛度和強度，也能夠輕易地將橡膠圈壓緊在固 定壓板上，防止泄露現(xiàn)象的產生。


圖1是本實用新型的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋的組裝結構 示意圖；圖2是圖1中的A部放大結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的散裝粉物罐車自密 封式人孔蓋作進一步的詳細描述如圖1所示，散裝粉物罐車的自密封式人孔主要由人孔座和本實 用新型的人孔蓋兩部分組成。人孔座由人孔座圈10、承蓋圈9、轉銷支板17和轉鎖支板18組焊而成，并焊接固定在罐體ll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， 壓環(huán)7采用平面法蘭式壓環(huán)，固定壓板4可以在傳統(tǒng)尺寸的基礎上加 寬加厚1 3mm，其安裝位置也可以在傳統(tǒng)尺寸的基礎上下移 8 10mm。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 轉銷1連接在人孔座的轉銷支板17上，這樣人孔蓋可以繞轉銷1自 由旋轉，以開閉人孔。當人孔被關閉時，插上轉鎖8即可壓緊人孔蓋。 這時橡膠圈6與承蓋圈9緊密貼合，可使人孔處于密封狀態(tài)。如圖2所示，本實用新型的橡膠圈6由截面呈矩形的上翼面12 和側立面13、以及截面呈等厚狀且具有外延伸邊23的下翼面15組 成，其整體截面呈倒J字形。上翼面12與側立面13之間通過直角 20相連，側立面13與下翼面15內側之間通過加強圓角或加強倒角 14相連。下翼面15內側端部下面設置有密封凸緣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內側端部上面設置有過渡圓角19。下翼面15內側與 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 平面的上翹角設計為0~3° 。下翼面15的外延伸邊23呈向外向上直角折轉的形狀，緊箍配合 在人孔蓋圈2的底部和外側下部壁面上。其中人孔蓋圈2的外側下 部壁面上開設有密封凹槽21，密封凹槽21呈圓弧形，其圓弧半徑為3 5mm，圓弧深度為1 1.5mm。下翼面15的外延伸邊23的對應部 位上設計有可嵌入密封凹槽21中的密封凸臺22，密封凸臺22也呈 對應的圓弧形，其圓心位置與密封凹槽21的圓心位置向內偏移 0.3 0.5mm，也就是說其圓心位置在徑向尺寸上略小于密封凹槽21 的圓心位置，以使橡膠圈6緊箍在人孔蓋圈2上。本實用新型橡膠圈6的下翼面15設計有垂直折的轉外延伸邊 23，使側立面13在與人孔蓋圈2內壁接觸時會被外延伸邊23緊緊拉 住，這樣既可有效防止橡膠圈6外漲，又可避免其側立面13在與承 蓋圈9接觸時的內倒現(xiàn)象。設計加強圓角或加強倒角14，可以起到 增強側立面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。設計厚度大致相等的下翼面15，在人孔關閉時可 以對承蓋圈9產生較強的反作用力，而適當縮短下翼面15的長度， 并給予其一定的上翹角，可進一步加強其對承蓋圈9產生的反作用 力，確保兩者緊密接觸。在下翼面15的端部下面設計密封凸緣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，確保密封效果良好，而在 下翼面15的端部上面設計過渡圓角19，可進一步協(xié)調或增強密封凸 緣16的作用。同時，側立面13被下翼面15的外延伸邊23緊緊拉住， 可有效阻止側立面13向內彎曲，這樣就增加了下翼面15內側的總體 剛度，提高了其局部與承蓋圈9的接觸壓強。由此可見，本實用新型的人孔蓋在承受內壓的情況下，由于氣壓 作用在橡膠圈6的內側面上，使得壓力越大橡膠圈6與其對應接觸面 的接觸壓強也越大，這樣密封就越緊。當壓力增高時，橡膠圈6在內 壓的作用下會外漲，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，由于截面積增大而實 際減少了人孔蓋圈2與承蓋圈9在高度方向的間隙，也有效避免了橡 膠圈6從人孔蓋圈2和承蓋圈9之間擠出的現(xiàn)象發(fā)生，從而大幅提高 了本實用新型橡膠圈的整體承內壓能力。綜上所述，由于本實用新型橡膠圈的下翼面橡膠體積明顯增加， 且下翼面的外延伸邊將人孔蓋圈緊緊地箍住，故其環(huán)向抗拉伸能力可 以大幅增加，使其不容易從間隙中擠出，也能夠承受更高的內壓，從 而使人孔蓋保持極好的密封效果和更高的耐壓能力。
權利要求1.一種散裝粉物罐車自密封式人孔蓋，包括組焊為一體的人孔蓋圈(2)、頂蓋(5)和固定壓板(4)，以及通過螺栓螺母(3)和壓環(huán)(7)固定在固定壓板(4)下面的橡膠圈(6)，其特征在于所述橡膠圈(6)由截面呈矩形的上翼面(12)和側立面(13)、以及截面呈等厚狀且具有外延伸邊(23)的下翼面(15)組成，其整體截面呈倒J字形；所述上翼面(12)與側立面(13)之間通過直角(20)相連，所述側立面(13)與下翼面(15)內側之間通過加強圓角或加強倒角(14)相連，所述下翼面(15)內側端部下面設置有密封凸緣(16)；所述下翼面(15)的外延伸邊(23)呈向外向上直角折轉的形狀，緊箍配合在人孔蓋圈(2)的底部和外側下部壁面上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋，其特 征在于所述人孔蓋圈(2)的外側下部壁面上開設有密封凹槽(21)， 所述下翼面(15)的外延伸邊(23)的對應部位上設置有可嵌入密封 凹槽(21)中的密封凸臺(22)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的散裝粉物罐車自密封式人孔蓋，其特 征在于所述密封凹槽(21)呈圓弧形，其圓弧半徑為3 5mm，圓 弧深度為1 1.5mm;所述密封凸臺(22)也呈對應的圓弧形，其圓心 位置與密封凹槽(21)的圓心位置向內偏移0.3~0.5mm。
4. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋，其特征在于所述下翼面(15)內側端部上面設置有過渡圓角(19)。
5. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋，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。
6. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋，其特征在于所述下翼面(15)內側與上翼面(12)的徑向長度 之比值為3/5 4/5。
7. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋，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)權利要求1或2或3所述的散裝粉物罐車自密封式人孔 蓋，其特征在于所述壓環(huán)(7)為平面法蘭式壓環(huán)。
專利摘要本實用新型公開了一種散裝粉物罐車自密封式人孔蓋。該人孔蓋主要由組焊為一體的人孔蓋圈、頂蓋和固定壓板，以及通過螺栓螺母和壓環(huán)固定在固定壓板下面的橡膠圈等部件組成。所述橡膠圈由截面呈矩形的上翼面和側立面、以及截面呈等厚狀且具有外延伸邊的下翼面組成，其整體截面呈倒J字形。所述上翼面與側立面之間通過直角相連，所述側立面與下翼面內側之間通過加強圓角或加強倒角相連，所述下翼面內側端部下面設置有密封凸緣。所述下翼面的外延伸邊呈向外向上直角折轉的形狀，緊箍配合在人孔蓋圈的底部和外側下部壁面上。其剛度和強度大、密封效果好、承壓能力高，特別適合于在鐵路散裝粉物罐車上應用。
文檔編號B65D90/00GK201136670SQ200720300040
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權日2007年12月20日
發(fā)明者周曉楊, 王有寶 申請人:中國南車集團武漢江岸車輛廠