CN101754703B - 压力容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力容器，包括罐状容纳部(1)和安置于其上的盖(2)，二者优选通过卡扣机构的周向锁定部可拆卸地锁定在一起；并且包括由弹性柔顺材料制成的圆周密封环，其中，在密封环的至少是配置于容器边缘(6)的密封唇以其连续的圆周密封面(11)减小或渐缩的圆周部分(L)中，所述密封环设有至少一个朝向容器内部(8)开口的压力释放凹部(12)，从而在使用中，当超过预定的响应压力时，紧靠在容器边缘(6)上的密封唇径向地向外且向下移动到盖边缘(5)和容器边缘(6)之间的中间空间(13)中。

Description

压力容器

技术领域

本发明涉及一种压力容器，包括罐状容纳部和安置于其上的盖，所述罐状容纳部和盖优选通过卡扣机构的周向锁定部可拆卸地锁定在一起，并且所述压力容器还设有由弹性柔顺材料例如橡胶或塑料制成的圆周密封环，该密封环安装在盖的圆周边缘和罐的圆周边缘的区域中，用于在容纳部和盖的锁定位置中密封罐的内部以防止压力降。这一点如此实现，即，密封环的密封唇分别紧靠在盖的边缘和容纳部的边缘上，在这种情况下，为了产生一种自动压力控制机构，密封环通过如下的方式在其圆周的至少一个部分上形成，即在容器内超过预设值(响应压力)的压力的作用下，密封环变形，以便在容纳部和盖之间形成排气间隙。

背景技术

DE 3027091 A1公开了高压锅上的周向密封部件，在该例中，罐和盖可以紧固在一起，从而通过沿着锁销的周线形成的周向部保持为密闭状态，在罐的边缘和盖的边缘之间，由橡胶弹性材料、圆形的、大体上为管状的周向部分的插入部从盖的主体向下弯曲，并且通过盖径向向内弯曲的周向部联合，并且密封环向外定向的后部或脊状部分倚靠在盖的内表面上，并且其向内定向的密封唇分别倚靠在罐的内表面和盖的主体的内表面上，另外，在该例中，密封环优选对称的脊状部分在其最大圆周线的上半部分具有超过90°角的环状横截面，并且仅仅倚靠在盖主体上的某区域上，该区域与盖主体的弯曲过渡部分的内表面上的环状横截面相对应。本发明提供前述类型的、除了安全及排气阀装置(DE-PS 1247581)和超压阀装置(DE-PS 976952)之外具有附加的亦即可能的第三压力安全装置的高压锅的目的通过简单的部件而实现。在该例中，当超过了临界压力或限定压力时，密封环可以这样的方式发生旋转和偏转，从而形成开口。

CH 571335公开了一种具有盖的高压锅，该盖具有圆柱形的边缘，且通过卡扣机构可拆卸地固定到蒸煮罐上，并且密封环插入到蒸煮罐中；该密封环具有分别倚靠在盖和蒸煮罐边缘上的密封唇，并且覆盖至少一个设置在卡扣机构两个相邻的凸起物之间的盖边缘上的开口，在该例中，覆盖开口的密封环部分是减小所述密封环的横截面的削弱点，并且倚靠在罐边缘上的密封唇在该削弱点的区域中在其边缘具有缺口。因此，在无需过分削弱盖的边缘的情况下，提供了具有通过密封环形成的超压安全装置的高压锅，该超压安全装置具有相应的可靠性和稳定性。然而，盖开口的圆柱形向下定向的周向部分设置在凹进处附近，该凹进处设置在密封环的环形部分中，减小了所述环形部分的横截面，从而产生了削弱点。在所述凹进处的区域中，在面向蒸煮罐边缘的密封唇的边缘处设有缺口。在使用中，该密封环密闭地密封蒸煮罐的内部。如果高压锅内的压力因为特别的原因而升高了，当该压力达到特定的超压力时，位于开口区域中且具有凹进部的密封环部分穿过所述开口向外施力。因此，配置于蒸煮罐的边缘的密封唇向外移动越过蒸煮罐的边缘，直到该密封唇的一部分不再倚靠在罐的边缘上，并且该缺口在罐的内部和大气之间建立了连接，气流通过该缺口开始逸出。由于开口必须设置在盖的边缘中，这就包含了在制造方面额外的人工成本，并且导致了盖边缘的弱化，因此，这一设计是不利的。此外，密封环必须由相对软的材料制造，从而该密封环可以在为了释放压力而设计的部分中实现所需的移动和变形。

EP 0684001 B1公开了一种用于通过密封件来自动控制压力容器中的压力的装置，其中，该密封件插入到容器的罐和盖之间，并且具有至少一个圆周部分，该圆周部分包括外部上的凹进处和减小的横截面，从而当容器处于使用状态并且超出了预定值时，该密封件的圆周部分在产生的内部压力的作用下发生变形，所述变形导致了压力从容器中逸出和释放，并且密封件的横截面通过在其外部上设置的凹进处、连同在其内部的至少一个槽口而减小。同样在此处，如果设备在运行的情况下，在设计用于压力释放的部分中，仍需要整个密封环变形。

CH 407459公开了一种具有圆柱形边缘的盖的高压锅，该盖通过插销节而固着在罐主体的边缘，并且还在罐的边缘上保持有密封环，所述密封环形成了超压安全装置的一部分并且被插入到盖中，在该例中，盖的圆柱形边缘中设置了入口或凹进区域，该入口或凹进区域通常通过密封环桥接，并且如果在密闭的密封蒸煮罐中发生压力过剩，密封环桥接的所述凹进区域的部分被按压，罐主体和盖在对应于凹进区域的点设有支承部件，该凹进区域设置在用于密封环的盖的边缘中，从而防止了在密封蒸煮罐中的出现过剩的蒸汽压力时发生密封环向下的压缩，并且因此防止了危险的气流排出。同样在该例中，在存在前述缺点的情况下，必须在盖的外部圆柱形边缘上设置突起也是不利的。在US 2600703和US 2600714中公开了类似的压力释放机构。

CH 404908公开了一种由罐和盖组成的高压锅，罐的边缘和盖的边缘具有凸轮结构，这些凸轮结构一齐形成了卡扣机构，通过在一个方向上旋转盖，可以进入锁定位置，并且该盖设有用于密封罐内部的密封环，另外，在凸轮结构之间，罐的边缘具有至少一个在边缘的水平部分中延伸的指定区域，当密封环由于罐内危险的超压而在径向方向上向外特定变形时，用以打开罐的内部和罐的周围之间的连接，从而降低内部压力。这一设计要求罐边缘具有特定的不利结构，并且因为超压安全装置的运行，该密封环必须缠绕在相对于罐边缘的内表面上，从而实际上产生了用于压力释放的开口。此类装置是不稳定的并且难以复制。

GB 2208131A公开了一种用于高压锅的安全排气装置，其中，密封环密封相对于蒸煮罐底部的盖，并且还覆盖盖或底部中的开口，该开口仅仅在密封环内部边缘前端中的区域内延伸。在盖的边缘的圆柱形部分中，设置了槽，当超过了预定的安全压力时，通过该槽，密封环可向外鼓出，由于压力排出而导致了开口处于无盖状态。这一压力释放机构还要求多个设置在盖的边缘附近的开口，这同样是不利的。类似的压力释放装置可从US 4276990中获知。

发明内容

本发明的目的在于提出一种前述类型的压力容器，优选是一种用作高压锅的压力容器，在该压力容器中，可通过简单的措施来保证压力释放机构的可靠功能。

该目的基本上是这样地达到的，例如，在密封环的至少是配置于容器边缘的密封唇以其连续的圆周密封面减小或渐缩的圆周部分中，所述密封环设有至少一个朝向容器内部开口的压力释放凹部，从而在使用中，当超过了预定的响应压力时，紧靠在容器边缘上的密封唇径向地向外且向下移动到盖的边缘和容器边缘之间的中间空间中。与当前实际的压力释放凹部外部的密封唇相对大的硬度和密封环的圆周脊状部分的硬度相比，由于配置于容器边缘的密封唇在压力释放凹部的区域中具有柔性，压力释放机构的响应行为仅仅通过密封唇的区域被确定，从而在将密封环视为整体的横截面上无需变形，并且可更加精确地预定压力释放机构的响应行为。

根据本发明的一个特定实施例，当容器的内部压力保持在低于给定值的水平时，配置于容器边缘的密封唇从容器内部倚靠容器边缘的过渡区域，该过渡区域可能是圆形的，例如在容器的一侧中形成为倾倒边；并且，当容器的内部压力超过给定值时，所述密封唇向外且向下移动，从而从外部倚靠容器边缘的外周区域，也就是说，每次超过了响应压力，所述密封唇间歇地从容器边缘抬起或滑下，用以释放压力，直到达到足够的压力释放。由于根据本发明的压力释放凹部的可能组成，当得到与容器边缘结合的压力释放间隙时，压力恢复相对缓慢且温和，并且防止了压力骤降。由于具有连续圆周密封面的压力释放凹部的结构，具有适当高度、直径、唇长度等结构的成型的密封环可用于任何插销系统。压力释放机构的制造成本因为压力释放凹部的设置而有利地降低了。就工具和维修而言存在相关费用的、盖的附加开槽和/或成型操作也不需要。密封环的脊状部分可赋予最佳硬度，并且其密封唇可赋予最佳柔性。

本发明一个特定的可选特征在于，至少是配置于容器边缘的那个密封唇，优选两个密封唇，经由一个区域-尤其是凹槽区域-接合到密封环的脊状部分中，该区域在密封环的整个圆周上延伸，并且与密封唇的厚度相比渐缩或弱化。通过这种方式，可以补偿误差和系统公差，并且由于密封唇非常柔软，对于整个系统的锁定力较小，因此可实现整个锁定系统更加轻易的运动。

如果密封环以其背部或脊状部分倚靠盖的边缘的连续环状圆柱形周向部分，其从盖的主体向下弯曲，用以设置具有可靠的全向支承的密封环，从而压力释放功能仅仅通过与容器边缘有关的密封唇的变形和移动而确定，这也是有利的。

存在有几个具有压力释放凹部的圆周部分，这些圆周部分可以设置在配置于盖的边缘的密封唇中和/或在配置于容器边缘的密封唇中，从而均匀分布在密封环的圆周上。

为了确保具有压力释放可能性的密封功能，配置于盖边缘的密封唇的具有压力释放凹部的圆周部分在圆周方向上相对配置于容器边缘的密封唇的具有压力释放凹部的圆周部分交错设置，这也是适宜的。

如果密封环相对于其水平对称面镜像对称，这也是有利的。密封环可因此在水平位置被插入到盖的边缘内，而且还处于一个通过将其关于圆周直径转动180°而产生的水平位置。因此避免了对于侧面的任何干扰的可能性。当插入所述密封环时，为了进一步简化密封环的操作，该密封环的结构优选是旋转对称的。

本发明的又一个优点在于，在配置于盖边缘的密封唇的运行模式未受到不利影响的情况下，密封环的外部几何形状与盖边缘的内表面相适配。

当运行根据本发明的压力容器时，如果设置了多个具有压力释放凹部的圆周部分，则格外保证了较大的安全性，所述压力释放凹部优选均匀分布在密封环的圆周上。如此确保了在有利的圆周位置中有至少一个压力释放凹部，用以降低压力。

具有压力释放凹部的各个圆周部分优选地位于盖的两个相邻的周向锁定元件之间，尤其是在正中间，从而可靠地执行压力释放功能。

此外，如果至少一个具有压力释放凹部的圆周部分位于盖的两个相邻的周向锁定元件之间的每个中间空间中，特别位于正中间，也是有利的。罐和盖之间的、与系统相关的径向滑动间隙和响应压力的波动界限可能带来的影响通过多个凹部装置而显著地降低。

例如，所设置的压力释放凹部的数目可随着容器部分的数目而改变，从而在部分之间的区域中，始终有至少一个压力释放凹部。

本发明在实用性方面同样也是有利的，为了在压力释放凹部区域外部的密封功能未受到不利影响的情况下设定响应压力，密封环特别是配置于容器边缘的密封唇的形状和/或材料组成，可以根据压力释放凹部的基本形状、半径、宽度、高度、深度以及脊状部分的和/或密封唇的材料硬度进行适配。

本发明进一步目的、特征、优点和可能的应用将参考附图，从下面实施例的描述中变得明显。所有描述和/或图示的特征-无论是独立的特征还是在任何有意义的组合中的特征-形成了本发明的主题内容，并且这与它们是否包含在各个权利要求中或者回引在前权利要求的情况无关。

附图说明

附图如下：

图1和2中的每一幅图表示了体现本发明的压力容器的周向区域的三维横截面，在压力释放凹部(图1)的区域和这一区域的外部，密封环的密封唇更厚(图2)；

图3是当从下方观察时，针对圆周边缘的一部分的、体现本发明的压力容器的视图；

图4a至4c是体现本发明的压力容器在周向区域中的垂直横截面：具有压力释放凹部的圆周部分的外部(图4A)；在正常运行期间，在压力释放凹部区域中的相应的剖视图(图4B)；以及根据图4B，当超过了预定的响应压力时的剖视图(图4C)；

图5是用于本发明的框架之中的密封环的局部断开的斜视图。

具体实施方式

根据图1至5中的图示，适用作高压锅的压力容器包括罐状容纳部1和放置于其上的盖2。盖2可通过位于容纳部1和盖2之间的卡扣机构的周向锁定部3和4锁定到容纳部1上，并且再次从容纳部1上卸下。在盖2的环状边缘5和容器1的环状边缘6的区域中，在它们之间插入由弹性变形材料(例如橡胶或塑料)制成的圆周密封环7，用以将容器的内部8密封在容纳部1和盖2的互锁位置中，从而阻止压力降低。密封环7的密封唇10和9分别紧靠盖的边缘5和容器1的边缘6。

为设置自动压力控制机构，密封环7在至少一个圆周部分L上形成，在超过给定值(响应压力)的容器内压力的作用下，密封环7以这样的方式变形，从而在容纳部1和盖2之间形成间隙SP。在描述的工作例中，这是通过密封环7的圆周部分L实现的，该圆周部分L与其连续的圆周密封面11相对于至少相对配置于容器边缘6的密封唇9的邻接区域渐缩，所述密封环7设有至少一个朝向容器内部8开口的压力释放凹部12，从而在使用中，当超过了预定的响应压力时，紧靠容器1的边缘6的密封唇9向外径向地移动到盖的边缘5和容器边缘6之间的中间空间13(参见图4B)。这种情况通过这种方式发生，即当低于容器内的预定压力时，配置于容器边缘6的密封唇9从内部倚靠容器边缘6的圆形过渡部分17，该过渡部分17在容器的一侧18形成为倾倒边；并且在超出了容器内的预定压力时，密封唇9向外且向下移动，从一侧倚靠容器边缘6类似的圆形外部周向部分19，并且间歇地从容器边缘6抬起或滑下，而形成间隙SP(参见图3)，用以释放压力。在所描述的情况下，相对于水平对称面(使用中)，配置了包括凹处构造的密封环7以使其镜像对称，从而在压力释放凹处12的区域中，密封唇9和10具有相同的厚度，并且该密封环7在其两个可能的水平位置处均可使用。

密封环7的后部或脊状部分14紧靠环状圆柱形的周向部分16，该后部或脊状部分14与密封唇9和10相比相对坚硬，而环状圆柱形的周向部分16优选贯穿环绕盖的边缘5的整个范围，所述周向部分从盖的主体15向下弯曲。无需脊状部分14产生变形以起到压力释放机构的功能。如在图5中极其清楚地体现，密封环7的结构相对于其中心对称轴可旋转地对称。密封环7的外部几何形状可轻易地改变以适应盖的边缘5的内表面，从而密封环7可靠地安置在盖2中。

本发明所具有的特别的优点在于，在密封环的整个圆周上，密封唇9和10经由凹进区域21和22分别接合到相对刚性的脊状部分14中，从而确保相对于容器边缘6和盖的主体15的内表面的均匀的全向密封。这样，补偿了误差和系统公差。由于密封唇9和10具有相对大的弹性，锁定系统可以更平滑地运行，从而无需使用滑石或类似的润滑剂。由于密封唇9和10的弹性和密封环7在密封唇区域中随之而来的柔软性，系统整体的锁定力也达到了最小值。

如在图5中特别示出的那样，可设置具有压力释放凹部12的多个圆周部分2，并且均匀地分布在密封圆周上。之后，具有压力释放凹部12的各个圆周部分L优选地定位于盖2的两个相邻的周向锁定部3之间的中间位置，另外，至少一个具有压力释放凹部12的圆周部分L定位于两个相邻的周向锁定部3之间的中间空间中。

出于压力补偿的目的，图5还表明：密封环7的脊状部分14与凹槽或槽20被设置在外部上，凹槽或槽20大致平行于轴延伸，并且优选地均匀分布在圆周上。

显然，根据本发明的密封环7的形状和/或材料组成可轻易地适配于不同的情况，例如容器尺寸、盖和容器的边缘结构以及响应压力，特别是配置于容器边缘6的密封唇9的形状和/或材料组成，也可根据压力释放凹部12的基本形状、半径、宽度、高度和深度以及脊状部分14的和/或密封唇9、10的材料硬度进行适配。

附图标记表

1   容纳部

2   盖

3   盖的周向锁定部

4   容纳部的周向锁定部

5   盖的边缘

6   容器的边缘(倾倒边)

7   密封环

8   容器内部

9   密封唇

10  密封唇

11  密封面

12  压力释放凹部

13  中间空间

14  后部或脊状部分

15  盖主体

16  盖的边缘5的周向部分

17  过渡部分

18  容器侧面

19  外部周向部分

20  凹槽或槽口

21  凹进区域

22  凹进区域

L   圆周部分

SP  排气间隙

Claims (14)

1.一种压力容器，包括罐状容纳部(1)和用于安置在该罐状容纳部(1)之上的盖(2)，所述罐状容纳部和盖可拆卸地锁定在一起；并且包括由弹性柔顺材料制成的圆周密封环(7)，该密封环位于盖的圆周边缘(5)和容纳部的边缘(6)的区域中，用于在容纳部(1)和盖(2)的锁定位置中密封容器内部(8)以防止压力降，其中，密封环(7)的密封唇(9，10)与盖的边缘(5)和容纳部的边缘(6)紧密接触，在这种情况下，为了产生一种自动压力控制机构，密封环(7)以这样的方式在其圆周的至少一个部分(L)上形成，即，在超过响应压力的容器内压力的作用下，它发生变形，从而在容纳部(1)和盖(2)之间形成排气间隙，其特征在于：在密封环的至少是配置于容纳部的边缘(6)的密封唇(9)以其连续的圆周密封面(11)渐缩的圆周部分(L)中，所述密封环(7)设有至少一个朝向容器内部(8)开口的压力释放凹部(12)，从而在使用中，当超过预定的响应压力时，紧靠在容纳部的边缘(6)上的密封唇(9)径向地向外且向下移动到在盖边缘(5)和容纳部的边缘(6)之间的中间空间(13)中。

2.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：在低于容器内的预定压力时，配置于容纳部的边缘(6)的密封唇(9)从内部倚靠容纳部的边缘(6)的过渡部分(17)而进入容器的一侧(18)中；并且，在超过了容器内的预定压力并且该密封唇向外移动时，密封唇从外部倚靠容纳部的边缘(6)的外部周向区域(19)，且间歇地从容纳部的边缘抬起或滑下，以释放压力。

3.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：至少是配置于容纳部的边缘(6)的密封唇(9)，通过一凹进区域(21，22)接合到密封环(7)的脊状部分(14)中，所述凹进区域相对于密封唇的实际厚度渐缩或减小并且在密封环的整个圆周上延伸。

4.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：密封环(7)的脊状部分(14)支靠在盖边缘(5)的连续圆柱形周向部分(16)上，该连续圆柱形周向部分从盖的主体(15)向下弯曲。

5.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：在设置多个具有压力释放凹部(12)的圆周部分(L)的情况下，这些圆周部分处在配置于盖边缘(5)和/或容纳部的边缘(6)的密封唇(10，9)中，并且均匀分布在密封环(7)的圆周上。

6.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：配置于盖边缘(5)的密封唇(10)的具有压力释放凹部(12)的圆周部分(L)在圆周方向上相对于配置于容纳部的边缘(6)的密封唇(9)的具有压力释放凹部(12)的圆周部分(L)交错设置。

7.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：密封环(7)相对于其水平中间平面镜像对称。

8.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：密封环(7)的结构是旋转对称的。

9.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：密封环(7)的外部几何形状适配于盖边缘(5)的内表面。

10.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：设置多个分布在密封圆周上的具有压力释放凹部(12)的圆周部分(L)。

11.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：具有压力释放凹部(12)的各个圆周部分(L)位于盖(2)的两个相邻的周向锁定部(3)之间。

12.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于：至少一个具有压力释放凹部(12)的圆周部分(L)位于盖(2)的两个相邻的周向锁定部(3)之间的每个中间空间中。

13.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于，为设定响应压力，密封环(7)的形状和/或材料组成根据压力释放凹部(12)的基本形状、半径、宽度、高度、深度以及密封环(7)的脊状部分(14)的和/或密封唇(9、10)的材料硬度进行适配。

14.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述圆周密封环(7)由橡胶或塑料制成。

Images