一种自动快拆密封装置

1.本技术涉及一种自动快拆密封装置，属于催化领域。


背景技术：

2.随着经济发展和科技的不断进步，传统应用于高温高压场景下的反应装置都是人工通过工具将添加完反应物后的反应器手动拧紧在反应管道中。等需要更换反应物时，又需要人工将反应器拧下来更换。整个人工换取过程既费时又费力，且在反应条件为高温高压时，对于人工来说是较为危险的存在。
3.当前市面上的反应器，由于还停留在以前的人工更换阶段，因此并没有一款比较成熟的自动密封反应器。
4.目前市面上适用于高温高压环境下的密封反应器都是采用螺纹锁紧密封结构，这种结构由于在更换时要经过板手等设备的旋拧，且要花费较长时间，因此十分不利于反应器的快速更换。
5.当前密封反应器外形结构绝大部分为圆柱形，圆柱形由于无法提供大面积的夹取着力固定点，因此不利于自动化设备的稳固夹取和转移。
6.市面上还没有尺寸下适配的自动卡紧密封的高温高压反应器。用于石油钻探密封的自动密封结构尺寸一般大于


技术实现要素：

7.现有催化剂反应管末端螺纹结构不适合机器人与自动化操作，本技术设计了一款适合机器人操作的快拆密封结构，该结构使用锥面密封，为全金属结构，耐高温，密封可靠。经过实际测试，可以在300℃情况下，检漏压力0.2mpa，重复密封50次，50次后，使用2000目砂纸去除密封面氧化层即可恢复密封效果。
8.使用快换卡口作为锁紧结构，维持锥面密封效果。顶部焊接热电偶测温用保护套管，机械臂从下端拿着反应管从侧开的电热炉里穿过，套住热电偶保护套管，到达锁紧位置后，再执行快拆锁紧动作。
9.本技术的一个方面，提供了一种自动快拆密封装置，所述自动快拆密封装置包括反应管、反应器和操作机器人；
10.所述反应管设有上端口和下端口，上端口设有锥面i，下端口设有锥面ii，锥面i和锥面ii均为凹锥面；
11.所述反应器设有桁架结构，所述桁架结构内设有夹紧机构，用于固定所述反应管；所述夹紧机构设有电动夹爪i、夹持臂和夹块，所述夹块的卡口与所述反应管的外壁尺寸相适配；所述桁架结构设有上下移动桁架和侧移桁架，用于反应管的移动；
12.所述反应器设有与所述反应管连接的端口i、端口ii，端口i设有锥面iii，端口ii设有锥面iv，锥面iii和锥面iv均为凸锥面；
13.所述凹锥面和所述凸锥面配合安装形成硬密封区；
14.所述操作机器人设有机械臂，机械臂设有反应管夹爪，用于拆卸和/或安装所述反应管；所述反应管夹爪包括弓形夹爪和电动夹爪ii，所述弓形夹爪的卡口、电动夹爪ii的卡口分别与所述反应管的外壁尺寸相适配。
15.可选地，所述凹锥面的锥角为30
°
；
16.所述凸锥面的锥角为27
°
。
17.可选地，所述上端口处的外壁设有凸起部i，凸起部i设有水平端面i，所述水平端面i与锥面i平滑连接；
18.所述端口i处的外壁设有凸起部iii，凸起部iii设有水平端面iii，所述水平端面iii与锥面iii平滑连接；
19.所述水平端面i与所述水平端面iii配合固定连接。
20.可选地，所述下端口处的外壁设有凸起部ii，凸起部ii设有水平端面ii，所述水平端面ii与锥面ii平滑连接；
21.所述端口ii处的外壁设有凸起部iv，凸起部iv设有水平端面iv，所述水平端面iv与锥面iv平滑连接；
22.所述水平端面ii与所述水平端面iv配合固定连接。
23.可选地，所述反应管沿外壁设有十字体结构，用于与机械臂配合夹取所述反应管。
24.可选地，所述电动夹爪ii的卡口与所述十字体结构相适配。
25.可选地，所述桁架结构还设有测温热电偶套管和可侧开的反应管加热炉。
26.可选地，所述反应管的内径
27.可选地，所述锥面i、锥面ii、锥面iii、锥面iv均为全金属锥面。
28.可选地，所述端口ii处的水平端面iv上设有密封o圈防脱落燕尾槽；
29.所述密封o圈防脱落燕尾槽内设有全氟醚材质o圈。
30.可选地，在端口ⅱ上保留了传统的o圈密封方式，使用的全氟醚材质o圈进行二次密封。全氟醚材质能够保证其长期工作温度-39℃～288℃，短期可达315℃。o圈安装沟槽加工成燕尾槽，避免使用时o圈意外脱出。
31.本技术中，“相适配”指相配合安装/接触的部件满足二者之间的配合需求。
32.本技术能产生的有益效果包括：
33.1)本技术所提供的自动快拆密封装置，开创性的采用了全金属锥面密封方式，使用快换锥面卡口，配合特制夹紧机构。实现即满足高温高压的情况正常工作，又在需要加样更换反应器时，只需松开夹紧机构即可拆下反应器。
34.2)本技术所提供的自动快拆密封装置，为了便于自动化设备夹紧，采用十字体结构，给夹取设备提供精准牢固的部位，后续通过与十字体结构配合的夹爪，即可实现例如机械臂等自动化设备又准又稳得转移反应器。
35.3)本技术为解决反应器全自动密封这一功能，自动快拆密封装置上通过上下两个夹紧夹爪和夹爪移动定位装置，在机械臂稳固的夹着十字体结构将反应器运到预定位置时，可以完成全金属锥面密封卡口和反应器锥面精准又牢固的密封。
36.4)本技术所提供的自动快拆密封装置，在满足高温高压的实验要求下，能够在需要时，快速将反应管取出仪器。
37.5)本技术所提供的自动快拆密封装置，反应管的更换卡紧密封，全程无需人工参
与，实现全自动化工作。
附图说明
38.图1为本技术实施例中反应管被安装反应器上的效果图，上下两侧的夹紧机构此时是夹紧状态，整个装置处于密封状态；
39.图2为本技术实施例中图1密封状态下的剖视图；
40.图3为本技术实施例中密封反应管的内部结构图；
41.图4为本技术实施例中反应管锥面密封口结构图；
42.图5为本技术实施例中十字结构图；
43.图6为本技术实施例中夹紧机构图；
44.图7为本技术实施例中桁架机构图；
45.图8为本技术实施例中反应器夹爪结构图；
46.图9为本技术实施例中反应器连接部的端口ii的剖面结构图。
47.其中：
48.1-1、自动快拆密封母头；1-2、夹持定位十字体；1-3、密封垫圈；1-4、流化段连接杆；1-5、流化床烧结板；1-6、流化床顶杆；
49.2-1、端口i；2-2、硬密封区；2-3、反应管上部；
50.3-1、电动夹爪i；3-2、夹持臂；3-3、夹块；
51.4-1、测温热电偶套管；4-2、下管口侧移桁架；4-3、下管口上下移桁架；4-4、加热炉开合电机；4-5、电动夹爪i；4-6、反应器固定板；4-7、加热炉；
52.5-1、电动夹爪ii；5-2、十字结构；5-3、反应管；5-4、弓形夹爪。
具体实施方式
53.下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。
54.如无特别说明，本技术的实施例中的原料均通过商业途径购买。
55.实施例1
56.一种自动快拆密封装置，包括反应管、反应器和操作机器人；
57.如图4所示，反应管设有反应管上部2-3，反应管上部2-3的端口设有锥面i，锥面i为凹锥面，凹锥面的锥角为30
°
，反应器设有连接部的设有端口i2-1，端口i2-1设有锥面iii，锥面iii为凸锥面，凸锥面的锥角为27
°
，锥面i和锥面iii配合安装形成硬密封区2-2；锥面i和锥面iii均为全金属锥面，反应管的下部端口设有锥面ii，锥面ii为凹锥面，凹锥面的锥角为30
°
，反应器设有连接部的设有端口ii(如图9所示)，端口ii设有锥面iv，锥面iv为凸锥面，凸锥面的锥角为27
°
，锥面i和锥面iii配合安装形成硬密封区2-2。端口i2-1处的外壁设有凸起部i，凸起部i设有水平端面i，所述水平端面i与锥面iii平滑连接；反应管上部2-3的端口处的外壁设有凸起部ii，凸起部ii设有水平端面ii，水平端面ii上设有密封o圈防脱落燕尾槽结构，避免使用时o圈意外脱出，所述水平端面ii与锥面i平滑连接；所述水平端面i与所述水平端面ii配合固定连接，端面ii上使用的全氟醚材质o圈进行二次密封。反应管沿外壁设有十字体结构，如图5所示，用于与机械臂配合夹取所述反应管。
58.反应器设有桁架结构(如图7所示)，桁架结构内设有夹紧机构(如图6所示)，用于
固定所述反应管；所述夹紧机构设有电动夹爪i3-1、夹持臂3-2和夹块3-3，所述夹块3-3的卡口与所述反应管的外壁尺寸相适配；所述桁架结构设有下管口上下移动桁架4-3和下管口侧移桁架4.2，用于反应管的移动；桁架结构还设有测温热电偶套管4-1和可侧开的加热炉4-7，以及加热炉开合电机4-4。
59.操作机器人设有机械臂，机械臂设有反应管夹爪，如图8所示，用于拆卸和/或安装所述反应管5-3；反应管夹爪包括弓形夹爪5-4和电动夹爪ii5-1，弓形夹爪5-4的卡口、电动夹爪ii的卡口分别与反应管的外壁尺寸相适配。电动夹爪ii-1的卡口与十字体结构5-2相适配。
60.本实施例中，反应管的内径为外径为
61.组装后的反应管如图1～图3所示，图1为反应管被安装在反应器上，上下两侧的夹紧机构此时是加紧状态，整个装置处理密封状态；图2为密封状态下的剖视图，从图2可以看出，上下两侧的锥面密封结构被夹紧机构卡紧，图3为密封反应管的内部结构，自上至下包括：自动快拆密封母头1-1、夹持定位十字体1-2、密封垫圈1-3、流化段连接杆1-4、流化床烧结板1-5、流化床顶杆1-6。
62.以上所述，仅是本技术的几个实施例，并非对本技术做任何形式的限制，虽然本技术以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

技术特征：
1.一种自动快拆密封装置，其特征在于，所述自动快拆密封装置包括反应管、反应器和操作机器人；所述反应管设有上端口和下端口，上端口设有锥面i，下端口设有锥面ii，锥面i和锥面ii均为凹锥面；所述反应器设有桁架结构，所述桁架结构内设有夹紧机构，用于固定所述反应管；所述夹紧机构设有电动夹爪i、夹持臂和夹块，所述夹块的卡口与所述反应管的外壁尺寸相适配；所述桁架结构设有上下移动桁架和侧移桁架，用于反应管的移动；所述反应器设有与所述反应管连接的端口i、端口ii，端口i设有锥面iii，端口ii设有锥面iv，锥面iii和锥面iv均为凸锥面；所述凹锥面和所述凸锥面配合安装形成硬密封区；所述操作机器人设有机械臂，机械臂设有反应管夹爪，用于拆卸和/或安装所述反应管；所述反应管夹爪包括弓形夹爪和电动夹爪ii，所述弓形夹爪的卡口、电动夹爪ii的卡口分别与所述反应管的外壁尺寸相适配。2.根据权利要求1所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述凹锥面的锥角为30
°
；所述凸锥面的锥角为27
°
。3.根据权利要求1所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述上端口处的外壁设有凸起部i，凸起部i设有水平端面i，所述水平端面i与锥面i平滑连接；所述端口i处的外壁设有凸起部iii，凸起部iii设有水平端面iii，所述水平端面iii与锥面iii平滑连接；所述水平端面i与所述水平端面iii配合固定连接。4.根据权利要求1所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述下端口处的外壁设有凸起部ii，凸起部ii设有水平端面ii，所述水平端面ii与锥面ii平滑连接；所述端口ii处的外壁设有凸起部iv，凸起部iv设有水平端面iv，所述水平端面iv与锥面iv平滑连接；所述水平端面ii与所述水平端面iv配合固定连接。5.根据权利要求1所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述反应管沿外壁设有十字体结构，用于与机械臂配合夹取所述反应管。6.根据权利要求5所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述电动夹爪ii的卡口与所述十字体结构相适配。7.根据权利要求1所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述桁架结构还设有测温热电偶套管和可侧开的反应管加热炉。8.根据权利要求1所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述反应管的内径9.根据权利要求1所述的自动快拆密封装置，其特征在于，所述锥面i、锥面ii、锥面iii、锥面iv均为全金属锥面。10.根据权利要求4所述的自动快拆密封装置，其特征在于，
所述端口ii处的水平端面iv上设有密封o圈防脱落燕尾槽；所述密封o圈防脱落燕尾槽内设有全氟醚材质o圈。

技术总结
本申请公开了一种自动快拆密封装置，包括反应管、反应器和操作机器人；所述反应管设有上端口和下端口，上端口设有锥面I，下端口设有锥面II，锥面I和锥面II均为凹锥面；所述反应器设有桁架结构，所述桁架结构内设有夹紧机构，用于固定所述反应管；所述桁架结构设有上下移动桁架和侧移桁架，用于反应管的移动；所述反应器设有与所述反应管连接的端口I、端口II，端口I设有锥面III，端口II设有锥面IV，锥面III和锥面IV均为凸锥面；所述凹锥面和所述凸锥面配合安装形成硬密封区。本申请公开的装置，在满足高温高压的实验要求下，能够在需要时，快速将反应管取出反应器，反应管的更换卡紧密封，实现全自动化工作。实现全自动化工作。实现全自动化工作。


技术研发人员：陈维东 叶茂 刘对平 陆杰 张宗义 田野 杨飞潺
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2022.12.15
技术公布日：2023/8/17