用于承压装置内部密封的柔性内衬的制作方法

1.本发明属于涉及承压容器技术领域，尤其涉及承压容器的密封技术，具体地说是一种用于承压装置内部密封的柔性内衬。


背景技术：

2.能源是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础，随着人类对能源的需求量不断增加，能源问题越来越引起人们的重视，但是大多数能源存在间断性和不稳定性等特点，导致大量能源在时间和空间上的不平衡，从而使得一方面能源短缺、另一方面又大量浪费，没有得到合理的利用；随着节能减排和环境保护的日益重视、随着储能技术的发展和进步，通过储能方式加强能源的高效利用是今后能源发展的重要方向之一。
3.在压力储能设备领域（如空气能储能），可以采用大型承压容器、承压舱壁、承压隧道、承压井筒以及承压洞窟进行储能，这时涉及到一个重要的技术问题就是储能设备的密封问题，现有技术中，多是对作为承载体的容器本身进行密封，储能设备受到的储能介质压力变化产生的交变力将直接作用到作为承载体的容器本身，因此需要研发一种能够传递并缓冲交变力的密封结构。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于承压装置内部密封的柔性内衬，该柔性内衬能够在保持内部压力密封的情况下、将内部压力均匀传递到承载容器的内壁上。
5.本发明的目的是通过以下技术方案解决的：一种用于承压装置内部密封的柔性内衬，其特征在于：该柔性内衬包括设置在承载体内壁上的柔性密封标准板和柔性密封非标板，柔性密封标准板和柔性密封非标板的周侧皆朝向承载体的内腔弯折构成连续的卷边，两柔性密封标准板之间的相邻卷边的外缘、柔性密封标准板和柔性密封非标板之间的相邻卷边的外缘、以及两柔性密封非标板之间的相邻卷边的外缘焊接相连并构成相应的弹性接缝，外缘焊接在一起的相邻卷边相互倾斜设置构成弹性接缝的两相邻面。
6.所述弹性接缝的两相邻面皆相对承载体倾斜设置或者任选一相邻面倾斜设置。
7.所述的弹性接缝相对承载体的内壁凸出的高度为10mm～50mm。
8.所述弹性接缝的顶角角度为0.5
°
～2.5
°
。
9.所述弹性接缝的顶角角度为1.0
°
～1.5
°
。
10.所述的柔性密封标准板包括圆形标准衬板、矩形标准衬板；所述的柔性密封非标板包括三维阴角件、二维阴角件、阳角件，所述的三维阴角件用于和二维阴角件配合焊接构成相应的弹性接缝，所述的二维阴角件能够分别与三维阴角件和柔性密封标准板配合焊接构成相应的弹性接缝，所述的阳角件能够和柔性密封标准板配合焊接构成相应的弹性接缝。
11.所述的三维阴角件为一顶角及其关联的三个面去除大部分构成的缺角箱体结构，三维阴角件的缺角与嵌入承载体的三维阴角中的顶角呈对角关系。
12.所述的二维阴角件为一边及其关联的两侧面和两端面去除大部分构成的缺边箱体结构，二维阴角件的缺边与嵌入承载体的二维阴角中的拐角边为对角边。
13.所述的阳角件为一边及其关联的两侧面全部去除的缺面箱体结构，阳角件的缺边与顶在承载体的阳角处的拐角边为对角边。
14.所述的柔性密封标准板与承载体的内壁贴合的部分与承载体的内壁形状相同；所述的柔性密封非标板与承载体的内壁贴合的部分与承载体的内壁形状相同；所述的柔性密封标准板和柔性密封非标板采用相同的材质制成。
15.本发明相比现有技术有如下优点：本发明的柔性内衬能够在保持内部压力密封的情况下、将内部储能介质压力变化产生的交变力均匀传递到承载体（如混凝土、岩石体或其他材料相连并构成的承载体）的支撑面上，柔性内衬的形状、大小根据支撑面的形状、尺寸分割而成，该柔性内衬能够用于大型承压容器、承压仓壁、承压隧道、承压井筒等的内部密封，特别适用于有交变压力荷载的以上场合。
16.本发明的柔性内衬通过制备符合要求的柔性密封标准板和柔性密封非标板，相邻柔性密封标准板向内凸出的搭接卷边、或者相邻的柔性密封标准板和柔性密封非标板向内凸出的搭接卷边、或者相邻的柔性密封非标板向内凸出的搭接卷边皆进行无缝焊接，形成向承载体的内腔凸出的弹性接缝，弹性接缝能够随压力变化或承载容器的内壁变化柔性伸缩，从而实现交变压力荷载的缓冲传递。
附图说明
17.附图1为本发明的用于承压装置内部密封的柔性内衬中的柔性密封标准板之间的焊接结构示意图；附图2为本发明的底面为平面的矩形标准衬板的一种结构示意图；附图3为本发明的底面为曲面的矩形标准衬板的一种结构示意图；附图4为本发明的底面为平面的圆形标准衬板的一种结构示意图；附图5为本发明的柔性密封特型件中的三维阴角件的一种结构示意图；附图6为本发明的柔性密封特型件中的二维阴角件的一种结构示意图；附图7为本发明的柔性密封特型件中的阳角件的一种结构示意图；附图8为本发明的一种三维阴角件和一种二维阴角件应用于承压装置内部三维阴角时的安装结构截面示意图；附图9为本发明的一种二维阴角件和一种柔性密封标准板应用于承压装置内部二维阴角时的安装截面结构示意图；附图10为本发明的一种阳角件和一种柔性密封标准板应用于承压装置内部阳角时的安装结构截面示意图；附图11为本发明的弹性接缝收缩状态示意图；附图12为本发明的弹性接缝放大状态示意图。
18.其中：1—承载体；2—柔性密封标准板；3—柔性密封特型件；31—三维阴角件；
32—二维阴角件；33—阳角件；4—卷边；5—弹性接缝。
具体实施方式
19.下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
20.如图1-12所示：一种用于承压装置内部密封的柔性内衬，该柔性内衬包括设置在承载体1内壁上的柔性密封标准板2和柔性密封非标板3，柔性密封标准板2和柔性密封非标板3的周侧皆朝向承载体1的内腔弯折构成连续的卷边4，两柔性密封标准板2之间的相邻卷边4的外缘、柔性密封标准板2和柔性密封非标板3之间的相邻卷边4的外缘、以及两柔性密封非标板3之间的相邻卷边4的外缘焊接相连并构成相应的弹性接缝5，外缘焊接在一起的相邻卷边4相互倾斜设置构成弹性接缝5的两相邻面，弹性接缝5的两相邻面皆相对承载体1倾斜设置或者任选一相邻面倾斜设置。
21.在上述结构中，由于弹性接缝5的设置是为了柔性内衬能够随压力变化或支撑面变化柔性伸缩，当承载体1的内壁（即支撑面）相对于柔性内衬收缩时、焊缝到支撑面之间的弹性接缝5可以收缩（如图11所示），当支撑面相对于柔性内衬膨胀时、焊缝到支撑面之间的弹性接缝5可以放大（如图11所示）。焊缝到支撑面之间的高度越高、柔性内衬的可涨缩量就越大，焊缝到支撑面之间的高度越低、柔性内衬的可涨缩量就越小，所以焊缝到支撑面之间的高度是根据承载体1的材质和承载压强来确定，同时也需要考虑到板材的拉伸性能，一般设置在10～50mm之间；如表一列出了部分规格的柔性密封板（包括柔性密封标准板和柔性密封非标板）的厚度和卷边高度与适用压力的对应关系。序号规 格适用压力（mpa）柔性密封板厚度（mm）卷边高度（mm）1rcb11.60.815～202rcb22.51.220～253rcb36.3225～304rcb4102.530～355rcb516340～45
22.表一适用压力与柔性密封板的厚度和卷边高度的对应表同样，为了保持焊接的强度和整个装置的密封性，弹性接缝5的顶角角度不宜过大，顶角角度以0.5
°
～2.5
°
为宜、且优选1.0
°
～1.5
°
。
23.在柔性内衬中，柔性密封标准板2包括圆形标准衬板、矩形标准衬板，如图4所示的平底型圆形标准衬板、图2所示的底面为平面的矩形标准衬板和图3所示的底面为曲面的矩形标准衬板；柔性密封非标板3包括三维阴角件31、二维阴角件32、阳角件33，三维阴角件31用于和二维阴角件32配合焊接构成相应的弹性接缝5，二维阴角件32能够分别与三维阴角件31和柔性密封标准板2配合焊接构成相应的弹性接缝5，阳角件33能够和柔性密封标准板2配合焊接构成相应的弹性接缝5。柔性密封标准板2和柔性密封非标板3的相邻卷边4的各弯角处预留褶皱、以增加角部弹性，防止角部应力集中。
24.如图5所示，三维阴角件31为一顶角及其关联的三个面去除大部分构成的缺角箱体结构，三维阴角件31的缺角与嵌入承载体1的三维阴角中的顶角呈对角关系；如图6所示，二维阴角件32为一边及其关联的两侧面和两端面去除大部分构成的缺边箱体结构，二维阴角件32的缺边与嵌入承载体1的二维阴角中的拐角边为对角边；如图7所示，阳角件33为一
边及其关联的两侧面全部去除的缺面箱体结构，阳角件33的缺边与顶在承载体1的阳角处的拐角边为对角边。
25.如图5、图6和图8所示，三维阴角件31的顶角嵌入承载体1的三维阴角中、且沿着承载体1的三维阴角延伸出去的三条二维阴角处分别对应布置有三组二维阴角件32，二维阴角件32端部的相邻卷边4的外缘分别与三维阴角件2对应端的相邻卷边4的外缘焊接相连并分别构成弹性接缝4，外缘焊接在一起的两卷边4相互倾斜设置并构成弹性接缝4的两相邻面。
26.如图6和图9所示，二维阴角件32的拐角嵌入承载体1的阴角布置、二维阴角件32的两侧面的旁侧分别设置柔性密封标准板2，二维阴角件32侧面的卷边4分别与对应柔性密封标准板2的卷边4外缘焊接相连并构成两弹性接缝4，外缘焊接在一起的两卷边4相互倾斜设置并构成弹性接缝4的两相邻面。
27.如图7和图10所示，阳角件3的拐角背对承载体1的阳角布置、阳角件3的两侧面的卷边4的外缘分别与对应柔性密封标准板2的卷边4外缘焊接相连并构成两弹性接缝4，外缘焊接在一起的两卷边4相互倾斜设置并构成弹性接缝4的两相邻面。
28.为提高交变压力荷载的缓冲传递的效果，柔性密封标准板2与承载体1的内壁贴合的部分与承载体1的内壁形状相同、柔性密封非标板3与承载体1的内壁贴合的部分与承载体1的内壁形状相同。为提高焊接质量，本发明提供的柔性密封标准板2和柔性密封非标板3采用相同的材质制成，如铝合金、不锈钢、塑料等，且需要说明的是：用于同一承压装置内部密封的柔性内衬的材质相同。
29.本发明的柔性内衬能够在保持内部压力密封的情况下、将内部储能介质压力变化产生的交变力均匀传递到承载体1（如混凝土、岩石体或其他材料相连并构成的承载体）的支撑面上，柔性内衬的形状、大小根据支撑面的形状、尺寸分割而成，该柔性内衬能够用于大型承压容器、承压仓壁、承压隧道、承压井筒等的内部密封，特别适用于有交变压力荷载的以上场合。
30.以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。