适用于超高压受压处理物品的密封装置及方法与流程

本发明涉及一种超高压的密封装置及方法，尤其是一种适用于超高压受压处理物品的密封装置及方法。

背景技术：

在超高压加工中(工业：如粉末冶金，电碳粉，陶瓷粉等超高压定型压缩等；农林业：如超高压木材强化，粮、食品超高压杀菌等)，常常为了避免压缩介质与受压产品直接接触而需要采用密封隔绝装置。传统密封结构常采用卡箍、螺纹密封连接，或者直接采用抽真空热塑密封，卡箍或螺纹密封仅适用于圆柱形结构的密封，如需抽真空和方形结构，卡箍或螺纹密封都实现不了，而抽真空热塑密封虽然可以解决形状问题但每次包装麻烦，包装后的材料在拆除时都会破坏不可以重复利用，且由于包装材料的原因也容易被内外物品棱角或摩擦刺破包装物导致密封失败，从而压缩强化失败。因此，需要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种适用于超高压受压处理物品的密封装置及相应的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于超高压受压处理物品的密封装置，包括端盖、顶端开口的外筒及顶端开口的内筒，内筒套装在外筒中；

所述端盖包括呈倒U字形的端盖壳体，在端盖壳体的下方设置呈U字形的端盖突部；

端盖壳体的侧壁与端盖突部的侧壁密封相连，从而使端盖壳体和端盖突部围合形成空腔，空腔中设置有磁性活动块及弹性组件，弹性组件的两端分别与端盖壳体的顶部及磁性活动块固定连接，磁性活动块与端盖突部磁性相吸；端盖突部位于内筒的内腔中；端盖壳体上设置有贯通空腔的排气口；端盖突部上设置有贯通空腔的端盖孔；磁性活动块堵住端盖孔；

所述外筒上设置有外筒孔；

内筒的内侧壁与端盖突部密封相接触；内筒的外侧壁与外筒密封相接触。

在本发明中，磁性活动块的侧壁和底面与端盖突部内腔相吻合，靠磁性密封，磁性活动块在磁力作用下堵住端盖孔。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的改进：

端盖壳体的侧壁呈上厚下薄的台阶形；端盖壳体的厚侧壁与端盖突部的侧壁密封相连；

在外筒的外侧壁设有卡簧，端盖壳体的薄侧壁与端盖突部侧壁围合形成环形凹槽(例如为方环形凹槽、圆环形凹槽)；外筒的侧壁顶部和内筒的侧壁顶部均位于环形凹槽内，

在端盖壳体的薄侧壁上设置有与卡簧相配合的卡簧孔。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的进一步改进：

内筒由柔性材料制成；外筒由刚性材料制成。

柔性材料例如为硅胶或者NBR(丁腈橡胶)。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的进一步改进：

所述内筒的轴心线与外筒的轴心线相重合；

所述内筒的底面与外筒的底面相接触(仅为自然接触，内筒的底面不密封外筒孔12)；

所述内筒外径小于外筒内径。

一般而言，内筒外径与外筒内径之间的间隙为0.3mm～0.5mm。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的进一步改进：

在磁性活动块侧壁和底部均设置有柔性薄层。

该柔性薄层对磁性活动块与端盖突部的加工精度不足产生的密封不充分进行补充密封，同时减少磁性活动块与端盖突部之间相对位移产生的摩擦损耗。该柔性薄层可随使用磨损随时更换。

柔性薄层由硅胶或其他耐磨橡胶等材料制成，厚度一般0.2mm为宜；若需增大厚度，则需随之调整磁性活动块的磁力，使整改系统磁力达到要求即可。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的进一步改进：

所述磁性活动块为永磁体，端盖突部为磁性材料。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的进一步改进：内筒高度大于(略大于)外筒内腔的高度。一般而言，内筒高度比外筒内腔高3～10mm。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的进一步改进：

所述端盖突部呈上大下小的倒台形(倒圆台形或倒矩台形，随端盖形状圆方变化而变化)。

作为本发明的适用于超高压受压处理物品的密封装置的进一步改进：在外筒的底部设置外筒孔。

本发明还同时提供了利用上述任一密封装置进行的适用于超高压受压处理物品的密封方法，包括以下步骤：

1)、将卡簧退出卡簧孔，从而使端盖与外筒相分离；

向内筒中装入物料，盖上端盖，卡簧与卡簧孔卡接；此时，端盖突部的侧壁挤压内筒的侧壁，从而实现密封内筒(即，端盖突部对内筒的密封)；

由于内筒由柔性材料制成，内筒发生形变后，内筒的外侧壁与外筒的顶部开口处密封相接触；

2)、排出内筒(即物料与内筒之间)中的空气时，可根据实际情况和要求选用以下至少一种方法(即为选用任一方法或两种方法同时进行)：

方法一、用真空泵连接排气口抽真空(可按照实际情况设置好真空度)，在抽真空时，磁性活动块在真空抽力的作用下克服端盖突部对磁性活动块的磁性吸力以及克服弹性组件对磁性活动块的弹力，从而使磁性活动块与端盖突部分离；内筒中的空气从端盖孔被抽入空腔，然后经排气口排出；

当内筒中的空气被全部排出后，在端盖突部对磁性活动块的磁性吸力以及弹性组件对磁性活动块的弹力作用下，磁性活动块与端盖突部抵接，从而堵住端盖孔，对内筒重新进行密封；

方法二、压缩空气从外筒孔进入外筒与内筒间的间隙对内筒进行挤压，内筒中的空气受挤压后克服端盖突部对磁性活动块的磁性吸力以及克服弹性组件对磁性活动块的弹力，从而使磁性活动块与端盖突部分离；内筒中的空气从端盖孔逸出进入空腔，然后经排气口排出；

当内筒中的空气被全部排出后，在端盖突部对磁性活动块的磁性吸力以及弹性组件对磁性活动块的弹力作用下，磁性活动块与端盖突部抵接，从而堵住端盖孔，对内筒重新进行密封；

3)、将整个密封装置(即，装有物料的密封装置)浸入压缩介质中进行超高压处理，压缩介质从外筒孔进入外筒和内筒之间的间隙对内筒进行挤压；

同时压缩介质由排气口进入空腔对磁性活动块产生压力，从而在整个超高压处理过程中都使磁性活动块密封的堵住端盖孔，即，使磁性活动块与端盖突部处于密封状态，压缩介质对内筒中填充的物料进行超高压处理；

4)、压缩完成后，打开端盖，从外筒中取出内筒，再从内筒中取出物料。

本发明具有如下技术优势：

1、本发明的装置结构采用机械力与磁力、弹力等的复合，在包装密封口处形成一个单向阀原理的结构，同时可以满足真空包装和非真空包装。且在采用真空包装时可选择为真空泵抽真空或采用压缩气体挤压形成真空包装或者两者同时进行，在实际生产中可以根据自身设备和条件自由选择。备注说明：非真空包装时，取消上述整个步骤2)即可；企业在生产时选择非真空包装结构，虽然对产品品质有一定影响但基本能实现工业生产。

2、本发明具有圆形、方形结构不受限的优点。

3、本发明具有填装产品快捷的特点，易于实现机械化自动化。

4、本发明在产品受压时，防止产品外在形状的变形弯曲，其外筒可有效的进行产品的宏观定型。

5、本发明的单向阀结构具有使空气从物料于内筒中逸出时，所克服的弹力与磁力的合力始终相等，且结构比传统单向阀结构简单。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明适用于超高压受压处理物品的密封装置及方法的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、超高压受压处理物品的密封装置及方法，如图1所示，包括端盖3、顶端开口的外筒1及顶端开口的内筒2，内筒2套装在外筒1中，外筒1的底部设置外筒孔12。内筒2的轴心线与外筒1的轴心线相重合，内筒2的底面与外筒1的底面相接触(自然接触，内筒2的底面不密封外筒孔12)。内筒2外径小于外筒1内径；一般而言，内筒2外径与外筒1内径之间的间隙为0.3mm～0.5mm。内筒2高度略大于外筒1内腔的高度。

在外筒1的外侧壁设有卡簧13；所述端盖3包括呈倒U字形的端盖壳体31，在端盖壳体31的下方设置呈U字形的端盖突部37，端盖壳体31的侧壁呈上厚下薄的台阶形；端盖壳体31的厚侧壁311与端盖突部37的侧壁密封相连，从而使端盖壳体31和端盖突部37围合形成形成空腔32，空腔32中设置有磁性活动块33及弹性组件34；所述弹性组件34的两端分别与端盖壳体31的顶部及磁性活动块33固定连接，磁性活动块33与端盖突部37磁性相吸；所述端盖突部37位于内筒2的内腔中；端盖壳体31上设置有贯通空腔32的排气口36；端盖突部37上设置有贯通空腔32的端盖孔38；磁性活动块33堵住端盖孔38。具体而言，磁性活动块33的侧壁和底面与端盖突部37内腔相吻合，靠磁性密封，磁性活动块33在磁力作用下堵住端盖孔38。

端盖壳体31的薄侧壁312与端盖突部37侧壁围合形成环形凹槽30；外筒1的侧壁顶部和内筒2的侧壁顶部均位于环形凹槽30内，端盖突部37呈上大下小的倒台形(即，为倒圆台形或倒矩台形，随端盖3形状的圆方变化而变化)，此结构能便于更好的对内筒2实现密封。即，内筒2能被端盖3与外筒1压紧密封固定。

在端盖壳体31的薄侧壁312上设置有与卡簧13相配合的卡簧孔35；即，卡簧13与卡簧孔35配合使用，固定端盖3与外筒1。

内筒2由柔性材料制成；外筒1由刚性材料制成。在磁性活动块33侧壁和底部均设置有柔性薄层，柔性薄层既能防止磁性活动块33与端盖壳体31、端盖突部37之间磨损，又能增加密封效果。柔性薄层由硅胶或其他耐磨橡胶等材料制成，其厚度以0.2mm为宜。若需增大厚度，则随之调整磁性活动块33的磁力，使系统磁力达到要求即可。

磁性活动块33为永磁体，端盖突部37为磁性材料。

上述外筒1能防止所需压缩产品外在形状的变形弯曲，可有效的进行产品的宏观定型。

在排出物料与内筒2之间的空气过程中，端盖3作为单向阀使用。采用机械力与磁力、弹力等的复合，在内筒2开口处形成一个单向阀原理的结构，同时可以满足真空包装和非真空包装。

在本发明中：内筒2的宽度比外筒1的内腔宽度小0.3mm～0.5mm，方便把内筒2放置在外筒1中；内筒2长度稍大于外筒1内腔的长度，方便端盖3的端盖突部37把内筒2压在刚性的外筒1上，密封效果更为理想(内筒2为柔性材料，在端盖突部37的挤压下与外筒1紧密贴合，内筒2在扩张时就会变短一点。而且此贴合部分长度原本就不是很长，若内筒过短，在扩张或加工精度不好的情况下就可能导致密封不严)。设置至少两套卡簧13与卡簧孔35，用于固定端盖3与外筒1。内筒2采用硅胶或者NBR(丁腈橡胶)等柔性材料。弹性组件34可以为弹簧。

由于端盖突部37呈上大下小的倒台形，因此在磁性活动块33与端盖突部37分离时，磁性活动块33与空腔32会存有空隙，方便排出空气。

利用上述密封装置进行的适用于超高压受压处理物品的密封方法，依次进行如下步骤：

1)、将卡簧13退出卡簧孔35，从而使端盖3与外筒1相分离；

向内筒2中装入物料，若物料为陶瓷粉等粉末状物料时，需要捣实均匀，且在端盖孔38上覆盖丝网，丝网的孔隙小于物料的颗粒度，防止物料阻塞端盖孔38；若物料为木材类整块物料则直接填装入内筒2即可。

盖上端盖3，卡簧13与卡簧孔35卡接，此时，端盖突部37的侧壁挤压内筒2的侧壁，从而实现密封内筒2；且由于内筒2由柔性材料制成，内筒2发生形变后，内筒2的外侧壁与外筒1的顶部开口处密封相接触；即，端盖3的端盖突部37将内筒2的开口处挤压在外筒1上，密封内筒2。

2)、在实际超高压压缩加工中，如需排除物料与内筒2之间多余的空气，可根据实际情况和要求选用以下至少一种方法(即，任选一种或两种同时进行)：

方法一、用真空泵连接排气口36抽真空(可按照实际情况设置好真空度)，在抽真空时，磁性活动块33在真空抽力的作用下克服端盖突部37对磁性活动块33的磁性吸力以及克服弹性组件34对磁性活动块33的弹力，从而使磁性活动块33与端盖突部37分离；内筒2中存在于物料间的空气从端盖孔38被抽入空腔32，然后经排气口36排出；

当内筒2中的空气被全部排出后，在端盖突部37对磁性活动块33的磁性吸力以及弹性组件34对磁性活动块33的弹力作用下，永磁体33与端盖突部37抵接，堵住端盖孔38，对内筒2重新进行密封；

方法二、用合适的压缩空气从外筒孔12进入外筒1与内筒2间的间隙对内筒2进行挤压，内筒2中存在于物料间的空气受挤压后克服端盖突部37对磁性活动块33的磁性吸力以及克服弹性组件34对磁性活动块33的弹力，从而使磁性活动块33与端盖突部37分离；内筒2中存在于物料间的空气从端盖孔38逸出进入空腔32，然后经排气口36排出；

当内筒2中的空气被全部排出后，在端盖突部37对磁性活动块33的磁性吸力以及弹性组件34对磁性活动块33的弹力作用下，永磁体33与端盖突部37抵接，堵住端盖孔38，对内筒2重新进行密封。

3、将整个密封装置浸入压缩介质中进行超高压处理，压缩介质从外筒孔12进入外筒1和内筒2之间的间隙对内筒2进行挤压；

同时压缩介质由排气口36进入空腔32对磁性活动块33产生压力，从而在整个超高压处理过程中都使磁性活动块33密封的堵住端盖孔38，即，磁性活动块33与端盖突部37处于密封状态，压缩介质对内筒2中填充的物料进行超高压处理；

4、压缩完成后，打开端盖3，从外筒1中取出内筒2，再从内筒2中取出物料。

本发明整个结构使物料与压缩介质分离的同时又可以保证超高压对物料的处理不受密封结构的影响。内筒2、外筒1及端盖3都能重复利用，既环保又节省成本。物料任何形状(物料不能有尖锐棱角，防止刺破内筒2)都能放入内筒2中压缩，形状不受限。传统结构多由人工进行卡箍上紧或螺纹紧固，效率低，本发明填装产品快捷，易于实现机械化自动化。本发明采用机械力与磁力、弹力等的复合，在包装密封口处形成一个单向阀原理的结构，同时可以满足真空包装和非真空包装。

对比例1：取消实施例1中的弹性组件34，其余等同于实施例1。

该装置在排出物料与内筒2之间的空气时，磁性活动块33在真空抽力的作用下克服端盖突部37对磁性活动块33的磁性吸力，磁性活动块33相对于端盖突部37做出微小位移，从而使磁性活动块33与端盖突部37之间产生间隙；内筒2中存在于物料间的空气从端盖孔38被抽入空腔32，然后经排气口36排出。

由于磁性活动块33与端盖突部37之间的间隙，使磁性活动块33与端盖突部37之间磁力衰减，若无弹性组件34，磁性活动块33不能自动复位，此装置密封失败。若增加磁性活动块33与端盖突部37之间的磁力，使磁性活动块33与端盖突部37产生微小间隙时磁性活动块33仍然能够自动复位，则空气逸出时需要克服很大的磁力，易造成空气逸出动力不足以顶开磁性活动块33使空气逸出，则此装置失去空气单向逸出的效果。

对比例2：磁性活动块33不使用永磁体，端盖突部37不使用磁性材料，即使用常规的其余等同于实施例1。

排出物料与内筒2之间的空气时，空气克服弹性组件34的弹力。活动块相对于端盖突部37作微小位移，使活动块与端盖突部之间产生间隙，空气逸出。空气逸出后，在弹性组件34的弹力下，活动块与端盖突部37进行抵接进行密封，此时弹性组件34几乎处于自由状态，活动块与端盖突部37极易抵接不严，即不能堵住端盖孔38从而对内筒2重新进行密封；此装置密封失败。若使活动块复位时能与端盖突部37抵接严密，弹性组件34在活动块复位后仍需保留一定弹力，则空气逸出时需要克服很大的弹力，易造成空气逸出动力不足以顶开活动块使空气逸出，则此装置失去空气单向逸出的效果。

对比例3：取消实施例1中的内筒2，物料在外筒1中进行压缩，其余等同于实施例1。

在超高压工作中，整个装置浸于压缩介质中，取消内筒2后，此装置就失去密封隔绝物料与压缩介质的作用。对于超高压杀菌而言，物料颗粒度大于外筒孔12和端盖孔38时，此时的装置对于物料可起包装限位作用；对于超高压压缩强化而言，压缩介质与物料直接接触会导致压缩失败(压缩介质一般为水，压缩比极低)。例如：压缩介质为水，压缩强化物料为木材，若水与木材直接接触，水会浸入木材导致压缩强化失败。

对比例4：改变排气口36的位置(例如改在端盖壳体31的侧面或者棱角处)或大小使之不与真空泵接口匹配；其余等同于实施例1。

在排出物料与内筒2之间的空气时，只能单独的使用从外筒孔12充入压缩空气排出，排出空气的时间延长了很多，降低了生产效率，浪费了时间成本。

对比例5：改变外筒孔12的位置(例如改在外筒1的侧面或者棱角处)或大小使之不与压缩空气匹配；其余等同于实施例1。

在排出物料与内筒2之间的空气时，只能单独的使用在排气口36使用真空泵抽出，排出空气的时间延长了很多，降低了生产效率，浪费了时间成本。

对比例6：取消实施例1中的整个端盖3，使用实体塞子和卡箍代替，或者使用带螺纹的盖子、实体塞子和开口处设置有相应螺纹的外筒代替；其余等同于实施例1。

这样的结构导致内筒2只能设置为圆形结构，实现不了其他形状的密封；且密封时费时又效果差。

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照签署各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前处各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明个实施例方案的范围。