专利名称：散装粉物罐车自密封式人孔盖密封圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及密封圈，具体地指一种散装粉物罐车自密 封式人孔盖密封圈。
背景技术：
目前，我国铁路车辆散装粉物罐车上的人孔大多数还是采
用传统的自密封形式，已有30多年的历史。其构造主要由人孔 座和人孔盖组成，人孔座由人孔座圈和承盖圈组焊而成，并焊 接在罐体上。人孔盖由人孔盖圈、顶盖、固定压板、密封圈和 压环等组成，密封圈被压环用螺栓螺母固定在固定压板上。人 孔盖的一端通过转销连接在人孔座的支耳上，可以绕转销旋转。 当人孔盖关闭后，另一端通过转锁将其压紧，这样密封圈可以 贴合在承盖圈上。
其基本工作原理是当给罐体充气的气压达到一定数值后， 人孔盖密封圈在压力的作用下压紧人孔承盖圈，从而使人孔实 现自密封。对于铁路水泥罐车而言，其能承受的压力约为
0.35MPa，高于一般水泥罐车约0.25MPa的压力。这种结构的人 孔盖有制造成本低、操作简单、经久耐用、维护工作量小等优 点，在原设计状况和制造条件不变、以及用户要求不高的情况 下，基本上能满足使用要求。
但是，上述人孔盖仍存在若干不足之处当罐内压力低于
一定数值时，便不能使人孔很好地密封。当制造或装配有差异、 或在使用中出现人孔盖变形等问题时，也经常出现人孔不能很 好密封的现象。在对罐体进行水压试验或实际使用的过程中，
往往是压力小于0.2MPa时，会有一定的泄漏；而当压力提高到 0.6MPa以上后，橡胶密封圈在高压的作用下经常会从人孔盖和 承盖圈之间翻出，导致水压试验或实际使用不能继续。对于某 些具有强磨损作用的粉剂，例如氧化铝粉，在经常漏风的状况 下会加大承盖圈和密封圈的磨损，使密封效果明显下降，严重影响粉物的卸出。特别是针对浓相氧化铝粉罐车而言，要求罐
体的使用压力达到0.5MPa，传统的人孔盖在该类罐车上使用得 十分勉强。
究其原因传统密封圈是截面为凹槽形的橡胶圈，由上翼
面、侧立面和下翼面组成，壁厚约为5mm。其上翼面通过螺栓 固定在人孔盖的固定圈上，使整个橡胶圈定位。其侧立面与人 孔盖圈的内壁接触，以防止橡胶圈外涨。其下翼面为有一定倾 斜角、且从根部到端部逐渐变薄的形状，这样设计是希望下翼 面能和承盖圈贴合得更紧 一 点，当橡胶圈受压时可更容易地被
压在承盖圈上，以实现良好的密封。而实际情况是由于下翼
面的端部很薄，在橡胶圈成形时很容易起皱，这样几乎没有贴 合力产生。当承盖圈和橡胶圈的侧立面下部接触时，其下翼面 的端部常常上翘，根本不贴合，故在罐内压力低时常常容易漏 气。当罐内压力增高到一定数值时，又由于下翼面太薄，很容 易从人孔盖和承盖圈之间的间隙中挤出，造成罐体气体大量排 出。从对传统人孔盖和橡胶圈的模拟仿真计算中也证实了上述 现象的存在。所以，设计密封性能更好、承受压力更高的人孔 盖密封圈已迫在眉睫。
发明内容
本实用新型的目的就是要解决上述现有技术所存在的不 足，提供一种密封效果好、承压能力高、且可与传统人孔盖密 封圈实现互换的新型散装粉物罐车自密封式人孔盖密封圈。该 密封圈应能保证装在现有粉物罐车的人孔盖上使人孔密封更
好；当罐车内压力提高后又有相当的抵抗变形能力，可以防止 密封圈被挤出盖外。
为实现上述目的，本实用新型所设计的散装粉物罐车自密 封式人孔盖密封圈，由截面呈凹槽形的橡胶圈构成；所述橡胶 圈的上翼面和侧立面的截面呈矩形，所述橡胶圈的下翼面的截 面呈等厚状；所述上翼面与侧立面之间通过直角相连，所述侧
立面与下翼面之间通过加强圆角或加强倒角相连；所述下翼面 的端部下面设置有密封凸缘，所述密封凸缘的截面形状可以是 半圆形、四分之一圆形、三角形、矩形或多边形中的一种。进一步地，所述下翼面的端部上面设置有过渡圆角，该过 渡圆角与密封凸缘相对应，可以协调密封凸缘的弹性形变，增 强密封凸缘的密封效果。
进一步地，所述下翼面与上翼面的径向长度之比值为
3/5 4/5;所述下翼面相对于水平面的上翘角为0 3° 。设计下
翼面的长度略短于上翼面，并给予其微小的上翘角，可以增加 接触点所产生的反作用力，确保其密封效果。
本实用新型的优点在于所设计在侧立面与下翼面内侧的 加强圆角或加强倒角能有效提高下翼面根部的刚度，所设计等 厚状的下翼面也可以有效提高其自身抗弯能力，这样就明显增 强了下翼面与承盖圈的贴合接触力。所设计在下翼面端部下面 的密封凸缘可以确保橡胶圈始终在端部与承盖圈接触，且由于 接触面积大幅减少，可以直接提高其与承盖圈的接触压力，同 时由面接触改变为线接触，使橡胶圈在人孔盖自重作用下能产 生较大的接触压力，其接触效果更好。并且，等厚状的下翼面 及其端部下面的密封凸缘可以有效增加下翼面的抗拉伸面积， 直接提高其抵抗内压的能力，从而使密封圈能够承受更高的压 力。这样，本实用新型的密封圈不仅能与传统的密封圈实现互 换，而且能保证更好的密封效果和提高整个密封圈的耐压能力。
图1是本实用新型的散装粉物罐车自密封式人孔盖密封圈 与人孔盖的组装结构示意图2是图1中的A部放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的散装粉物罐车 自密封式人孔盖密封圈作进一步的详细描述
如图1所示，散装粉物罐车的自密封式人孔主要由人孔座 和人孔盖两部分组成。人孔座由人孔座圈10、承盖圈9、转销
支板17和转锁支板18组焊而成，并焊接固定在罐体11上。人 孔盖由人孔盖圈2、顶盖5、固定压板4、压环7和橡胶圈6等 部件组成，人孔盖圈2、顶盖5和固定压板4组焊为一体，通过 螺栓螺母3和压环7将橡胶圈6组装在固定压板4上。人孔盖的一端通过转销1连接在人孔座的转销支板17上，这样人孔盖 可以绕转销1自由旋转，以开闭人孔。当人孔被关闭时，插上
转锁8即可压紧人孔盖。这时橡胶圈6与承盖圈9紧密贴合， 可使人孔处于密封状态。上述橡胶圈6即是本实用新型所设计 的散装粉物罐车自密封式人孔盖密封圈。
如图2所示，本实用新型所设计橡胶圈6的截面呈凹槽形， 其上翼面12和侧立面13的截面呈矩形，其下翼面15的截面呈 等厚状。上翼面12与侧立面13之间通过直角20相连，侧立面 13与下翼面15之间通过加强圆角或加强倒角14相连。下翼面 15的端部下面设置有密封凸缘16，密封凸缘16的截面形状是 半圆形、四分之一圆形、三角形、矩形或多边形中的一种。下 翼面15的端部上面设置有过渡圆角19。下翼面15与上翼面12 的径向长度之比值为3/5~4/5。并且，下翼面15相对于水平面 的上翘角设计为0 3° 。橡胶圈6安装时，上翼面12通过螺栓 螺母3和压环7与固定压板4相连，将橡胶圈6固定到人孔盖 上；侧立面13与人孔盖圈2的内壁接触，可防止橡胶圈6外涨。
为保证新旧密封圈之间的互换性，橡胶圈6的上翼面12和 侧立面13维持原有尺寸，以使橡胶圈6的高度不变，从而确保 安装结构尺寸不变，满足橡胶圈6与人孔盖圈2和承盖圈9之 间的配合。设计加强圆角或加强倒角14，可以起到增强侧立面 13与下翼面15连接刚度的作用，克服传统密封圈在此处刚性不 足的缺陷。设计厚度大致相等的下翼面15，在人孔关闭时可以 对承盖圈9产生较强的反作用力，而适当縮短下翼面15的长度， 并给予其一定的上翘角，可进一步加强其对承盖圈9产生的反
作用力，确保两者紧密接触。在下翼面15的端部下面设计密封 凸缘16的作用主要是保证下翼面15的端部始终与承盖圈9 之间形成局部压迫接触，大幅提高两者之间的接触压强，确保 密封效果良好，而在下翼面15的端部上面设计过渡圆角19，可 进一歩协调或增强密封凸缘16的作用。
由此可见，本实用新型的密封圈在承受内压的情况下，由 于气压作用在橡胶圈6凹槽面上，使得压力越大橡胶圈6与其 对应接触面的接触压强也越大，这样密封就越紧。当压力增高时，橡胶圈6在内压的作用下会外涨，其等厚的下翼面15和密
封凸缘16能够提供足够大的抗拉截面积以抵抗压力引起的变
形。同时，与传统的密封圈相比，其截面积增幅较大，也有效
防止了橡胶圈6从人孔盖圈2和承盖圈9之间的间隙中挤出， 从而大幅提高了本实用新型密封圈的承内压能力。
综上所述，由于本实用新型密封圈的下翼面橡胶体积明显 增加，其环向抗拉伸能力大幅增强，故其不容易从间隙中被挤 出，且能承受更高的内压，不仅能与传统的密封圈实现互换， 而且能保证更好的密封效果和提高整个密封圈的耐压能力。
权利要求1.一种散装粉物罐车自密封式人孔盖密封圈，由截面呈凹槽形的橡胶圈(6)构成，其特征在于所述橡胶圈(6)的上翼面(12)和侧立面(13)的截面呈矩形，所述橡胶圈(6)的下翼面(15)的截面呈等厚状，所述上翼面(12)与侧立面(13)之间通过直角(20)相连，所述侧立面(13)与下翼面(15)之间通过加强圆角或加强倒角(14)相连，所述下翼面(15)的端部下面设置有密封凸缘(16)。
2. 根据权利要求1所述的散装粉物罐车自密封式人孔盖密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)的端部上面设置有过渡 圆角(19)。
3. 根据权利要求1或2所述的散装粉物罐车自密封式人孔 盖密封圈，其特征在于所述密封凸缘(16)的截面形状是半 圆形、四分之一圆形、三角形、矩形或多边形中的一种。
4. 根据权利要求1或2所述的散装粉物罐车自密封式人孔 盖密封圈，其特征在于所述下翼面(15)与上翼面(12)的 径向长度之比值为3/5 4/5。
5. 根据权利要求3所述的散装粉物罐车自密封式人孔盖密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)与上翼面(12)的径向 长度之比值为3/5~4/5。
6. 根据权利要求1或2所述的散装粉物罐车自密封式人孔 盖密封圈，其特征在于所述下翼面(15)相对于水平面的上 翘角为0~3° 。
7. 根据权利要求3所述的散装粉物罐车自密封式人孔盖密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)相对于水平面的上翘角 为0 3° 。
8. 根据权利要求4所述的散装粉物罐车自密封式人孔盖密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)相对于水平面的上翘角 为0 3° 。
9. 根据权利要求5所述的散装粉物罐车自密封式人孔盖密 封圈，其特征在于所述下翼面(15)相对于水平面的上翘角 为0 3° 。
专利摘要本实用新型公开了一种改进的散装粉物罐车自密封式人孔盖密封圈。该密封圈由截面呈凹槽形的橡胶圈构成，所述橡胶圈的上翼面和侧立面的截面呈矩形，所述橡胶圈的下翼面的截面呈等厚状，所述上翼面与侧立面之间通过直角相连，所述侧立面与下翼面之间通过加强圆角或加强倒角相连，所述下翼面的端部下面设置有密封凸缘。该密封圈能与现有铁路散装粉物罐车上传统的人孔盖密封圈互换，同时能够保证更好的密封效果，并可以有效提高整个密封圈的耐压能力。特别适合于要求罐体使用压力较高的散装粉物罐车。
文档编号B65D90/00GK201136669SQ200720300039
公开日2008年10月22日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者吕长乐, 周晓杨, 琼 王, 王有宝 申请人:中国南车集团武汉江岸车辆厂