本发明涉及油气储罐密封技术领域，具体涉及一种储罐的封盖密封装置。
背景技术：
原油、汽油或煤油等挥发性石油产品通常储存于储罐中，例如内浮顶储罐和外浮顶储罐。油气产品是易燃易爆产品，因此储罐的密封工作尤其重要。当前的密封圈多数采用软密封，少数采用充液密封。对于现有的很多密封圈，由于气密性不足，在使用一段时间后，密封圈与罐壁之间存在缝隙，导致油气泄漏。浮顶储罐因密封圈处存在油气泄漏，遇到雷击、明火后易发生闪爆事故，造成密封圈被烧毁，形成局部或整体密封圈火灾。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种储罐的封盖密封装置，包括一次密封组件和二次密封组件，用以减少或消除尤其储罐的泄漏。进一步地，在一次密封组件和二次密封组件中增设灭火材料，利用自动覆盖油面实现自动灭火功能。因此，使用本发明提供的密封装置可达到提高油气密封性的目的，还能进一步地达到自动灭火的目的。
本发明还提供了所述密封装置的安装方法和应用。
为实现本发明的目的，本发明首先提供了一种用于储罐的封盖密封装置，包括设置在所述储罐的罐壁与所述封盖之间的第一密封组件，所述第一密封组件包括与封盖相连的密封袋和容纳在所述密封袋内的柔性密封环，所述柔性密封环与罐壁之间以及所述柔性密封环与封盖之间存在挤压作用。
所谓“柔性”是与刚性相对而言。根据本发明提供的密封装置，通过柔性密封环对储罐罐壁和封盖的挤压作用而起到密封的作用。因此起到密封作用的密封环是柔性的，具有适度的弹性和可压缩性。
优选地，所述柔性密封环为泡沫环。
所述柔性密封环的数量可以是1个或多个。为增加对储罐和的作用力，优选使用多个柔性密封环。
优选地，当所述柔性密封环个数为2个以上时，多个柔性密封环套设排布。
当所述柔性密封环个数为3个以上时，优选3个以上的柔性密封环套设排布并串联连接，但该连接不应影响每个柔性密封环本身的弹性形变(或者说不影响其柔性的发挥)。
更优选地，所述柔性密封环个数为2个。
优选地，在所述密封袋内还设置有柔性压紧环，所述柔性压紧环挤压式设置在所述柔性密封环之上。
优选地，所述柔性压紧环包括环形填充袋，以及填充在所述环形填充袋内的压紧颗粒物。优选地，填充袋内的压紧颗粒物的填充量(体积)为填充袋容积的70-95％，更优选75-85％。
优选地，填充在所述环形填充袋内的所述压紧颗粒物为阻燃颗粒物。
根据本发明，优选地，所述柔性密封环的数量为两个，所述柔性压紧环的数量为一个，并且所述柔性压紧环与两个所述柔性密封环相接触。在此情况下，一个柔性压紧环和两个柔性密封环构成类“品”字型的构造。
进一步优选地，单个柔性密封环的截面尺寸为封盖与储罐的罐壁之间的间隙尺寸的1/2倍至9/10倍，优选3/5倍至4/5倍。所述单个柔性密封环的截面尺寸是指柔性密封环的纵截面中最长的两点间距。例如，当柔性密封环的截面是圆形时，所述截面尺寸是指圆形截面的直径，当柔性密封环的截面是椭圆形时，所述截面尺寸是指椭圆形截面的长轴尺寸。所述与储罐之间的间隙尺寸即为罐壁与之间的间距。
进一步优选地，所述柔性压紧环的截面尺寸为单个柔性密封环的截面尺寸的1倍至2倍，优选大于1.2倍小于2倍。所述柔性压紧环的截面尺寸是指柔性压紧环的纵截面中最长的两点间距。例如，当柔性压紧环的截面是圆形时，所述截面尺寸是指圆形截面的直径，当柔性压紧环的截面是椭圆形时，所述截面尺寸是指椭圆形截面的长轴尺寸。
优选地，所述柔性压紧环和/或所述柔性密封环为圆环形或椭圆环形。优选所述柔性压紧环和所述柔性密封环之间彼此相切。
优选地，所述密封袋为软密封袋，其材料优选为丁腈橡胶，起到加强密封和耐油的作用。
根据本发明，优选地，所述装置还包括处于所述第一密封组件上方的第二密封组件，所述第二密封组件包括下沿与封盖连接、上沿贴合所述储罐的罐壁的环形刚性主体，以及连接在所述刚性主体的内侧面上的容纳有阻燃颗粒物的填充包袋。
刚性主体的下沿是指其靠近储罐油面的边缘，上沿是指其远离储罐油面的边缘。
优选地，所述填充包袋的下沿与所述刚性主体的下沿连接，所述填充包袋的上沿与所述刚性主体的上沿连接。
填充包袋的下沿是指其靠近储罐油面的边缘，上沿是指其远离储罐油面的边缘。
根据本发明，所述填充包袋优选由阻油气材料，例如阻油气膜制成。所述阻油气材料是指能够防止油或气透过的材料，也可以称为防透水透气材料。对于该材料，本发明没有特别限制，只要能起到防透水透气作用且不影响填充包袋在起火时对阻燃颗粒物的释放。
优选地，所述填充包袋的截面周长是所述刚性主体宽度的3-6倍。通俗地讲，将填充包袋的上下沿拉开使填充包袋平直时，上下沿之间的距离是刚性主体上下沿之间的距离的1.5-3倍。
优选地，填充包袋内的阻燃颗粒物的填充量(体积)为填充包袋容积的60-90％，更优选70-85％。
优选地，在环形刚性主体的上沿处连接有环形密封刮板。所述密封刮板优选为橡胶刮板。该密封刮板密封金属支撑板与罐壁之间的缝隙，防止油气从该缝隙处溢出，同时，该刮板还可清除罐壁上的残油。刮板可以通过螺栓等方式与所述刚性主体连接。
优选地，所述装置还包括设在所述封盖上、位于所述第一密封组件下方的支撑板。
优选地，刚性主体的下沿固定在封盖的上部边缘，一次密封组件的密封袋也连接在封盖的上部边缘。
根据本发明，所述储罐优选为外浮顶储罐或内浮顶储罐，所述封盖为浮盘。进一步地，所述环形刚性主体优选为环形金属板。
在本发明中使用的阻燃颗粒物可以是本领域中常用的阻燃材料颗粒物，优选为轻质阻燃颗粒物，其密度小于原油密度。例如，所述阻燃颗粒物可以是阻燃橡胶颗粒、轻质闭孔膨胀珍珠岩和空心薄壁不锈钢球等中的至少一种。
本发明还提供根据本发明提供的储罐的封盖密封装置的安装方法，包括：
将第一密封组件的密封袋的第一端部固定在封盖上，将柔性密封环放入密封袋中，在柔性密封环上部放置填充有压紧颗粒物的柔性压紧环，然后将密封袋的第二端部固定在封盖上，形成第一密封组件；
将刚性主体的下沿与填充包袋的下沿固定在封盖上部边缘，将填充包袋的上沿固定于刚性主体的上沿，然后将密封刮板固定于刚性主体的上沿，形成第二密封组件，其中，所述刚性主体通过密封刮板与所述储罐的罐壁接触。
优选地，通过封盖上的螺栓调整刚性主体与罐壁之间的贴合性，然后紧固安装。
非穷举地，本发明的突出优势包括以下方面。
1、强化密封性能。第一密封组件中装填有压紧颗粒物的柔性压紧环在自身重力作用下，使柔性密封环对罐壁和封盖的压紧作用增加，提高了密封圈的密封性能。进一步地，第二密封组件中装填有阻燃颗粒的填充包袋在自身重力作用下，使刚性主体和罐壁之间的贴合力加强，增加了封闭作用。在第一、第二密封组件的相互配合作用下，本发明提供的密封装置具有增强的密封性能。
2、具有自动灭火功能。当第一密封组件的柔性压紧环装填有阻燃颗粒物时，在发生火灾情况下，阻燃颗粒可覆盖油面，起到灭火功能。第二密封组件中装填有阻燃颗粒的填充包袋进一步增进了自动灭火的效果。
3、结构简单、安装简便。
附图说明
图1是根据本发明提供的储罐的封盖密封装置的结构示意图。
20-第二密封组件；30-第一密封组件；1-密封刮板；2-刚性主体；21-刚性主体上沿；22-刚性主体下沿；3-阻燃颗粒物；4-第二密封组件的填充包袋；5-第一密封组件的填充袋；6-柔性密封环；7-密封袋；8-储罐罐壁；9-封盖；10-支撑板。
其中，附图仅为本发明的密封装置的其中一个示例性的示意图，其并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，根据本发明提供的储罐的封盖密封装置包括第一密封组件30，处于储罐罐壁8和封盖9之间的缝隙中。所述第一密封组件30包括与封盖9相连的密封袋7和容纳在所述密封袋7内的柔性密封环6，所述柔性密封环6与罐壁8之间以及所述柔性密封环6与封盖9之间存在挤压作用。
在油气开采、加工、应用、储存和销售的过程中都不可避免地需将原油、汽油或煤油等挥发性石油产品的容纳或存储于储罐中。对于易燃易爆品，储罐的密封性极其重要。例如常常面临着如何提高储罐罐壁与封盖之间的密封性的问题。本发明提供的所述密封装置通过在储罐8和封盖9之间设置的第一密封组件30，将第一密封组件30设置为包括密封袋7和容纳在所述密封袋7内的柔性密封环6，且使所述柔性密封环6与罐壁8之间以及所述柔性密封环6与封盖9之间存在挤压作用来实现密封装置的密封性能。
柔性密封环6具有一定的柔韧性，以便通过少量形变被挤压在在储罐8和封盖9之间的缝隙中，结合密封袋7的软密封功能，对储罐8和封盖9具有相对挤压作用，从而起到密封作用。
所述柔性密封环6的数量可以是1个或多个。为增加对储罐和的作用力，优选使用多个柔性密封环。
在本发明的一些具体实施方式中，所述柔性密封环6的个数为2个以上，多个柔性密封环套设排布。套设的多个柔性密封环之间存在挤压力，将力传递给两侧的储罐和封盖，从而使储罐和封盖受到挤压，进而在缝隙中形成密封。
进一步地，当所述柔性密封环6的个数为3个以上时，优选3个以上的柔性密封环6套设排布并串联连接，但该连接不应影响每个柔性密封环6本身的弹性形变(或者说不影响其柔性的发挥)。通过串联连接，使得密封环6之间的相对位置得到相对固定，在封盖9浮动或者由于外力导致储罐系统发生震动等情况时，密封环6仍能够牢牢地挤压罐壁8和封盖9，而不发生由于密封环6受突发因素的影响而突然改变相对位置导致密封失败的情况发生。
在本发明的一些优选实施例中，如图1所示，所述柔性密封环6的个数为2个。2个柔性密封环6可以在不需要相互固定连接的情况下也能较为稳固地相互挤压地存在于储罐8和封盖9之间的间隙中。
在本发明的优选实施方式中，在所述密封袋7内还设置有柔性压紧环5，所述柔性压紧环5挤压式设置在所述柔性密封环6之上。所述柔性压紧环5的作用是利用自身的重力给予所述柔性密封环6压紧的作用力，以使柔性压紧环5对罐壁8和封盖9具有更加强大的挤压作用，从而增加罐壁8和封盖9之间的间隙的密封性。柔性压紧环5的个数也可以是1个或多个。
在本发明的一些优选实施方式中，所述柔性压紧环5包括环形填充袋，以及填充在所述环形填充袋内的压紧颗粒物(如图1所示)。
在本发明的一些优选实施方式中，填充袋内的压紧颗粒物的填充量(体积)为填充袋容积的70-95％，更优选75-85％。
以填充袋和填充压紧颗粒物的形式构成压紧环5，使得压紧环5具有良好的“柔性”，能够随着储罐油面的变化或者封盖的变动来微量地改变自身的形态，从而有利于第一密封组件的稳定性，尤其对柔性密封环6产生更好的压紧作用。
在本发明的优选实施方式中，填充在所述环形填充袋内的所述压紧颗粒物为阻燃颗粒物。在此情况下，柔性压紧环5不仅起到压紧柔性密封环6的作用，同时还在一旦发生起火的情况下起到自动灭火的作用。当发生火灾时，填充袋内的阻燃颗粒物散落下来，对火产生扑灭作用的同时，阻燃颗粒物由于最终覆盖了油面而彻底杜绝了油气的继续燃烧。
在本发明的一个优选实施例中，如图1所示，所述柔性密封环6的数量为两个，所述柔性压紧环5的数量为一个，并且所述柔性压紧环5与两个所述柔性密封环6相接触。在此情况下，一个柔性压紧环5和两个柔性密封环6构成类“品”字型的构造。三个环的相对位置可以随着储罐油面的变化或者封盖的变动而自动微调。类“品”字型的构造是一种相对稳固的三角构造。因此一个柔性压紧环5与两个柔性密封环6构成的这种构造使一次密封组件具有灵活且牢固的密封作用。
在本发明的一些优选实施方式中，单个柔性密封环6的截面尺寸为封盖与储罐的罐壁之间的间隙尺寸的1/2倍至9/10倍，优选3/5倍至4/5倍。
在本发明的一些优选实施方式中，所述柔性压紧环5的截面尺寸为单个柔性密封环6的截面尺寸的1倍至2倍，优选大于1.2倍小于2倍。
在本发明的一些优选实施例中，所述柔性压紧环5和/或所述柔性密封环6为圆环形(如图1所示)或椭圆环形。优选所述柔性压紧环5和所述柔性密封环6之间彼此相切，如图1所示。圆环形或椭圆环形的柔性压紧环5和柔性密封环6使得它们能够随着实际应用中发生的任何轻微变动来适应性地发生相互位置之间的轻微改变，但仍然保持紧密的相互挤压或压紧的作用关系，不仅使密封作用不随着环境的变动而变差，反而由于柔性压紧环5和柔性密封环6的自发调整而变得更强。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述柔性密封环6的数量为两个，所述柔性压紧环5的数量为一个；所述柔性密封环6和所述柔性压紧环5为圆环形或椭圆环形；单个柔性密封环6的截面尺寸为封盖9与储罐的罐壁8之间的间隙尺寸的1/2倍至9/10倍，优选3/5倍至4/5倍；所述柔性压紧环5的截面尺寸为单个柔性密封环6的截面尺寸的1倍至2倍。一方面，位于上方的压紧环5利用自身重力对相互挤压的密封环6施加了向下的力，一部分抵消了油气从下方施加给密封环6的力，另一部分则转化为两个压紧环6向储罐8和封盖9的压力。另一方面，油气从下方施加给密封环的力一部分由密封环6本身的弧形表面，尤其两个密封环的接触面附近的弧形表面区域转化为对储罐和封盖的挤压力。因此，这种构造能够产生十分牢靠的密封作用。
在本发明的优选实施方式中，所述密封袋7为软密封袋，其材料为丁腈橡胶，起到耐油和加强密封的作用。该密封袋除了能够容纳柔性密封环外，本身也在柔性密封环对储罐罐壁和封盖的挤压作用下使密封性能得到增强。
在本发明中，通过设置多个柔性密封环6以及挤压式放在所示多个柔性密封环6之上的1个或多个柔性压紧环5，增加了储罐罐壁8与封盖9之间的密封性。
根据本发明的优选实施方式，所述装置还包括处于所述第一密封组件30上方的第二密封组件20，所述第二密封组件20包括下沿22与封盖9连接、上沿21贴合所述储罐的罐壁8的环形刚性主体2，以及连接在所述刚性主体2的内侧面上的容纳有阻燃颗粒物3的填充包袋4。
在第一密封组件30发挥着主要的密封功能的基础上，增加如上所说的第二密封组件20，进一步增加了密封性保障。同时，连接在刚性主体2的内侧面上(即使用状态下连接在刚性主体2下方)的填充包袋利用自身的重力使刚性主体2与储罐罐壁8之间的贴合更加紧密，从而增加了刚性主体2对罐壁8和封盖9之间缝隙的封闭效果。更进一步地，填充包袋4装有阻燃颗粒物3，在发生火灾的意外情况下，阻燃颗粒物3洒落下来，扑灭火苗，并最终覆盖在储罐油面(未示出)上，阻止了油气的进一步起火，故而更进一步地增强了密封装置的自灭火功能。
在本发明的一些优选实施例中，所述填充包袋4的下沿与所述刚性主体2的下沿22连接，所述填充包袋4的上沿与所述刚性主体2的上沿21连接。这种连接方式便于安装使用，并且由于填充包袋4的上沿直接与所述刚性主体2的上沿21连接，使作为与罐壁8贴合的刚性主体2上沿作为填充包袋4的直接受力点，从而使填充包袋4的重力最大限度地转化为对刚性主体2向下的拉力，进而使刚性主体更紧密地与罐壁8贴合，增强了二次密封组件20的封闭作用。
根据本发明的优选实施方式，所述填充包袋4优选由阻油气材料、例如阻油气膜制成。填充包袋4除了起到对刚性主体2提供向下的拉力，以及容纳阻燃颗粒物3的作用外，其还发挥着阻隔油气的作用，增强了密封装置的防油气泄漏性能。
在本发明的一些具体实施方式中，所述填充包袋4的截面周长是所述刚性主体2宽度的3-6倍。也就是说，将填充包袋4的上下沿拉开使填充包袋平直时，填充包袋4上下沿之间的距离是刚性主体2上下沿之间的距离的1.5-3倍。
在本发明的一些具体实施方式中，填充包袋4内的阻燃颗粒物3的填充量(体积)为填充包袋4容积的60-90％，更优选70-85％。
在本发明的一些优选实施例中，在环形刚性主体2的上沿21处连接有环形密封刮板1(如图1所示)，其目的是密封金属支撑板与罐壁之间的缝隙，防止油气从该缝隙处溢出，同时，该刮板还可清除罐壁上的残油。所述密封刮板1优选为橡胶刮板。
在本发明的一些优选实施例中，所述装置还包括设在所述封盖9上、位于所述第一密封组件30下方的支撑板10(如图1所示)。
在本发明的一些优选实施例中，如图1所示，刚性主体2的下沿22固定在封盖9的上部边缘，第一密封组件的密封袋7也连接在封盖9的上部边缘。
在本发明提供的密封装置的具体应用中，所述储罐为外浮顶储罐或内浮顶储罐，所述封盖9为浮盘。外浮顶储罐或内浮顶储罐是用于储存油品的常用储罐。根据本发明提供的密封装置尤其适用做外浮顶储罐或内浮顶储罐的浮盘密封装置。
在本发明的一些具体实施方式中，所述环形刚性主体为环形金属板，或称金属支撑板。
根据本发明，所使用的阻燃颗粒物3可以是本领域中常用的阻燃材料颗粒物，优选轻质阻燃颗粒物，一般来说其密度小于原油密度。具体地，阻燃材料颗粒物3例如可以选自阻燃橡胶颗粒、轻质闭孔膨胀珍珠岩或空心薄壁不锈钢球等。
本发明提供的封盖密封装置的一个示例性的具体安装方法，包括如下步骤：
将第一密封组件20的密封袋7的第一端部固定在封盖9上，将柔性密封环6放入密封袋7中，在柔性密封环6上部放置填充有压紧颗粒物的柔性压紧环5，然后将密封袋7的第二端部固定在封盖9上，形成第一密封组件20。
将刚性主体2的下沿22与填充包袋4的下沿固定在封盖9上，将填充包袋4的上沿固定于刚性主体2的上沿21，然后通过螺栓将密封刮板1固定在刚性主体2的上沿，形成第二密封组件30，其中，刚性主体2通过所述密封刮板1与储罐的罐壁8接触并形成密封作用。
优选地，通过封盖9上的螺栓调整刚性主体2与罐壁8之间的贴合性，然后紧固安装。
下面再通过一个示例性的具体实施例对本发明做进一步解释和说明。
以5万立浮顶储罐为例说明根据本发明提供的密封装置的结构和应用情况。5万立浮顶储罐直径60m，其密封圈长度是188.4m，浮盘与罐壁的间距是200mm，第二密封组件的刚性主体为金属支撑板，长度是900mm。
首先构建第一密封组件。柔性压紧环为圆环形，数量为1个，纵截面的直径是160mm，其周长是540mm。柔性压紧环内装填80％体积的阻燃橡胶颗粒。柔性密封环是纵截面直径为150mm的圆环形泡沫环，数量为2个。密封袋选用软密封包袋。安装时，先将密封袋的一端固定在浮盘上部边缘，再将两个泡沫环放入密封袋中，施加一定力度使两个泡沫环相互挤压，以便两个泡沫环对储罐罐壁和浮盘具有挤压作用，从而形成密封作用。再在泡沫环上部放入填充有阻燃橡胶颗粒的柔性压紧环，形成类“品”字型的布置方式。然后将密封袋的另一端固定在浮盘上部边缘，完成第一密封组件的安装。第一密封组件的密封袋位于设置在浮盘上的支撑板上方。
然后构建第二密封组件。金属支撑板下方的填充包袋拉直状态下上下沿之间的长度为2000mm。填充包袋内填充轻质阻燃橡胶颗粒，填充量是填充包袋容积的85％。安装时，将金属支撑板的下沿与填充包袋的下沿固定在浮盘上部边缘，将填充包袋的上沿固定在金属支撑板的上沿，然后再与橡胶刮板固定在一起，填充包袋夹在橡胶刮板与金属支撑板之间。将浮盘上部的螺栓加固，调整金属支撑板的贴合力，实现紧固安装，完成第二密封组件的安装。
当密封装置底部发生火灾后，火焰会将密封袋和第一密封组件的压紧环、第二密封组件的填充包袋烧毁，轻质阻燃颗粒物会自动洒落至密封装置下方，在储罐的油面上形成阻燃颗粒覆盖层。一般情况下，阻燃颗粒物的填充量能满足其全部洒落后，在油面上形成20mm左右的颗粒覆盖层，起到自动灭火作用。
根据本发明提供的储罐的封盖密封装置，减少或消除了油气泄漏。此外，通过在第一和/或第二密封组件内设置灭火材料，利用自动覆盖油面实现灭火，达到提高油气密封和自动灭火的目的。
虽然本发明已作了详细描述，但对本领域技术人员来说，在本发明精神和范围内的修改将是显而易见的。此外，应当理解的是，本发明记载的各方面、不同具体实施方式的各部分、和列举的各种特征可被组合或全部或部分互换。在上述的各个具体实施方式中，那些参考另一个具体实施方式的实施方式可适当地与其它实施方式组合，这是将由本领域技术人员所能理解的。此外，本领域技术人员将会理解，前面的描述仅是示例的方式，并不旨在限制本发明。