容器正负压锁紧装置的制作方法

本发明涉及锁紧装置技术领域，尤其涉及一种容器正负压锁紧装置。

背景技术：
现在很多实验需要在真空状态下进行，有些实验需要用到大容积的真空容器，真空容器一般包括容易本体和盖体，容器和盖体之间通过法兰连接，容器法兰、盖体法兰之间通过锁紧装置锁紧，然后抽真空，抽真空后容器内部呈负压状态，此时锁紧机构主要是抽真空前、抽真空初期给盖体法兰一个锁紧力，容器抽真空后试验中，例如某种物质燃烧，此时容器内部压力由负压转为正压，对于大型容器，正压的压力高达十几万牛，锁紧机构必须要有足够的锁紧力；目前常见的锁紧机构一般为气缸锁紧、液压锁紧或螺栓固定，气缸锁紧时锁紧力小，液压结构复杂，油液易泄漏，螺栓锁紧时，拆卸、安装不方便，操作人员不安全。中国专利授权公告号：CN200999118Y，授权公告日2008年1月2日，公开了一种容器锁紧装置，包括容器本体和容器盖，在容器本体边缘开设有长槽形锁孔，容器盖上开设有通孔，还具有一与锁孔平行放置且可伸入到锁孔的圆片形锁片，圆片形锁片的边部具有至少一个弦向缺口，圆片形锁片的中部固定连接一轴，轴从容器内部方向穿过所述容器盖通孔并高出容器盖平面，轴与所述通孔枢转连接。其不足之处是，该种容器锁紧结构中采用锁片锁紧，对于大型容器而言需要很多锁片，锁片的安装、拆卸非常不方便，而且操作过程中操作人员不安全。

技术实现要素：
本发明为了解决现有技术中的上述，提供了一种锁紧、打开方便，锁紧稳定、使用更加安全的容器正负压锁紧装置。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种容器正负压锁紧装置，包括固定在容器侧壁上的固定座，固定座上设有负压锁紧机构和正压锁紧机构，所述的负压锁紧机构包括安装在固定座上的第一气缸，固定座上位于第一气缸的轴端设有U形连接座，U形连接座的两侧设有J形导向孔，U形连接座内设有夹爪，夹爪与第一气缸的轴端固定连接，所述夹爪的两侧设有导向销，导向销的两端分别伸入J形导向孔内；所述的正压锁紧机构包括安装在固定座上的气缸支架，所述的气缸支架上设有第二气缸，第二气缸的轴与容器侧壁垂直，第二气缸的轴端设有卡块，所述的卡块的外端设有卡接口，所述的卡接口的开口端宽度大于底部宽度。容器上位于法兰的周围均分安装若干该种正负压锁紧装置，第一气缸的初始状态为气缸轴伸出状态、第二气缸的初始状态为气缸轴缩入状态，盖体与容器连接后，盖体法兰与容易法兰对齐，此时控制第一气缸轴缩入，第一气缸带动夹爪沿着J形导向孔移动，在移动的同时夹爪向内转动，最终夹爪扣合在盖体法兰上实现夹持、定位，然后控制第二气缸轴伸出，卡块上的卡接口分别卡在容器法兰、盖体法兰上，当容器内负压时，夹爪、卡块起到限位作用，防止盖体法兰、容器法兰错位，同时也防止外界空气进入容器内；当容器内正压时，此时压力很大，这个压力是作用在卡块上，而非作用在气缸上，因此不会因为气缸压力太小而导致盖体与容易连接不可靠，试验完毕后，控制第一气缸、第二气缸动作，实现盖体与容器的分离，因此该种锁紧装置锁紧、打开方便，使用安全、稳定。作为优选，所述的导向销与J形导向孔的接触面上设有定位孔，所述的J形导向孔的侧壁设有弹簧销，当第一气缸轴收缩后，夹爪锁紧盖体法兰，弹簧销插入定位孔内。弹簧销对导向销起到定位作用。作为优选，所述的卡爪的头部端面为球面。由于夹爪的沿着J形导向槽运动后，最后与盖体法兰接触时不一定是平面接触，球面接触保证每个夹爪能与盖体法兰稳定接触。作为优选，所述的第二气缸的头部固定有U形导向座，第二气缸的轴穿过U形导向座与卡块固定连接，卡块设在U形导向座内，U形导向座的内侧设有与第二气缸轴向平行的导向槽，所述的卡块的两侧设有与导向槽配合的凸块。容器内正压时，卡块会受到很大的作用力，U形导向座内放置卡块受力后偏转。作为优选，所述卡接口的两侧面为斜面且关于第二气缸轴对称，所述的卡接口的侧面与第二气缸轴线的夹角为α，容器法兰、盖体法兰与卡接口侧面的摩擦系数为μ，α和μ之间满足以下关系：μ≥tanα。α为摩擦角，利用斜面自锁原理，当μ≥tanα，无论容器内正压压力多大，只要卡块自身强度足够大，那么卡块始终与容器法兰、盖体法兰卡紧，即使是外面突然断电，第二气缸的推力消失，卡块仍然能卡紧容器法兰、盖体法兰。因此，本发明具有锁紧、打开方便，锁紧稳定、使用更加安全的有益效果。同时，本发明还具有在突然断电的情况下也能锁紧容器法兰、盖体法兰，从而保障安全的有益效果。附图说明图1为本发明中负压锁紧机构的结构示意图。图2为本发明中正压锁紧机构打开状态示意图。图3为本发明中正压锁紧机构锁紧状态示意图。图4为图3中U形导向座与卡块的俯视结构示意图。图中：固定座1负压锁紧机构2正压锁紧机构3第一气缸4U形连接座5J形导向孔6夹爪7导向销8气缸支架9第二气缸10卡块11卡接口12弹簧销13球面14U形导向座15导向槽16凸块17容器法兰18盖体法兰19容器20盖体21。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：如图1和图2所示的一种容器正负压锁紧装置，包括固定在容器侧壁上的固定座1，固定座上设有负压锁紧机构2和正压锁紧机构3，负压锁紧机构2包括安装在固定座上的第一气缸4，固定座上位于第一气缸的轴端设有U形连接座5，U形连接座的两侧设有J形导向孔6，U形连接座内设有夹爪7，夹爪与第一气缸的轴端固定连接，夹爪的两侧设有导向销8，导向销的两端分别伸入J形导向孔内，卡爪的头部端面为球面14，导向销8与J形导向孔的接触面上设有定位孔，J形导向孔的侧壁设有弹簧销13，当第一气缸轴收缩后，夹爪锁紧盖体法兰，弹簧销插入定位孔内。如图2和图3所示，正压锁紧机构3包括安装在固定座上的气缸支架9，气缸支架上设有第二气缸10，第二气缸的轴与容器侧壁垂直，第二气缸的轴端设有卡块11，卡块的外端设有卡接口12，卡接口的开口端宽度大于底部宽度，卡接口12的两侧面为斜面且关于第二气缸轴对称，卡接口的侧面与第二气缸轴线的夹角为α，容器法兰18、盖体法兰19与卡接口侧面的摩擦系数为μ，α和μ之间满足以下关系：μ≥tanα，α为摩擦角，利用斜面自锁原理，当μ≥tanα，无论容器内正压压力多大，只要卡块自身强度足够大，那么卡块始终与容器法兰、盖体法兰卡紧，即使是外面突然断电，第二气缸的推力消失，卡块仍然能卡紧容器法兰、盖体法兰，使用更加安全；如图4所示，第二气缸10的头部固定有U形导向座15，第二气缸的轴穿过U形导向座与卡块固定连接，卡块设在U形导向座内，U形导向座的内侧设有与第二气缸轴向平行的导向槽16，卡块的两侧设有与导向槽配合的凸块17，U形导向座内对卡块起到限位、两侧支撑作用，防止卡块内卡接口受到很大的压力时，卡块与第二气缸轴之间发生偏转而脱离。结合附图，本发明的使用方法如下：盖体21与容器20的开口端连接，容器开口端设有容器法兰18，盖体与容器的配合面上设有盖体法兰19，容器上位于容器法兰的下侧周围均匀分布有8个容器正负压锁紧装置，也就是说有8个正压锁紧机构和8个负压锁紧机构，第一气缸的初始状态为气缸轴伸出状态、第二气缸的初始状态为气缸轴缩入状态，盖体与容器连接后，盖体法兰与容易法兰对齐，此时控制第一气缸轴缩入，第一气缸带动夹爪沿着J形导向孔移动，在移动的同时夹爪向内转动，最终夹爪扣合在盖体法兰上实现夹持、定位，然后控制第二气缸轴伸出，卡块上的卡接口分别卡在容器法兰、盖体法兰上，当容器内负压时，夹爪、卡块起到限位作用，防止盖体法兰、容器法兰错位，同时也防止外界空气进入容器内；当容器内正压时，此时压力很大，这个压力是作用在卡块上，而非作用在气缸上，因此不会因为气缸压力太小而导致盖体与容易连接不可靠，由于α和μ之间满足以下关系：μ≥tanα，因此卡接口与容器法兰、盖体法兰之间存在自锁，即使外界突然断电，第二气缸的推力消失，由于自锁，因此卡块始终夹紧容器法兰、盖体法兰，使用非常安全，试验完毕后，控制第一气缸、第二气缸动作，实现盖体与容器的分离。因此，本发明具有锁紧、打开方便，锁紧稳定、使用更加安全的有益效果。同时，本发明还具有在突然断电的情况下也能锁紧容器法兰、盖体法兰，从而保障安全的有益效果。