一种水下不规则面的密封装置及密封方法

文档序号:129512 发布日期:2021-10-22 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种水下不规则面的密封装置及密封方法 (Sealing device and sealing method for underwater irregular surface ) 是由 杨申申 高成君 冯骏 于 2021-06-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种水下不规则面的密封装置及密封方法,包括耐压结构,所述耐压结构的底部焊接有本体法兰,所述本体法兰的底部两端分别开有槽口,一端的槽口处配合安装一号密封圈,并用一号盖板盖住,然后用一号螺栓锁紧,另一端的槽口处配合安装二号密封圈,并用二号盖板盖住,然后用二号螺栓锁紧;所述一号密封圈和二号密封圈的底部与水接触;本体法兰的中部开有方形槽,所述方形槽内配合放置有一根固定铜管,所述固定铜管的底部中间位置设置有开口,所述开口处通过径向密封圈安装有伸缩铜管,所述伸缩铜管的截面呈“U”形,所述伸缩铜管的内底面与固定铜管的顶面之间安装有拉力弹簧,所述伸缩铜管沿着开口上下滑动,工作可靠。(The invention relates to a sealing device and a sealing method for an underwater irregular surface, which comprises a pressure-resistant structure, wherein a body flange is welded at the bottom of the pressure-resistant structure, two ends of the bottom of the body flange are respectively provided with a notch, a first sealing ring is installed at the notch at one end in a matched mode and covered by a first cover plate and then locked by a first bolt, a second sealing ring is installed at the notch at the other end in a matched mode and covered by a second cover plate and then locked by a second bolt; the bottoms of the first sealing ring and the second sealing ring are contacted with water; the middle part of body flange is opened there is square groove, a fixed copper pipe has been placed to square inslot cooperation, the bottom intermediate position of fixed copper pipe is provided with the opening, flexible copper pipe is installed through radial seal circle to the opening part, the cross-section of flexible copper pipe is &#34;U&#34; shape, install tension spring between the interior bottom surface of flexible copper pipe and the top surface of fixed copper pipe, flexible copper pipe slides from top to bottom along the opening, reliable operation.)

一种水下不规则面的密封装置及密封方法

技术领域

本发明涉及水下工程密封设备技术领域,尤其是一种水下不规则面的密封装置及密封方法。

背景技术

冬季在河水水位较低时,为了对水电站水下护坦板混凝土破损表面进行修复,现有技术中通常的采取的方法有两种:

第一种是将整个水下护坦板混凝土进行围堰,然后将围堰内水抽干进行修补;

第二种方法是采用气压沉柜的方法,将气压沉柜扣在水下混凝土表面上,然后沉柜内河水排干,人员进入沉柜内作业。

上述第一种方法需要浪费大量时间、人力财力;第二种方法时常碰到混凝土表面出现破损面、凹凸面或凹坑时,气压沉柜底部的密封圈与水下护坦板混凝土面之间是常规橡胶密封圈密封,密封圈没有补偿作用,水流可通过密封圈下凹坑流入沉柜内,达不到密封的目的,沉柜内部不能进行常压工作,在作业过程中需要用到大量的潜水员,因此增加了工作时间和难度,人员出舱时,时常需要进行减压操作,操作不当,甚至会对沉柜内人员造成一定的危险。

通常使用的水下密封方法是密封圈需要与平整的表面接触并有一定的压缩量才能达到密封的要求。但在现实中经常碰到密封面出现破损面、凹坑面或凹凸面等不平整情况,现有密封材料不具备补偿作用,采用以往的密封手段显然达不到密封的目的。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种水下不规则面的密封装置及密封方法,从而可方便的实现对水下破损表面进行有效密封,使用可靠安全。

本发明所采用的技术方案如下:

一种水下不规则面的密封装置,包括耐压结构,所述耐压结构的底部焊接有本体法兰,所述本体法兰的底部两端分别开有槽口,一端的槽口处配合安装一号密封圈,并用一号盖板盖住,然后用一号螺栓锁紧,另一端的槽口处配合安装二号密封圈,并用二号盖板盖住,然后用二号螺栓锁紧;所述一号密封圈和二号密封圈的底部与水接触;

所述本体法兰的中部开有方形槽,所述方形槽内配合放置有一根固定铜管,所述固定铜管的底部中间位置设置有开口,所述开口处通过径向密封圈安装有伸缩铜管,所述伸缩铜管的截面呈“U”形,所述伸缩铜管的内底面与固定铜管的顶面之间安装有拉力弹簧,所述伸缩铜管沿着开口上下滑动;

所述固定铜管的外部依次串联有压缩机、冷凝器、一号电磁阀、节流阀,并形成闭环回路,位于冷凝器和节流阀之间的固定铜管处还串联有三号压力表、二号电磁阀、调节泵和冷却液收集器;

固定铜管的内部有制冷剂。

其进一步技术方案在于:

所述一号密封圈的截面呈倒圆锥型结构,并在一号密封圈的底部外侧向外延伸有长条形结构。

长条形结构的底面与河床接触。

所述二号密封圈的截面呈梯形状。

所述二号密封圈的底面与河床接触。

一号密封圈的安装高度高于二号密封圈的安装高度。

所述压缩机两旁的固定铜管上分别安装有一号压力表和二号压力表。

伸缩铜管采用铜质材料。

调节泵采用耐水泵组。

一种水下不规则面的密封装置的密封方法,包括如下操作步骤:

第一步:将整个密封装置安装完毕;

第二步:吊机将整个密封装置吊至需要维修的河床处;

第三步:让二号密封圈与河床接触;

第四步:此时打开二号电磁阀,启动调节泵工作,给固定铜管内施加压力,伸缩铜管下降,待所有伸缩铜管的顶面接触河床后停止加压工作;

第五步:打开一号电磁阀,压缩机和冷凝器工作,制冷剂在固定铜管和伸缩铜管的内部循环流动,通过制冷剂的冷却作用,将伸缩铜管周围的水冷却并结成冰块,河床、冰块、伸缩铜管和本体法兰相连,形成一个整体结构的有效密封结构;

第六步:采用抽水设备将装备内部水抽干净,内部形成干式常压环境;

第七步:维修人员进舱内作业,作业过程中,压缩机和冷凝器一直在工作,保证冰块的有效结冰状态;

第八步:作业完成后,压缩机和冷凝器停止工作,冰块自然解冻;

第九步:待冰块完全解冻后,再次打开二号电磁阀,启动调节泵,给固定铜管内减压,伸缩铜管上升,待所有伸缩铜管收回后,停止减压工作,至此完成一次作业任务。

本发明的有益效果如下:

本发明结构紧凑、合理,操作方便,通过制冷系统及辅助热传导装置将铜管内冷却剂热量热传导至本体法兰下铜管周围河水,本体法兰底部河水迅速冷却、冰冻结冰,形成以破损的混泥土表面、冰块、法兰为整体的密封结构,达到在水下破损面、凹坑或凹凸面密封的目的,使用可靠安全。

同时,本发明还具备如下优点:

1)提出了一种适用于浅深度水下不规则面密封装置及方法,解决了水下破损面、凹坑或凹凸面等不规则面无法密封的难题。

2)相比现有的气压沉柜,采用本项发明建造的装备提高了可靠性,经济性好,造价低,后期维护保养费用低。

3)采用本项发明建造的装备舱内工作环境为常压,避免了人员带压工作的危险。

4)本发明主要用于水电站水下护坦板混凝土、大坝等破损表面修复作业前的水下密封,经过特殊改造后,也可应用于其他水下工程的密封作业。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为本发明铜管的安装示意图(密封前)。

图3为本发明铜管的安装示意图(密封后)。

其中:1、固定铜管;2、调节泵;3、冷却液收集器;4、制冷剂;5、三号压力表;6、二号电磁阀;7、压缩机;8、一号压力表;9、冷凝器;10、二号压力表;11、节流阀;12、一号电磁阀;13、本体法兰;14、伸缩铜管;15、一号螺栓;16、一号盖板;17、一号密封圈;18、耐压结构;19、拉力弹簧;20、径向密封圈;21、二号密封圈;22、水;23、冰块;24、二号盖板;25、河床;26、二号螺栓。

具体实施方式

下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2和图3所示,本实施例的水下不规则面的密封装置,包括耐压结构18,耐压结构18的底部焊接有本体法兰13,本体法兰13的底部两端分别开有槽口,一端的槽口处配合安装一号密封圈17,并用一号盖板16盖住,然后用一号螺栓15锁紧,另一端的槽口处配合安装二号密封圈21,并用二号盖板24盖住,然后用二号螺栓26锁紧;一号密封圈17和二号密封圈21的底部与水22接触;

本体法兰13的中部开有方形槽,方形槽内配合放置有一根固定铜管1,固定铜管1的底部中间位置设置有开口,开口处通过径向密封圈20安装有伸缩铜管14,伸缩铜管14的截面呈“U”形,伸缩铜管14的内底面与固定铜管1的顶面之间安装有拉力弹簧19,伸缩铜管14沿着开口上下滑动;

固定铜管1的外部依次串联有压缩机7、冷凝器9、一号电磁阀12、节流阀11,并形成闭环回路,位于冷凝器9和节流阀11之间的固定铜管1处还串联有三号压力表5、二号电磁阀6、调节泵2和冷却液收集器3;

固定铜管1的内部有制冷剂4。

一号密封圈17的截面呈倒圆锥型结构,并在一号密封圈17的底部外侧向外延伸有长条形结构。

长条形结构的底面与河床25接触。

二号密封圈21的截面呈梯形状。

二号密封圈21的底面与河床25接触。

一号密封圈17的安装高度高于二号密封圈21的安装高度。

压缩机7两旁的固定铜管1上分别安装有一号压力表8和二号压力表10。

伸缩铜管14采用铜质材料。

调节泵2采用耐水泵组。

本实施例的水下不规则面的密封装置的密封方法,包括如下操作步骤:

第一步:将整个密封装置安装完毕;

第二步:吊机将整个密封装置吊至需要维修的河床25处;

第三步:让二号密封圈21与河床25接触;

第四步:此时打开二号电磁阀6,启动调节泵2工作,给固定铜管1内施加压力,伸缩铜管14下降,待所有伸缩铜管14的顶面接触河床25后停止加压工作;

第五步:打开一号电磁阀12,压缩机7和冷凝器9工作,制冷剂4在固定铜管1和伸缩铜管14的内部循环流动,通过制冷剂4的冷却作用,将伸缩铜管14周围的水22冷却并结成冰块23,河床25、冰块23、伸缩铜管14和本体法兰13相连,形成一个整体结构的有效密封结构;

第六步:采用抽水设备将装备内部水22抽干净,内部形成干式常压环境;

第七步:维修人员进舱内作业,作业过程中,压缩机7和冷凝器9一直在工作,保证冰块23的有效结冰状态;

第八步:作业完成后,压缩机7和冷凝器9停止工作,冰块23自然解冻;

第九步:待冰块23完全解冻后,再次打开二号电磁阀6,启动调节泵2,给固定铜管1内减压,伸缩铜管14上升,待所有伸缩铜管14收回后,停止减压工作,至此完成一次作业任务。

本发明的具体结构和功能如下:

主要包括制冷系统、密封装置、压力调节系统、辅助传热装置及本体系统五部分。

制冷系统主要包括:固定铜管1、制冷剂4、压缩机7、一号压力表8、冷凝器9、二号压力表10、节流阀11和一号电磁阀12。除固定铜管1外,其它设备可安装至耐压结构18外则,压缩机7需做专用耐压结构密封处理,采用结构外部水进行冷却。

制冷系统的作用是循环给固定铜管1进行制冷,作用同冷柜制冷。

密封装置主要包括:一号密封圈17和二号密封圈21。

密封装置的作用:一号密封圈17为第一道密封,比二号密封圈21高度高两厘米,可阻挡较大部分水流从外部流入内部,减小内外压差,一号密封圈17的安装是通过先将一号密封圈17安装在本体法兰13上,再用一号螺栓15安装嵌入一号盖板16内;二号密封圈21为第二道密封,另外起承力作用,承受整个装备的重量,二号密封圈21的安装是先将二号密封圈21安装在本体法兰13上,再用二号螺栓26安装嵌入二号盖板24进行。一号密封圈17和二号密封圈21属于易耗材,此种安装方式便于对密封圈的更换。

压力调节系统主要包括:萨满教安排三号压力表5、二号电磁阀6、调节泵2和冷却液收集器3。压力调节系统设备可安装于耐压结构18内则,调节泵2可选择耐水泵组。

压力调节系统的作用是采用调节泵2增加或抽取冷却剂对固定铜管1内增减压,使得与固定铜管1连接的伸缩铜管14能够上下运动。

辅助传热装置主要包括:伸缩铜管14、拉力弹簧19和径向密封圈20。为了减少冷冻时间,辅助传热装置主沿着固定铜管1周向每间绝对间距五厘米布置一只。

辅助传热装置的作用是通过伸缩铜管14将固定铜管1中的冷却剂热量快速传导至水22中,形成水22的快速结冰。

拉力弹簧19的作用是在作业完成冰块23解冻后,给伸缩铜管14初始力,抵消径向密封圈20对伸缩铜管14的摩擦阻力。

径向密封圈20作用是对伸缩铜管14的上下运动过程形成有效动密封,防止固定铜管1内冷却剂泄露。

伸缩铜管14为铜质,中空U型结构,内部填装冷却剂,利于冷却剂在铜管内的流通交换,拉力弹簧19与伸缩铜管14底部相连。

本体系统主要包括本体法兰13和耐压结构18。

本体系统作用是装配其它系统和装置,阻止装置外部水进去内部,给内部工作人员提供干式工作环境。

本发明的工作原理:

通过制冷系统及辅助热传导装置将铜管内冷却剂热量热传导至本体法兰13下铜管周围河水,本体法兰13底部河水迅速冷却、冷冻结冰,形成以破损的混泥土表面、冰块23、法兰为整体的密封结构,达到在水下破损面、凹坑或凹凸面密封的目的。

本发明的具体操作过程:

将整个装备吊至需要维修的河床25上,二号密封圈21与河床25接触;打开二号电磁阀6,启动调节泵2,给固定铜管1内加压,伸缩铜管14下降,待所有伸缩铜管14接触河床25后停止加压;打开一号电磁阀12,启动制冷系统,待伸缩铜管14周围水结冰,形成以河床25、冰块23、伸缩铜管14和本体法兰13为一个整体结构的有效密封,采用抽水设备将装备内部水抽干净,内部形成干式常压环境;维修人员进舱内作业,作业过程中,制冷系统一直工作;作业完成后,制冷系统停止工作,冰块23自然解冻,待完全解冻后,打开二号电磁阀6,启动调节泵2,给固定铜管1内减压,伸缩铜管14上升,待所有伸缩铜管14收回后停止减压,至此完成一次作业任务。

以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。

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