硫化罐快开盖联锁装置技术改造及应用

2018-05-26申传芬刘晓莉

中国设备工程 2018年10期

申传芬，刘晓莉

（青岛市石化高级技工学校，山东青岛 266061）

硫化罐是橡胶硫化加工的主要设备之一，也归属于快开门式压力容器，其开启形式通常被设计为快开盖方式，目前尚有小微橡胶制品企业的硫化罐设备没有安全锁紧装置，故本论文主要为该类企业的硫化罐进行技术改造。因为当设备在运行时，若是操作不当，比如罐内气压没有排除就进行开盖操作或者罐盖没有盖严密就开始送气提升气压，很容易发生意外，危及生命安全。

1 快开门式压力容器的总体概述

1.1 快开门式压力容器的特点

快开门式压力容器由于设计应用气压不是很高，所以市面上出现的此类容器基本都是中、低压类型的，并且，快开门式压力容器还有一个很容易辨别的特征，那就是该容器通常采用快开闭盖安全锁紧装置。

（1）特殊性。压力容器发展到现在为止，还没有形成统一的设计规范要求，快开门式压力容器至今还是沿用国外的设计结构，并且样式繁多，不便于管理，各种突发问题不断，技术难点难以得到解决。

（2）承受交变载荷。快开门式压力容器在运行过程中，工况环境复杂，长期处在温压高低交替的周期中，时常受到交变压力的作用，容易损坏容器内部结构,缩短使用寿命。

（3）设置安全联锁装置。该压力容器由于开盖以及闭盖操作频繁，操作不当，是引发容器发生爆炸事故的主要因素。国家早就明文规定，对硫化罐这种设备必须有自锁装置。简单通俗的讲就是，当开蒸汽进行硫化的同时，必须对硫化罐的门或盖，进行锁定。相反，要开启硫化罐的门或盖时，必须同时切断蒸汽供给，以免造成重大的人员伤亡事故。

1.2 安全联锁装置的结构类型

快开门式压力容器由于门盖开启方便快捷，因此该类型容器被广泛应用，当前的快开门式压力容器根据快开装置可以划分为以下几类。

卡箍连接结构。卡箍主要是通过其内部的锥面与筒盖部位处的法兰锥面相连，并且受到顶盖所转移过来的轴向力的作用。由于是通过人工操作来完成压力容器的开闭功能，因此，该容器的开启速度较慢，效率不高，难以实现快速开闭，故主要应用于染色机等要求不高的设备上。

齿啮式快开装置。在罐盖和端部法兰上加工出啮合齿，使齿均匀分布在圆周方向上。当旋转顶盖法兰的时候，由于端部法兰与顶部法兰是通过齿进行啮合与错开的，所以达到快速启闭罐盖的目的。主要被应用于大型蒸压釜以及硫化罐。

压紧式快开装置。该装置主要是通过旋转手柄、手轮以及凸轮等压紧式结构来实现压力容器门盖的快速紧固闭合和快速打开，通常采用强制密封结构，也就是通过旋转手柄、凸轮等压紧式结构来实现预紧或密封，并被灭菌器所应用。

剖分环式快开装置。该装置结构主要采用的是全自动密封结构，是剖切环在内压轴向力的作用下，致使开闭环实现快速开启。即使对于高压环境要求，这种结构也是适用的。

1.3 安全联锁装置的型式类型

安全联锁装置按照其作用力的形式来划分，可以分为以下几种型式：直接作用式的安全联锁装置；间接式作用式安全联锁装置；组合式安全联锁装置。

2 硫化罐快开盖联锁装置的技术改造以及应用效果

2.1 硫化罐快开盖联锁装置工作原理

通过对硫化罐结构的分析可以知道，旋塞阀当完全闭合的时候，硫化罐端部与顶部法兰处的齿也是完全啮合的，销轴此时也已经插在了顶盖的耳孔之中，顶盖是无法进行旋转操作的，这个时候就可以向硫化罐内通汽，加大罐内气压，进行原料加工处理。当罐内原料硫化加工完成之后，需要进行开盖时，必须先旋转偏心轮到指定位置，并打开旋塞阀，把硫化罐内部的气体排出来，排气时会发出一定的响声，如果响声停息，说明罐内气压已经降到了零点，这个时候，销轴就会在弹簧的作用下，重新回到罐耳中，罐盖就可以打开了。当原料搬运完成之后，重新闭合罐盖时，该装置又能防止顶部法兰与端部法兰啮合的时候进行再次送气加压。因为，此时旋塞阀处于开启状态，送气就会通过旋塞阀排出，避免了升压的可能。而且罐耳跟顶盖耳孔没有重合，偏心轮也无法转动，销轴也没有插入顶盖耳孔中，旋塞阀也没有闭合，只有这些条件都满足闭合要求，硫化罐才能够进行通气加压。

2.2 硫化罐快开盖联锁装置技术改造依据

我们在改造硫化罐时，采用了以下一种简单易行的安全联锁装置。首先在罐体法兰最上方和盖门法兰锁牙上方（此时盖门已由手动齿轮与设备法兰上紧到位）垂直配钻一个Φ13mm的通孔，以便顺利插入Φ12mm的锁销。将蒸汽进管及进汽控制阀门（球阀）固定安装于设备法兰顶部（见图1）。去掉阀门原有手把，制作一个与阀门芯轴相配合的杠杆手把。杠杆手把的另一头连接一个锁销，杠杆手把以阀门轴芯为转轴，转动时可将锁销插入或拔出，控制盖门不能随便转动（见图1）。

图1

工作过程就是将衬好生胶的部件，放进到硫化罐中用蒸汽进行硫化。蒸汽工作压力大约在0.2～0.3MPa，该设备直径大约在1m，长度在1.6m左右。该罐盖门是用绞链与罐体侧面连接，可像门一样从一侧转动关闭，然后，再用手动齿轮将盖门上的局部齿条啮合转动15度左右，将盖门上好，盖上盖后压紧扭动一下，方能上紧锁好一样（因压力锅口边有锁牙）。

安装时，要调整到锁销插入时正好进汽阀门开通。这时设备内通汽工作，不会随便打开盖门。当然，在蒸汽进管及进汽控制阀门镜像对称处，并列固定安装一个乏汽管及乏汽阀门，其作用正好与进汽阀门作用相反（见图2）。当进汽阀门全打开时，乏汽阀门应留有一定的乏汽流量，以便设备工作时喘气。

图2

锁销插入正好关闭（关小）乏汽阀门；锁销拔出时，打开乏汽阀门，设备内泄压。保证了压力容器的安全运行。特别需要注意的是在打开硫化罐罐盖的时候，必须要看压力表，待压力表指针为零时方能开启。

2.3 实际应用效果

在某厂家同意技术改造方案的基础之上，对硫化设备进行了改造试验，在硫化罐使用安全联锁装置以后，发现该装置不仅解决了工厂资金不足的境窘，又解决了生产中，危害职工人身生命安全的安全隐患。而且该装置还使硫化罐罐盖具有快速开启与闭合的功能，提升了操作效率的同时，也增大了安全保障，完全达到了预期的目的。但是需要注意的是，在生产操作过程中，对于一些小细节也不容忽视，否则会因小失大，酿成难以补救的后果。需要养成良好的操作习惯，定期的进行总结并进行安全教育。