具有封闭端的密封塞.pdf

用于密封壁中的孔(11)的密封塞(13)，密封塞(13)可以仅仅从其一侧接近来插入孔(11)中，密封塞(13)包括：可径向膨胀体，通过只从其一端接近可径向膨胀体来使其径向膨胀；密封帽(24)，其覆盖可膨胀体的另一端并沿可径向膨胀体的长度在其外部延伸，密封帽(24)的材料具有抗流体性；从而，当密封塞(13)被插入孔(11)中且被径向膨胀，使密封帽(24)的邻接孔(11)的壁的至少一部分膨胀并与壁配合时，密封帽(24)被确保位于孔(11)中，密封帽(24)密封塞体，防止从帽(24)的外侧接近塞体。

权利要求书一种密封塞，所述密封塞包括：
可径向膨胀体，所述可径向膨胀体具有第一端和第二端，
杆，所述杆从所述可径向膨胀体的所述第一端伸出，所述杆和所述可径向膨胀体构造成使得作用于所述杆上的轴向力导致所述可径向膨胀体膨胀，以及
密封帽，所述密封帽包围所述可径向膨胀体的所述第二端并且沿着所述可径向膨胀体的长度的至少一部分延伸，所述密封帽是抗流体的；
其中，所述密封塞最小程度地由柱状体限定，所述柱状体的直径不大于邻近所述可径向膨胀体的所述第二端的所述密封帽的径向横截面的直径。
如权利要求1所述的密封塞，其中，所述密封帽还包括邻近所述可膨胀塞体的所述第一端的径向向内变形部。
如权利要求1所述的密封塞，其中，所述可径向膨胀体还包括：
在所述可径向膨胀体的所述第一端的面的至少一部分上的轴向凹部。
如权利要求3所述的密封塞，其中，所述轴向凹部为圆形轴向凹部。
如权利要求1所述的密封塞，其中，所述密封帽还包括：多个周向肋，以及
其中，所述密封帽邻近所述可径向膨胀体的所述第二端的径向横截面是所述多个周向肋中的邻近所述塞体的所述第二端的一个周向肋的径向横截面。

说明书具有封闭端的密封塞
本申请是申请日为2007年10月4日、国家申请号为200780041829.4(国际申请号为PCT/GB2007/003761)、发明名称为“具有封闭端的密封塞”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种密封塞，例如用于密封流体容器壁中的孔。更具体地，该塞可以通过仅从壁的外侧(例如，不包含流体的一侧)接近而插入孔中并被确保在其中。
背景技术
已知可径向膨胀而与孔的表面配合的塞，例如GB 2381301B中所描述的且名为AVSEAL Ⅱ(AVSEAL是注册商标)可商购的塞。
为了使塞体在径向上以延展的方式充分膨胀并达到可轴向变形的特定范围(如GB 2381301B中所述)，塞体必须由足够软的材料(例如铝)制成。然而，其缺点是限制了当其壁已经被这样密封时能容纳在容器中的流体的范围，因为塞体的材料会受到某些流体(例如酸、废水和一些生物燃料)的化学侵蚀，或被腐蚀(例如通过流体空蚀)，或被磨损。
发明内容
本发明的目的是克服以上这些缺点。
本发明的其中一个方面提供了在本发明第一方面中所限定的密封塞。
本发明的其它方面进一步在本发明第二方面至第九方面中被限定。
附图说明
本发明的实施例将通过示例的方式并参照附图(除另做说明外都是轴向截面)被描述，其中：
图1示出了包括安装到杆上的可径向膨胀体和用于将其膨胀的头的密封塞，其中没有密封帽；
图2示出了适当的密封帽；
图3示出了被插入到壁的孔中的密封帽；
图4示出了被适当的安装工具的卡爪夹住的杆，其中可膨胀体被插入图3的密封帽中；
图5是沿图4中的线V‑V所取的横截面图；
图6与图4类似，示出了安装在孔中的密封塞以及抽出具有断开的杆的工具；
图7和图8示出了密封塞的两种替代形式；
图9是密封帽改进形式的外部正视图，图10是密封帽改进形式的轴向截面；
图11与图4类似，示出了包括没有外边缘的帽的塞；
图12与图4类似，示出了图7所示的预先安装的塞的安装。
具体实施方式
密封塞的对于所有这些示例相同的部分被设计成密封液体或气体容器的钢制壁12中的圆形横截面孔11。塞包括由圆柱壳13构成的可径向膨胀体。可以通过只接近壳的上端使该壳径向膨胀，细长的杆15通过壳的上端伸出。伸出部分设置有周向的脊和槽16，杆借助于这些脊和槽与图4和图6所示的安装工具的卡爪34配合。杆的邻接部分17没有槽，并延伸进壳的孔18中。邻接部分17通过断颈(breakneck)22连接到整体的头19、21。头的邻接部分19位于壳的孔内，并且头的径向扩大部分21位于壳的下端面23的下方。扩大部分21邻近壳的表面形成有轴向突出的环形脊20，环形脊20与壳的下端面23接触。杆和头由钢制成，并且壳13由铝制成。
以上所述的塞是以AVSEAL Ⅱ为商标购买的，并且本领域技术人员熟知其结构、应用以及相应的安装工具的结构和使用。
本示例的密封塞还包括由不锈钢制成的柱状的、端部封闭的密封帽24。它具有内空腔25，其直径使得壳13在其中滑动配合。下端26被封闭，上端27开口。上端形成有向外突出的边缘28。在本示例中。帽24长14.5毫米，厚0.25毫米。边缘径向突出约0.5毫米。
根据一个示例实施例，如图3、4和5中所示，密封帽24首先被插入壁12中的孔11中。帽具有可在孔11中滑动配合的适合外径，并且被从孔的外侧(图3、4和5中的上侧)推入孔中，直到如图3所示边缘28接触壁的外表面，图3还示出帽24的长度略小于壁12的厚度，从而没有突出超过壁的内表面。
密封塞与图4和6所示的液压气动驱动的安装工具29结合使用，安装工具29的作用和使用为本领域技术人员所熟知。简单地说，安装工具29包括具有平坦端面的环形管嘴31，环形管嘴31具有接收塞的杆15的孔33。管嘴包括卡爪34，卡爪34可分离地接收杆的肋部16并能被夹到肋部上以与肋部配合，并相对于管嘴拉动杆。管嘴的下端面设置有一体地轴向突出的环形插端37，插端37间隙配合在帽24内。
在使用中，杆15被插入到该工具中，直到插端的端面与壳13的上端面14接触，之后卡爪34一起闭合以与杆配合。然后移动该工具，从而将壳13和杆头21插入孔12中的帽24中，直到工具管嘴表面32与帽的上端面的边缘28接触。这是图4中所示的位置。然后使用逐渐增大的力致动该工具以使工具卡爪3相对于管嘴31缩回。其效果是拉动杆头21以在轴向上将壳13压缩在头21和插端37的端面32之间。
如图6所示，这使得壳轴向接触并径向膨胀，从而将帽的邻接部分30径向向外推而与壳壁接触。这即可以实现将孔密封以免于流体沿孔泄漏的效果，又可实现确保将密封塞锁止在孔中的效果。环形边缘20与壳配合以阻止壳的下端径向向外膨胀。
如图6所示，安装工具在杆上施加的增大的力使杆在断颈22处断开，从而确保密封塞被锁止在孔中。
根据第二示例实施例，如图7所示，径向膨胀体13被预先安装在密封帽24内。优选地，提供用于在安装密封帽之后辅助将其保持在壳上的装置，从而可以操作被安装的塞。
例如，如图7所示，这可以通过密封帽在壳13的上方径向向内变形形成环形变形部38来实现。一种可选形式如图8所示，通过壳的邻接端面中的圆形轴向凹部35来实现塞套上端的局部径向膨胀。
如图12所示，预先安装的塞以与第一实施例类似的方式与安装工具配合，然后塞被插入孔11中。应注意，管嘴31的下端面32与帽24的边缘28间隔开，以允许壳13和帽24的相对轴向位置的一些公差。通过工具对塞施加推力，帽边缘28被保持与壁12的顶面或外表面接触。当致动工具时，以与参照第一实施例的描述类似的方式安装塞。
图11示出了另一个实施例，其中帽24具有在其整个长度上不变的外横截面，因此没有外部边缘。从而可以被插入到孔11中达更深的深度。其位置由管嘴插端37的长度控制。从而塞可被安装成使其封闭端面26几乎与壁12的内表面平齐。这使流经的高速流体的湍流减少。
另一种对密封塞性能的提高是增加帽与孔壁配合的强度，从而更大地增加了移开它所需要的力。这样的实施例如图9和10所示，其中密封帽24的外表面形成有一些周向肋36。如图10的放大部分所示，这些肋优选的是不对称的形状，从而在安装密封帽时肋被配合在孔壁中的时候，提供向上移开的更大的阻力。
在前述的示例中，不锈钢帽24是退火的不锈钢AISI304级，硬度为Hv150。塞壳13是退火铝至AA6061，硬度为Hv40。
本发明上述的实施例可以在使用中提供几点优点。例如，帽可以提高对高温的抵抗。这更适合用于食品加工或医学应用中。例如当被操作或被偏心或者以一定角度插入孔中时，更坚硬的帽抵抗对塞外表面的轴向擦伤。这样的擦伤可能产生泄漏路径。避免了在AVSEAL Ⅱ中使用的钢制杆头的腐蚀。图9和10所示的外部肋的例子可以比AVSEAL Ⅱ更积极地配合到柔软的基底中。这可以在一些情况下提高对泄漏的抵抗，例如，如果安装孔不是精确的圆柱形，例如是略微卵形或锥形。
本发明不限于上述示例的细节。例如，帽可以由其它适当的材料制成，例如钛或硬的铜合金。壳可以由软铜或其它软的延展性材料制成。