本发明涉及一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置及其安装方法，主要解决现有技术中密封效果较差、安全性较差的问题。本发明通过采用一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置及其安装方法，一次密封表面采用超双疏界面材料且二次密封采用迷宫密封的技术方案较好地解决了上述问题，可用于浮顶储罐密封中。
1.一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置，包括承压板、隔膜、迷宫槽、二次密封海绵、上固定板、螺栓、垫片、螺母、弹簧、橡胶包带、一次密封海绵、外支撑板、下固定板、内支撑板，一次密封包括上固定板、弹簧、橡胶包带、一次密封海绵、外支撑板、下固定板、内支撑板；二次密封包含承压板、隔膜、迷宫槽、二次密封海绵、螺栓、垫片、螺母；在一次密封内，内支撑板贴合在浮盘边缘上，上固定板、下固定板分别与内支撑板连接，弹簧一侧与内支撑板连接，弹簧另一侧与外支撑板相连，外支撑板能在上固定板与下固定板之间沿内外侧进行滑动；外支撑板一侧与弹簧相连，另一侧与橡胶包带贴合；橡胶包带外侧为纳米界面的聚合物涂层，该聚合物涂层具有超双疏特性，橡胶包带的另一侧与罐壁贴合；在二次密封内，承压板外侧有一层隔膜，隔膜的另一侧为二次密封海绵，二次密封海绵与罐壁贴合，在与罐壁贴合处有迷宫槽，二次密封海绵在承压板和上固定板的共同挤压下紧密贴合在罐壁上，承压板另一侧通过螺栓、垫片、螺母紧密固定在浮盘上；一次密封每组采用三个弹簧增加可靠性，沿储罐圆周方向每隔一到两米设置一组弹簧，在一次密封海绵和弹簧共同弹力作用下，一次密封装置紧密地贴合在罐壁上；当浮盘边缘与罐壁之间间隙变小时，一次密封海绵受到挤压而压缩，在弹簧弹力的作用下紧密地贴合在罐壁上；当浮盘边缘与罐壁之间间隙变大时，一次密封海绵受到的挤压力减小而膨胀，并受到弹簧的支撑，时刻贴合在罐壁上；
二次密封采用迷宫密封结构，在与罐壁贴合处有迷宫槽；一次密封海绵的外侧被橡胶包带包裹，橡胶包带外侧为纳米界面的聚合物涂层，该聚合物涂层具有超双疏特性；外支撑板的一侧与橡胶包带贴合，一次密封海绵被上固定板、下固定板定位，一次密封装置安装在浮盘边缘间隙内；采用这种弹性密封海绵加上弹簧的形式，能够满足罐壁变形±100mm的设计要求；橡胶包带采用丁腈橡胶材料，具有导静电功能；弹簧表面采用镀锌材质；密封海绵为聚氨酯弹性材料。
2.一种权利要求1所述浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置的安装方法，包括如下步骤：
(1)首先将内支撑板固定在浮盘边缘，然后将下固定板与内支撑板进行固定连接，将弹簧一侧固定在内支撑板上，另一侧与外支撑板相连；
(2)把一次密封海绵放入塑料薄膜中进行抽真空，将一次密封海绵压缩到能够装入到罐壁与浮盘边缘之间的间隙，在压缩后的一次密封海绵外侧包裹带有超双疏涂层的橡胶包带，挤压外支撑板和弹簧，同时将橡胶包带和一次密封海绵放入到外支撑板和罐壁之间；
(4)将一次密封海绵外侧的塑料薄膜撕开，一次密封海绵弹力就会释放；在弹簧和一次密封海绵的共同作用下，橡胶包带紧密贴合在罐壁上，形成一次密封；
(5)将二次密封海绵放入塑料薄膜中进行抽真空，将二次密封海绵进行压缩；
(8)将承压板和隔膜挤压二次密封海绵，承压板另一侧通过螺栓、垫片、螺母紧密固定在浮盘上；
(9)将二次密封海绵外侧的塑料薄膜撕开，二次密封海绵弹力就会释放；二次密封海绵紧密贴合在罐壁上，形成二次密封，承压板始终保持罐壁方向的压紧力。
浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置及其安装方法
技术领域
[0001] 本发明属于油气储运技术领域，具体涉及一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置及其安装方法，可用于浮盘与罐壁之间密封。
背景技术
[0002] 大型储罐面临着日趋严峻的密封安全问题，储罐密封圈火灾事故时有发生。浮盘边缘密封装置是减少油气挥发、保障储罐安全的重要组成部分，但当储罐罐壁发生变形或者密封出现缺陷时，油气发生泄漏,形成易燃易爆区域，一旦遇到明火、雷静电等点火源，就会发生燃爆事故。同时，高效的密封装置能够有效地减少储罐VOCs气体的排放，有利于环境保护。CN 204078521U的实用新型专利公开了一种一次密封装置，在充液式密封装置上加装一套主动灭火系统。CN105460436A的发明专利申请公开了一种密封压力自调节型外浮顶储罐浮盘密封装置，其原理是利用四连杆运动来调节密封压力，该结构运动部件过多，长期使用下可靠性面临考验，此外该装置一二次密封之间油气空间较大，闪爆风险较大。以上技术不能很好满足储罐浮盘密封要求，存在密封效果差、油气空间大等缺点。超双疏纳米界面材料具有疏水、疏油的表面特点，能够抑制油气在浮盘与罐壁之间的环形间隙内扩散，从而能够有效地减少油气泄漏。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中密封效果较差、安全性较差的问题，提供一种新的浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置，具有密封效果好、安全性较好的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置的安装方法。
[0004] 为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置，包括承压板、隔膜、迷宫槽、二次密封海绵、上固定板、螺栓、垫片、螺母、弹簧、橡胶包带、一次密封海绵、外支撑板、下固定板、内支撑板，一次密封包括上固定板、弹簧、橡胶包带、一次密封海绵、外支撑板、下固定板、内支撑板；二次密封包含承压板、隔膜、迷宫槽、二次密封海绵、螺栓、垫片、螺母；在一次密封内，内支撑板贴合在浮盘边缘上，上固定板、下固定板分别与内支撑板连接，弹簧一侧与内支撑板连接，弹簧另一侧与外支撑板相连，外支撑板能在上固定板与下固定板之间沿内外侧进行滑动；外支撑板一侧与弹簧相连，另一侧与橡胶包带贴合；橡胶包带外侧为纳米界面的聚合物涂层，该聚合物涂层具有超双疏特性，橡胶包带的另一侧与罐壁贴合；在二次密封内，承压板外侧有一层隔膜，隔膜的另一侧为二次密封海绵，二次密封海绵与罐壁贴合，在与罐壁贴合处有迷宫槽，二次密封海绵在承压板和上固定板的共同挤压下紧密贴合在罐壁上，承压板另一侧通过螺栓、垫片、螺母紧密固定在浮盘上。
[0005] 上述技术方案中，优选地，一次密封每组采用三个弹簧增加可靠性，沿储罐圆周方向每隔一到两米设置一组弹簧，在一次密封海绵和弹簧共同弹力作用下，一次密封装置紧密地贴合在罐壁上；当浮盘边缘与罐壁之间间隙变小时，一次密封海绵受到挤压而压缩，在弹簧弹力的作用下紧密地贴合在罐壁上；当浮盘边缘与罐壁之间间隙变大时，一次密封海绵受到的挤压力减小而膨胀，并受到弹簧的支撑，时刻贴合在罐壁上。
[0006] 上述技术方案中，优选地，二次密封采用迷宫密封结构，在与罐壁贴合处有迷宫槽。
[0007] 上述技术方案中，优选地，一次密封海绵的外侧被橡胶包带包裹，橡胶包带外侧为纳米界面的聚合物涂层，该聚合物涂层具有超双疏特性。
[0008] 上述技术方案中，优选地，外支撑板的一侧与橡胶包带贴合，一次密封海绵被上固定板、下固定板定位，一次密封装置安装在浮盘边缘间隙内。
[0009] 上述技术方案中，优选地，采用这种弹性密封海绵加上弹簧的形式，能够满足罐壁变形±100mm的设计要求。
[0010] 上述技术方案中，优选地，橡胶包带采用丁腈橡胶材料，具有导静电功能。
[0011] 上述技术方案中，优选地，弹簧表面采用镀锌材质。
[0012] 上述技术方案中，优选地，密封海绵为聚氨酯弹性材料。
[0013] 为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置的安装方法，包括如下步骤：
[0014] (1)首先将内支撑板固定在浮盘边缘，然后将下固定板与内支撑板进行固定连接，将弹簧一侧固定在内支撑板上，另一侧与外支撑板相连；
[0015] (2)把一次密封海绵放入塑料薄膜中进行抽真空，将一次密封海绵压缩到能够装入到罐壁与浮盘边缘之间的间隙，在压缩后的一次密封海绵外侧包裹带有超双疏涂层的橡胶包带，挤压外支撑板和弹簧，同时将橡胶包带和一次密封海绵放入到外支撑板和罐壁之间；
[0016] (3)将上固定板与内支撑板进行固定连接；
[0017] (4)将一次密封海绵外侧的塑料薄膜撕开，一次密封海绵弹力就会释放；在弹簧和一次密封海绵的共同作用下，橡胶包带紧密贴合在罐壁上，形成一次密封。
[0018] (5)将二次密封海绵放入塑料薄膜中进行抽真空，将二次密封海绵进行压缩；
[0019] (6)将压缩后的二次密封海绵放在上固定板的上方；
[0020] (7)在承压板靠近罐壁侧包裹隔膜；
[0021] (8)将承压板和隔膜挤压二次密封海绵，承压板另一侧通过螺栓、垫片、螺母紧密固定在浮盘上；
[0022] (9)将二次密封海绵外侧的塑料薄膜撕开，二次密封海绵弹力就会释放；二次密封海绵紧密贴合在罐壁上，形成二次密封，承压板始终保持罐壁方向的压紧力。
[0023] 本发明中，超双疏表面是指橡胶包带外侧为纳米界面的聚合物涂层，该聚合物涂层具有疏油、疏水的特性。
[0024] 本发明的目的在于提出一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置及其安装方法，利用超双疏表面特点，增强一次密封能力，并在二次密封中采用迷宫密封技术，进一步增强二次密封能力，最大限度地减少油气空间，保证储罐密封安全，取得了较好的技术效果。
附图说明
[0025] 图1为复合密封装置示意图。
[0026] 图2为迷宫密封内泄露油气的流动示意图。
[0027] 图1、图2中，1-罐壁；2-承压板；3-隔膜；4-迷宫槽；5-二次密封海绵；6-上固定板；7-螺栓；8-垫片；9-螺母；10-浮盘；11-弹簧；12-橡胶包带；13-一次密封海绵；14-外支撑板；
15-下固定板；16-内支撑板；17-节流齿隙；18-膨胀空腔。
[0028] 下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
[0029] 【实施例1】
[0030] 一种浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置及其安装方法，如图1所示，浮顶储罐用超双疏表面的复合密封装置，包括承压板、隔膜、迷宫槽、二次密封海绵、上固定板、螺栓、垫片、螺母、弹簧、橡胶包带、一次密封海绵、外支撑板、下固定板、内支撑板。一次密封包括上固定板、弹簧、橡胶包带、一次密封海绵、外支撑板、下固定板、内支撑板。一次密封每组采用三个弹簧增加可靠性，沿储罐圆周方向每隔一到两米设置一组弹簧。在一次密封海绵和弹簧共同弹力作用下，一次密封装置紧密地贴合在罐壁上；当浮盘边缘与罐壁之间间隙变小时，一次密封海绵受到挤压而压缩，在弹簧弹力的作用下紧密地贴合在罐壁上；当浮盘边缘与罐壁之间间隙变大时，一次密封海绵受到的挤压力减小而膨胀，并受到弹簧的支撑，时刻贴合在罐壁上；一次密封海绵被表面有超双疏涂层的橡胶包带包裹。
[0031] 二次密封包含承压板、隔膜、迷宫槽、二次密封海绵、螺栓、垫片、螺母，二次密封采用迷宫密封结构。图2为迷宫密封内泄露油气的流动示意图。在节流齿隙17内，泄露油气收缩加速，流速增大，当进入膨胀空腔18时，流通通道扩大，在膨胀空腔内气体发生扩散，造成漩涡，使气体的动能转换为热能，降低气体残余速度，通过不断的能量损耗，泄漏量随着降低，同时也缩少二次密封油气空间。
[0032] 复合密封装置的安装方法：
[0033] (1)首先将内支撑板16固定在浮盘10边缘，然后将下固定板15与内支撑板16进行固定连接，将弹簧11一侧固定在内支撑板16上，另一侧与外支撑板14相连；
[0034] (2)把一次密封海绵13放入塑料薄膜中进行抽真空，将一次密封海绵13压缩到能够装入到罐壁1与浮盘10边缘之间的间隙，在压缩后的一次密封海绵13外侧包裹带有超双疏涂层的橡胶包带12，挤压外支撑板14和弹簧11，同时将橡胶包带12和一次密封海绵13放入到外支撑板14和罐壁1之间；
[0035] (3)将上固定板6与内支撑板16进行固定连接；
[0036] (4)将一次密封海绵13外侧的塑料薄膜撕开，一次密封海绵13弹力就会释放。在弹簧11和一次密封海绵13的共同作用下，橡胶包带12紧密贴合在罐壁1上，从而形成一次密封。
[0037] (5)将二次密封海绵5放入塑料薄膜中进行抽真空，将二次密封海绵5进行压缩；
[0038] (6)将压缩后的二次密封海绵5放在上固定板6的上方；
[0039] (7)在承压板2靠近罐壁1侧包裹隔膜3；
[0040] (8)将承压板2和隔膜3挤压二次密封海绵5，承压板2另一侧通过螺栓7、垫片8、螺母9紧密固定在浮盘10上；
[0041] (9)将二次密封海绵5外侧的塑料薄膜撕开，二次密封海绵5弹力就会释放。二次密封海绵5紧密贴合在罐壁1上，从而形成二次密封，承压板始终保持罐壁方向的压紧力。
[0042] 【实施例2】
[0043] 按照实施例1的条件，上固定板6和下固定板15分别在橡胶包带12的上下两侧，上固定板6和下固定板15将橡胶包带12上下位置固定，保证能够随浮盘10上下运动。当浮盘10上行时，一次密封海绵13和二次密封海绵5会发生变形，整体向下倾斜。一次密封海绵13在上固定板6和下固定板15的作用下，能够保持稳定，不会发生翻转。二次密封海绵5在上固定板6、隔膜3和承压板2的限制下，也能够保持稳定。当浮盘10下行时，一次密封海绵13和二次密封海绵5会发生变形，整体向上倾斜。一次密封海绵13在上固定板6和下固定板15的作用下，能够保持稳定，不会发生翻转。二次密封海绵5在上固定板6、隔膜3和承压板2的限制下，也能够保持稳定。
[0044] 【实施例3】
[0045] 按照实施例1的条件，一次密封海绵13的宽度大于罐壁1与浮盘10之间的间隙，对于罐壁1变形严重的浮顶储罐，一次密封海绵13和弹簧11可以保证橡胶包带12与罐壁1保持紧密贴合。例如当罐壁1与浮盘10边缘间隙为250mm时，一次密封海绵13宽度为400mm，二次密封海绵5整体形状和宽度应充分考虑承压板形状及间隙浮动大小，不能一概而论。当浮盘10边缘间隙变小时，一次密封海绵13受到挤压而压缩，在弹性密封海绵和弹簧11共同弹力作用下紧密地贴合在罐壁1上；二次密封海绵5能够在承压板2和罐壁1的挤压下，紧密贴合在罐壁1上；当浮盘10边缘间隙变大时，一次密封海绵13受到的挤压力减小而膨胀，并受到弹簧11的支撑，时刻贴合在罐壁1上；二次密封海绵13也能在自身膨胀及承压板2共同作用下紧密贴合在罐壁1上。
