CN103410786A - 一种蒸汽压缩机压气机壳及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蒸汽压缩机压气机壳及其加工方法，压气机壳包括焊接连接的内筒、外筒、第一侧板、第二侧板和两端的法兰，所述内筒和第二侧板分别与两端的法兰相连接，第一侧板呈螺旋形地将内筒和外筒连接，由此形成蜗流通道，蜗流通道的外端延伸有出气通道，其特征在于：两所述法兰上设有定位圆柱面，所述内筒和第二侧板与法兰相连接的连接部与法兰上的定位圆柱面相适配并焊接。这种压气机壳及其加工方法在焊接成型时容易保证法兰与其连接件之间，以及两法兰之间的同轴度，找正快速容易，并且能改善内筒的圆度，避免在加工位置出现焊缝，保证连接的牢固性，提高了产品的成品合格率和生产效率，既保证质量又降低生产成本。

Description

一种蒸汽压缩机压气机壳及其加工方法

技术领域

本发明涉及蒸汽压缩机，特别是涉及一种蒸汽压缩机压气机壳。

背景技术

蒸发蒸馏结晶等工艺技术广泛应用于生物化工、石化、制药、食品制造、环境保护、海水淡化等诸多领域，传统蒸发蒸馏技术都是高能耗的，对企业而言，由于热能利用率低，导致运行成本高。在目前能源价格高居不下，国家大力推动节能减排的大趋势下，蒸汽机械再压缩技术（MVR）正逐步替代传统蒸发蒸馏结晶技术，蒸汽机械再压缩技术可以大大降低用户的能耗和生产成本、提高工作效率，为客户在节能减排方面带来可观的经济和社会效益。

蒸汽压缩机是蒸汽机械再压缩技术的主要设备，压气机壳是蒸汽压缩机的主要零件之一，因此，压气机壳的设计不仅要考虑零件的强度、防锈、美观、适用及整机的性能，还要考虑工艺加工性，它的设计、加工质量直接影响蒸汽压缩机的性能和节能性。压气机壳为直径较大的圆筒形薄壁件，压气机壳包括筒形的蜗壳，蜗壳的两端设有连接用的法兰，在蜗壳上设有出气通道，传统的压气机壳为整体铸造而成，为降低制造成本，提高生产效率，压气机壳由传统的整体铸造改为焊接成型。如图6所示，焊接成型的压气机壳子零件较多，包括内筒2、外筒4、第一侧板3、第二侧板5和两端的法兰，内筒2和第二侧板5分别与两端的法兰相连接，第一侧板3呈螺旋形地将内筒2和外筒4连接，由此形成蜗流通道，蜗流通道的外端延伸有出气通道7，各构件的相对位置要求较高，特别是两端的连接法兰的同轴度，以及法兰与连接件的同轴度要求高，而压缩机壳除了法兰外，其余构件都是6mm左右厚的薄壁件，大直径的内筒的圆度不容易保证，并且当法兰与所连接的构件采用对接焊接方式时，不但两者的同轴度不易保证，还容易在后续加工时将内孔的焊疤车掉，无法保证连接的牢固可靠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种蒸汽压缩机压气机壳以及这种压气机壳的加工方法，这种压气机壳及其加工方法在焊接成型时容易保证构件与法兰的同轴度，并且能改善内筒的圆度，避免在加工位置出现焊缝，保证连接的牢固性，提高产品的成品合格率。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种蒸汽压缩机压气机壳，包具有筒形的蜗壳，所述蜗壳包括焊接连接的内筒、外筒、第一侧板、第二侧板和两端的法兰，所述内筒和第二侧板分别与两端的法兰相连接，第一侧板呈螺旋形地将内筒和外筒连接，由此形成蜗流通道，蜗流通道的外端延伸有出气通道，两所述法兰上设有定位圆柱面，所述内筒和第二侧板与法兰相连接的连接部与法兰上的定位圆柱面相适配并焊接。

进一步地，为使定位圆柱面更好地实现定位功能，保证法兰与连接件的同轴度，所述内筒与第一法兰相连接，在第一法兰的内侧端面上开设有同轴于此法兰的环形槽，内筒的外端插入所述环形槽中，环形槽的槽口周缘与内筒相焊接；所述第二侧板与第二法兰相连接，在第二法兰的内端设置有一同轴于此法兰的环形台阶面，所述第二侧板套置于台阶面上并且两者的端面相贴靠，台阶面的外周缘与第二侧板相焊接。

进一步地，为了既保证定位效果，又节省加工量，所述定位圆柱面的长度为4-8毫米。

进一步地，所述第二侧板与第二法兰的内侧端面相平齐。

上述技术方案在两法兰上设置定位圆柱面，特别是采取环形槽的双定位圆柱面，定位非常可靠，当内筒插入第一法兰后，通过内筒的内外圆柱面与环形槽相配合，不但避免了内筒圈圆后的椭圆度，保证内筒圆度，而且还提高了第一法兰和内筒焊接后的同轴度；同样，右端的第二法兰设置一定位台阶，既保证了第二侧板和第二法兰焊接后的同轴度要求，同时也使焊缝位置得到了合理的布置，减小了焊接应力和焊接变形，而且内孔不再出现对接焊接时产生的焊缝，后续车削内孔也不会车到焊疤，提高了第二侧板和第二法兰连接的可靠性，产品合格率明显提高；此外，焊接加工时，各构件的位置找正容易，焊接效率提高，既保证质量又降低生产成本。

为获得上述蒸汽压缩机压气机壳，本发明还提供了一种蒸汽压缩机压气机壳的加工方法，该方法按如下步骤进行：

（1）.加工内筒、外筒、第一侧板、第二侧板、第一法兰和第二法兰待用；

加工第一法兰时，在第一法兰的一侧端面上加工出环形槽，环形槽与第一法兰的内孔轴线同轴，环形槽的尺寸与所述内筒的外端尺寸相适配，所述第一法兰的内孔留有焊接后加工余量，环形槽的内侧圆柱面与内孔之间的距离至少大于加工余量3毫米；

加工第二法兰时，在第二法兰的一端加工出环形台阶面，台阶面由相垂直的外圆柱面和环形端面构成，外圆柱面与第二法兰的内孔轴线同轴，外圆柱面尺寸与所述第二侧板的内孔尺寸相适配；

（2）.将内筒的外端插入所述第一法兰的环形槽中，在槽口处将两者焊接，获得第一组件；

（3）.将第二侧板套置于第二法兰的台阶面上并且第二侧板的端面与台阶的环形端面贴靠，将台阶面的外周缘与第二侧板相焊接，然后将第二侧板的外周部与所述外筒焊接，获得第二组件；

（4）.将第一组件、第一侧板和第二组件夹装于焊接工装中，第一组件和第二组件的法兰分别与焊接工装的上、下定位法兰同轴定位，找正第一侧板后，将第一组件、第一侧板和第二组件焊接连接获得蜗壳；

（5）.在蜗壳上焊接出气通道和加强筋；

（6）.对蜗壳的第一法兰和第二法兰进行机加工。

进一步地，为更好地保证压气机壳两端法兰的同轴度，并且方便第一侧板的焊接，所述焊接工装的上、下定位法兰上设置有定位台阶，上、下定位法兰的定位台阶分别与第一法兰和第二法兰同轴定位，两定位法兰由螺杆和螺母锁紧连接。

进一步地，为使第一侧板易于找正，并且在焊接时保持找正位置避免移位，所述第一侧板还通过千斤顶支承，千斤顶置于第二组件上。

进一步地，为了既保证定位效果，又节省加工量，所述环形槽的深度和台阶面外圆柱面的长度为4-8毫米。

通过上述加工方法，能够保证内筒与第一法兰、第二侧板与第二法兰，以及两第一、第二法兰之间的同轴度，避免内筒圈圆后的椭圆度，并且使焊缝位置布置合理，减小焊接应力和变形，焊接时找正容易、快速方便，生产效率得以提高，成品合格率也大大提高。

本发明的有益效果是：焊接成型时容易保证内筒与法兰、第二侧板与法兰，以及两法兰之间的同轴度，并且能改善内筒的圆度，避免在加工位置出现焊缝，保证连接的牢固性，生产效率高，提高了产品的成品合格率。

附图说明

图1为本发明压气机壳的外形结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图2中B处的局部放大示意图。

图4为图2中C处的局部放大示意图。

图5为压气机壳使用焊接工装进行组焊时的结构示意图。

图6为传统焊接式压气机壳的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。

如图1至图4所示，一种蒸汽压缩机压气机壳，具有筒形的蜗壳以及出气通道，所述蜗壳包括焊接连接的内筒2、外筒4、第一侧板3、第二侧板5、第一法兰1和第二法兰6，内筒2和第二侧板5分别与左、右两端的第一法兰1和第二法兰6焊接，第一侧板5呈螺旋形地将内筒2和外筒4连接，由此形成蜗流通道，蜗流通道的外端延伸有出气通道7，在蜗壳的外壁上焊接有加强筋8，同一条加强筋8沿着内、外筒2、4的轴线方向，将第一法兰1、内筒2、第一侧板3、外筒4、第二侧板5和第二法兰6连接，加强筋8横跨各构件的外周缘焊缝，提高了蜗壳各构件的强度和构件间的连接强度。在第一法兰1和第二法兰6上设有定位圆柱面，所述内筒2和第二侧板5与法兰相连接的连接部与法兰上的定位圆柱面相适配并焊接。

如图2和图3所示，为使定位圆柱面更好地实现定位功能，保证法兰与连接件的同轴度，所述内筒2与第一法兰1相连接，在第一法兰1的内侧端面上开设有同轴于此法兰的环形槽11，环形槽11的深度为6-8毫米，环形槽11具有两个定位圆柱面，一个为外圆柱面，另一个为内圆柱面；内筒2外端的内、外径与环形槽11相适配，内筒2的外端插入所述环形槽11中，内筒2和环形槽11的两定位圆柱面相配合而被第一法兰1同轴定位，同时由于环形槽11的支承，避免了内筒2圈圆后的椭圆度，保证内筒2的圆度，环形槽11的槽口周缘与内筒相焊接，内筒2与第一法兰1嵌合后再焊接，较之传统的连接方式连接更加牢固可靠。

如图2和图4所示，所述第二侧板5与第二法兰6相连接，在第二法兰6的内端设置有一同轴于此法兰的环形台阶面61，环形台阶面61由相垂直的外圆柱面611和环形端面612构成，外圆柱面611与第二法兰6的内孔轴线同轴，外圆柱面611的长度为6-8毫米，与第二侧板5的厚度相同，外圆柱面611的直径与所述第二侧板5的内孔尺寸相适配，所述第二侧板5套置于台阶面61上并且第二侧板5的外端面与环形端面612相贴靠，外圆柱面611和环形端面612的外周缘与第二侧板5相焊接，第二侧板5与第二法兰6的内侧端面相平齐。这样既保证了第二侧板5和第二法兰6焊接后的同轴度要求，同时也使焊缝位置得到了合理的布置，减小了焊接应力和焊接变形，而且第二侧板5套于第二法兰6上，内孔不再出现对接焊缝，不存在后续车削内孔时破坏焊疤的情况，提高了第二侧板5和第二法兰6连接的可靠性，产品合格率明显提高。

获得上述蒸汽压缩机压气机壳的加工方法是按如下步骤进行：

（1）.加工内筒2、外筒4、第一侧板3、第二侧板5、第一法兰1和第二法兰6待用；

加工第一法兰时1，在第一法兰1的一侧端面上加工出环形槽11，环形槽11与第一法兰1的内孔轴线同轴，环形槽11的深度为6-8毫米，环形槽11的内、外径与所述内筒2的外端尺寸相适配，所述第一法兰1的内孔留有焊接后的加工余量，环形槽11的内侧圆柱面与内孔之间的距离大于加工余量5毫米左右；

加工第二法兰6时，在第二法兰6的一端加工出环形台阶面61，台阶面61由相垂直的外圆柱面611和环形端面612构成，外圆柱面611与第二法兰6的内孔轴线同轴，外圆柱面611的长度为6-8毫米，外圆柱面611直径与所述第二侧板5的内孔尺寸相适配；

（2）.将内筒2的外端插入所述第一法兰1的环形槽11中，在槽口处将两者焊接，获得第一组件10；

（3）.将第二侧板5套置于第二法兰6的台阶面61上并且第二侧板5的端面与台阶的环形端面612贴靠，将台阶面61的外圆柱面611和环形端面612外周缘与第二侧板5相焊接，然后将第二侧板5的外周部与所述外筒4焊接，获得第二组件20；

（4）.将第一组件10、第一侧板3和第二组件20夹装于焊接工装30中，第一组件10和第二组件20的法兰分别与焊接工装30的上、下定位法兰31、32同轴定位，在第二组件20的第二侧板5上搁置千斤顶9，千斤顶9支承在第一侧板3的内侧，找正第一侧板3，然后将第一侧板3与内筒2和外筒4焊接，使第一组件10、第一侧板3和第二组件20连接形成蜗壳；

如图5所示，焊接工装30包括上、下定位法兰31、32，在上、下定位法兰31、32上设置有定位台阶，上、下定位法兰31、32的定位台阶分别与第一法兰1和第二法兰6同轴定位，两定位法兰由穿过上、下定位法兰31、32的螺杆33和螺母34锁紧连接，在上定位法兰31上还设置有行车起吊用的吊耳35；

（5）.在蜗壳上焊接出气通道7和加强筋8，同一条加强筋8沿着内、外筒2、4的轴线方向，将第一法兰1、内筒2、第一侧板3、外筒4、第二侧板5和第二法兰6连接，加强筋8横跨各构件的外周缘焊缝，提高了蜗壳各构件的强度和构件间的连接强度；

（6）.对蜗壳的第一法兰1和第二法兰6的装配面进行机械加工。

通过上述加工方法，能够保证内筒2与第一法兰1、第二侧板5与第二法兰6，以及第一、第二法兰1、6之间的同轴度，避免内筒2圈圆后的椭圆度，并且使焊缝位置得以合理布置，减小焊接应力和变形，焊接时找正容易、快速方便，生产效率得以提高，成品合格率也大大提高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蒸汽压缩机压气机壳，具有筒形的蜗壳，所述蜗壳包括焊接连接的内筒、外筒、第一侧板、第二侧板和两端的法兰，所述内筒和第二侧板分别与两端的法兰相连接，第一侧板呈螺旋形地将内筒和外筒连接，由此形成蜗流通道，蜗流通道的外端延伸有出气通道，其特征在于：两所述法兰上设有定位圆柱面，所述内筒和第二侧板与法兰相连接的连接部与法兰上的定位圆柱面相适配并焊接。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽压缩机压气机壳，其特征在于：所述内筒与第一法兰相连接，在第一法兰的内侧端面上开设有同轴于此法兰的环形槽，内筒的外端插入所述环形槽中，环形槽的槽口周缘与内筒相焊接；所述第二侧板与第二法兰相连接，在第二法兰的内端设置有一同轴于此法兰的环形台阶面，所述第二侧板套置于台阶面上并且两者的端面相贴靠，台阶面的外周缘与第二侧板相焊接。

3.根据权利要求1或2所述的一种蒸汽压缩机压气机壳，其特征在于：所述定位圆柱面的长度为4-8毫米。

4.根据权利要求2所述的一种蒸汽压缩机压气机壳，其特征在于：所述第二侧板与第二法兰的内侧端面相平齐。

5.一种如权利要求1所述蒸汽压缩机压气机壳的加工方法，其特征在于，按如下步骤进行：

（1）.加工内筒、外筒、第一侧板、第二侧板、第一法兰和第二法兰待用；

加工第一法兰时，在第一法兰的一侧端面上加工出环形槽，环形槽与第一法兰的内孔轴线同轴，环形槽的尺寸与所述内筒的外端尺寸相适配，所述第一法兰的内孔留有焊接后加工余量，环形槽的内侧圆柱面与内孔之间的距离至少大于加工余量3毫米；

加工第二法兰时，在第二法兰的一端加工出环形台阶面，台阶面由相垂直的外圆柱面和环形端面构成，外圆柱面与第二法兰的内孔轴线同轴，外圆柱面尺寸与所述第二侧板的内孔尺寸相适配；

（2）.将内筒的外端插入所述第一法兰的环形槽中，在槽口处将两者焊接，获得第一组件；

（3）.将第二侧板套置于第二法兰的台阶面上并且第二侧板的端面与台阶的环形端面贴靠，将台阶面的外周缘与第二侧板相焊接，然后将第二侧板的外周部与所述外筒焊接，获得第二组件；

（4）.将第一组件、第一侧板和第二组件夹装于焊接工装中，第一组件和第二组件的法兰分别与焊接工装的上、下定位法兰同轴定位，找正第一侧板后，将第一组件、第一侧板和第二组件焊接连接获得蜗壳；

（5）.在蜗壳上焊接出气通道和加强筋；

（6）.对蜗壳的第一法兰和第二法兰进行机加工。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于：所述焊接工装的上、下定位法兰上设置有定位台阶，上、下定位法兰的定位台阶分别与第一法兰和第二法兰同轴定位，两定位法兰由螺杆和螺母锁紧连接。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于：所述第一侧板还通过千斤顶支承，千斤顶置于第二组件上。

8.根据权利要求5或6或7所述的加工方法，其特征在于：所述环形槽的深度和台阶面外圆柱面的长度为4-8毫米。

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