CN104032111A - 一种大型球罐热处理导流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型球罐热处理导流装置，本发明的法兰固定在球壳的上人孔上，支撑杆通过其两端的第一固定孔与法兰固定，吊柱的一端穿过支撑杆通过传动装置与电机的输出轴连接，吊柱和支撑杆通过轴承连接，螺旋叶片通过吊柱上的固定槽与吊柱连接；伞状导流罩通过固定装置固定在吊柱上，并设置在螺旋叶片的上方，拉杆通过固定支撑环分别与伞状导流罩和旋转环连接。调节杆一端穿过支撑杆与升降装置连接，另一端穿过旋转环固定，限位板分别在旋转环上下位置固定在吊柱上。本发明使燃烧器发出的热量更加均匀、快速的传到球壳壁上，本装置在进行热处理时球壳表面受热稳定，同时提高了球罐热处理的效率和质量，减少了能源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型球罐在焊后进行热处理时的内部导流装置，具体涉及一种大型球罐热处理导流装置。
背景技术
近年来,我国球罐数量急剧增加,并向大型化和高参数发展。大型球罐广泛应用于石化、能源等行业，常用于储存压缩天然气、液化石油气等易燃易爆的危险化学品一旦发生事故,其后果是灾难性的,因此球罐建造和使用的安全至关重要。球罐是大型、复杂的焊接壳体结构。逐步朝着以高强度钢为主体材料的趋势发展。但是球罐是一种焊接受约束较大的压力容器,工作时,压力呈周期性波动,存在着低循环疲劳问题。而球罐焊后消除残余应力的整体热处理更是关键的一道工序,工程实践中,球罐整体热处理主要用来消除焊接残余应力,其壁面最大温差必须控制在一定范围之内。目前常采用内部喷射燃烧加热的整体热处理方法,满足球罐的热处理工艺要求
球罐壳体受热的均匀程度是球罐整体热处理质量的保障。但是，热处理过程中由于球罐内部的流场和温度场分布不均，球罐壳体温度存在着较大的不均匀性，而且温度不均匀程度与热处理工艺参数紧密相关。大型球罐通常都会出现上半球温度显著高于下半球温度的情况，升温过程中最高温度与最低温度甚至会相差100°C以上。
为了解决上述问题，改善球罐温度场分布，改善球罐壁温的不均匀性，本发明提出了一种大型球罐热处理时的导流装置。该装置在进行热处理前放置在靠近下人孔正上方，通过调节伞状导流罩张开的角度和在进行热处理时螺旋叶片的旋转散热使燃烧器发出的热量更加均匀的传到球壳，提高了球罐热处理的效率，减少了能源的浪费。
发明内容
本发明的目的是为了克服球罐在进行热处理时受热不均匀而影响热处理质量和在进行热处理时造成能源的浪费。提供了一种大型球罐热处理导流装置。
一种大型球罐热处理导流装置包括螺旋导流装置和可收缩导流装置。螺旋导流装置包括轴承、支撑杆、法兰、吊柱、传动装置、固定槽、螺旋叶片；可收缩导流装置包括升降装置、调节杆、旋转环、固定支撑环、拉杆、固定装置、伞状导流罩。
法兰固定在球壳的上人孔上，支撑杆通过其两端的第一固定孔与法兰固定，吊柱的一端穿过支撑杆通过传动装置与电机的输出轴连接，吊柱和支撑杆通过轴承连接，螺旋叶片通过吊柱上的固定槽与吊柱连接；伞状导流罩通过固定装置固定在吊柱上，并设置在螺旋叶片的上方，拉杆通过固定支撑环分别与伞状导流罩和旋转环连接。调节杆一端穿过支撑杆与升降装置连接，另一端穿过旋转环固定，限位板分别在旋转环上下位置固定在吊柱上。
所述的螺旋叶片是由若干螺旋形状的钢片拼接而成，螺旋叶片周向偏转角，通过固定槽和吊柱固定连接，解决了因人孔太小螺旋叶片无法放入球罐内部的问题，螺旋叶片周向偏转角 ，设在压力面一侧偏转为正，则，螺旋叶片的长度占球罐直径的45%。
所述的吊柱直径小于上人孔直径的10%，吊柱下方距球壳下人孔8%球罐直径距离。
所述的支撑杆的中心为圆盘结构，两端开有第一固定孔。
所述的伞状导流罩是由若干折流板拼接而成，伞状导流罩设置在距球壳下人孔25%球罐直径距离。
所述的固定装置是由合页和固定板组成，其中合页是环形结构，一端与吊柱固定在一起，另一端与固定板固定连接。每个固定板上开有第二固定孔，伞状导流罩通过第二固定孔固定，
所述的旋转环是由固定圆环和旋转圆环组成，两者通过轴承连接，固定支撑环与旋转圆环外侧连接，旋转环中间套在吊柱上。调节杆（8）穿过旋转环的固定圆环。
所述的限位板通过限制调节杆升降位置来调整伞状导流罩张开的角度在120°～240°之间。
本发明可以及时的改善球罐温度场分布，改善球罐壁温的不均匀性。该装置的吊柱和支撑杆的接触及顶端卡盘和支撑杆的接触都使用了轴承连接，在热处理过程中减少因摩擦而造成的能源浪费。螺旋叶片和伞状导流罩都是在在放入到球罐内后组装的，解决了因人孔太小无法放入到球罐内部的问题。在进行热处理时通过调节传动装置中的电机转动速度来调节螺旋叶片的旋转速度，通过调节调节杆的升降，使伞状导流罩张开到最合适的角度，从而使燃烧器发出的热量更加均匀、快速的传到球壳壁上，本装置在进行热处理时球壳表面受热稳定，同时提高了球罐热处理的效率和质量，减少了能源的浪费。
附图说明：
图1为一种大型球罐热处理导流装置的示意图
图2为一种大型球罐热处理导流装置伞状导流罩向上弯折状态示图
图3为支撑杆和调节杆及吊柱的俯视图
图4为上固定槽与吊柱及伞状导流罩的俯视图
图5为螺旋叶片的三维图
图中，1、轴承，2、支撑杆，3、法兰，4、吊柱，5、球壳，6、传动装置，7、升降装置，8、调节杆，9、旋转环，10、固定支撑环，11、拉杆，12、固定装置，13、伞状导流罩，14、固定槽,15、螺旋叶片，16、第一固定孔，17、第二固定孔,18、合页，19、固定板，20、限位板。
具体实施方式：
下面结合附图给出本发明的实施例，详细说明本发明的技术方案。
如图1、图2所示，一种大型球罐热处理导流装置，包括螺旋导流装置和可收缩导流装置；螺旋导流装置包括轴承1、支撑杆2、法兰3、吊柱4、传动装置6、固定槽14、螺旋叶片15；可收缩导流装置包括升降装置7、调节杆8、旋转环9、固定支撑环10、拉杆11、固定装置12、伞状导流罩13；
法兰3固定在球壳5的上人孔上，支撑杆2通过其两端的第一固定孔16与法兰3固定，吊柱4的一端穿过支撑杆2通过传动装置6与电机的输出轴连接，吊柱4和支撑杆2通过轴承1连接，螺旋叶片15通过吊柱4上的固定槽14与吊柱4连接；伞状导流罩13通过固定装置12固定在吊柱4上，并设置在螺旋叶片的上方，拉杆11的两端分别通过固定支撑环10与伞状导流罩13和旋转环9连接；调节杆8一端穿过支撑杆2与升降装置7连接，另一端穿过旋转环9固定；限位板20分别在旋转环9上下位置固定在吊柱4上。
如图5所示，所述的螺旋叶片是由耐高温钢材料组成，其中螺旋叶片15是由若干螺旋形状的钢片拼接而成，通过固定槽14和吊柱4固定连接，解决了因人孔太小螺旋叶片15无法放入球罐内部的问题，螺旋叶片15周向偏转角，设在压力面一侧偏转为正，则，螺旋叶片15的长度占球罐直径的45%。
所述的吊柱4直径小于上人孔直径的10%，吊柱4下方距球壳下人孔的距离为8%球罐直径。
如图3所示，所述的支撑杆2的中心为圆盘结构，两端开有第一固定孔16。
所述的伞状导流罩13是由若干折流板拼接而成，伞状导流罩设置在距球壳下人孔25%球罐直径距离的位置。
如图4所示，所述的固定装置12是由合页18和固定板19组成，其中合页18是环形结构，一端与吊柱4固定在一起，另一端与固定板19固定连接；每个固定板19上开有第二固定孔17，用于固定伞状导流罩10。
所述的旋转环9是由固定圆环和旋转圆环组成，两者通过轴承连接，固定支撑环10与旋转环9的旋转圆环外侧连接，旋转环9的固定圆环套在吊柱4上，两者不接触；调节杆8与旋转环9的固定圆环固定连接。
所述的限位板20通过限制调节杆8升降位置来调整伞状导流罩13张开的角度在120°～240°之间；
在进行球罐热处理之前进行导流装置的安装时，先将螺旋叶片、折流板等装置放入球罐内组装，根据球罐体积大小安装螺旋叶片的片数，最终确定不同体积球罐进行热处理是的最佳螺旋叶片。在进行热处理不同阶段，通过调节杆上下位置的调节使伞状导流罩张开的角度处于最佳状态；在进行热处理时，通过控制传动装置中的电机转速来控制螺旋叶片转速，从而快速、有效的控制球壳表面温度，使热量在球罐下半球表面存在更长时间，缩减球壳上下半球表面的温差
本发明提出的一种大型球罐热处理导流装置安装方便，可以重复用于同一体积球罐的热处理，使球罐在进行热处理时受热稳定，使球罐进行热处理时的效率和质量得以提高，也节约了能源。
Claims (8)
1. 一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：包括螺旋导流装置和可收缩导流装置；螺旋导流装置包括轴承（1）、支撑杆（2）、法兰（3）、吊柱（4）、传动装置（6）、固定槽（14）、螺旋叶片（15）；可收缩导流装置包括升降装置（7）、调节杆（8）、旋转环（9）、固定支撑环（10）、拉杆（11）、固定装置（12）、伞状导流罩（13）；
法兰（3）固定在球壳（5）的上人孔上，支撑杆（2）通过其两端的第一固定孔（16）与法兰（3）固定，吊柱（4）的一端穿过支撑杆（2）通过传动装置（6）与电机的输出轴连接，吊柱（4）和支撑杆（2）通过轴承（1）连接，螺旋叶片（15）通过吊柱（4）上的固定槽（14）与吊柱（4）连接；伞状导流罩（13）通过固定装置（12）固定在吊柱（4）上，并设置在螺旋叶片的上方，拉杆（11）的两端分别通过固定支撑环（10）与伞状导流罩（13）和旋转环（9）连接；调节杆（8）一端穿过支撑杆（2）与升降装置（7）连接，另一端穿过旋转环（9）固定；限位板（20）分别在旋转环（9）上下位置固定在吊柱（4）上。
2.根据权利要求1所述的一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：所述的螺旋叶片是由耐高温钢材料组成，其中螺旋叶片（15）是由若干螺旋形状的钢片拼接而成，螺旋叶片（15）周向偏转角 ，设在压力面一侧偏转为正，则，螺旋叶片（15）的长度占球罐直径的45%。
3.根据权利要求1所述的一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：所述的吊柱（4）直径小于上人孔直径的10%，吊柱（4）下方距球壳下人孔的距离为8%球罐直径。
4.根据权利要求1所述的一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：所述的支撑杆（2）的中心为圆盘结构，两端开有第一固定孔（16）。
5.根据权利要求1所述的一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：所述的伞状导流罩（13）是由若干折流板拼接而成，伞状导流罩设置在距球壳下人孔25%球罐直径距离的位置。
6.根据权利要求1所述的一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：所述的固定装置（12）是由合页（18）和固定板（19）组成，其中合页（18）是环形结构，一端与吊柱（4）固定在一起，另一端与固定板（19）固定连接；每个固定板（19）上开有第二固定孔（17），用于固定伞状导流罩（10）。
7.根据权利要求1所述的一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：所述的旋转环（9）是由固定圆环和旋转圆环组成，两者通过轴承连接，固定支撑环（10）与旋转环（9）的旋转圆环外侧连接，旋转环（9）的固定圆环套在吊柱（4）上，两者不接触；调节杆（8）与旋转环（9）的固定圆环固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种大型球罐热处理导流装置，其特征在于：所述的限位板（20）通过限制调节杆（8）升降位置来调整伞状导流罩（13）张开的角度在120°～240°之间。
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