CN108367336A - 具有第二内颈部的高压无缝钢罐及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

通过由单个尺寸件成形而制成的高压钢罐(1)，其包括在圆形端部上的上颈部(3)，所述上颈部从罐突出并且它设置有开口(14)，所述罐(1)还在其底部(12)上设置有另一底部颈部(5)，所述另一底部颈部(5)在内部材料强化部(11)中制成，所述内部材料强化部被定向成朝向所述高压钢罐(1)的内部并且所述内部材料强化部(11)设置有贯通开口(13)。本发明还涉及一种生产这种罐的方法。

Description

具有第二内颈部的高压无缝钢罐及其生产方法
技术领域
本发明涉及具有内部成型的颈部的用于压缩气体的高压无缝钢罐，其通过向后挤出(backwards extrusion)和拉削(broaching)方法制成。
背景技术
图1所示的高压钢罐1'在本申请人的公司中通过向后挤出然后拉削的方法制成。生产过程包括首先从正方形或圆形的坯棍(crowbar)分割(切割)单个尺寸件。在成形之前，钢的尺寸件在感应炉中被加热高达1100-1250℃的温度。在压制之前，单个尺寸件必须始终通过铁鳞的高压溅射。随后接着是向后挤出的过程。
这个过程是在竖直冲压机上实现的。向后挤出的过程在数个基本步骤中发生。
第一步是在模具底部上定位(插入)加热的尺寸件。模具底部放置在可移动的活塞上，该活塞在模具的圆柱形插件中竖直地移动。在向后挤出过程中，模具底部和圆柱形插件形成抵抗材料流的阻力壁。
第二步是将活塞以及模具底部的保持器放入基本压制位置(根据生产的产品种类)。随后，使压制(冲压)心轴进入圆柱形模具中，热的尺寸件在其底部上位于“模具底部”上。未示出的压制相应的冲压心轴在其端部上设置有平的冲压头17，如图2所示。
在此步骤中，制造主要的厚壁中空半成品坯件，随后压制心轴从其被驱出。这种冲压的(挤出的)半成品坯件是内部光滑的，没有突起或隆起等。整个过程在文件CZ 243247B1中并且也在文件CZ 252113 B1中被描述。罐的底部实际上被压制在最终厚度上，然而平的冲压头17的内径以及圆柱形的模具的内径都大于罐的最终尺寸。平的冲压头17在第一次操作中是独立的端部部分，其不是固定在未示出的心轴的端部上。
在中空半成品坯件向后挤出之后，该半成品坯件被自动机械地取走并被放入拉削卧式挤出机(the broaching horizontal press)中，在此进行第二次成形操作，并且这是向后挤出。进行成形，使得来自第一次成形操作的半成品坯件被放置在已经具有最终的罐的内径的压制心轴上。为了达到最终的内径，半成品坯件被推动通过刮刀环(重新成型约25％的壁厚并清理铁鳞)和由降低辊提供的八个辊组。该半成品坯件被滚压并在心轴上重新成型，以获得所需的内径和外径。半成品坯件通过辊组后，通过将未来的罐的底部推入校准模具中完成整个操作，在该校准模具中形成罐的底部的最终形状。在心轴的向后运动的过程中，罐的半成品坯件连同刮刀爪从压制心轴退出。该技术在CZ 20492 U1中被描述。
用这种方式制成的圆柱形的中空半成品坯件被空气冷却，并且随后使用旋转成形将颈部封闭。通过这种方式，产生典型几何形状的钢罐，参见图1。
出于不同的原因，客户经常在寻找两颈部钢罐。这种类型的罐在图3中示出，其中示出了根据现有技术的这种钢罐。通过这种方式构造的这种类型的罐能够应用不同类型的阀，所述阀连接(管道连接)在罐的两侧上。现在，只有使用旋转成形技术由管制成的罐才能实现。在此，两端部使用管15的旋转成形来闭合，管15示出在图3中，或者采用具有过大厚度的凸起/凹陷底部来闭合。
这种罐的缺点是由体积/重量的比例造成的相对高的系数。对于这种变型，处理时还必须具有关于长度的更大的存储位置或运输位置，因为它总是需要在两侧具有特定长度的罐的颈部。
本发明的目的是提出一种两侧开口的高压钢罐，其通过使用与已知的一侧开口的高压钢罐相同的成形过程制造；以及其生产方法。
发明内容
上述缺点通过根据本发明的具有第二内颈部的高压无缝钢罐而被消除，本发明的原理尤其在于，在其底部上另外设置有另一底部颈部，所述另一底部颈部在定位在高压钢罐的内部的内部材料强化部中制成，并且内部材料强化部由贯通开口提供。
本发明的另一特征是无缝的高压钢罐的生产方法，其原理尤其在于，在成型冲压头的外表面上，形成用于产生高压钢罐的底部的内部材料强化部的腔并且使用这种改型的成型冲压头进行向后挤出，然后，在随后的步骤中，用单块压制心轴(monolithic pressingmandrel)进行向后挤出过程，心轴由设有腔的成型端部提供，其中高压钢罐的其余部分通过已知的方法制造，并且最终在高压钢罐的底部上的内部材料加强部被钻穿，并且因而产生贯通的底部颈部。
附图说明
将使用附图解释本发明，其中图1是根据现有技术通过成形制造的具有一个颈部的单侧开口的钢罐的视图，图2是用来生产根据图1的罐的根据现有技术的平的成形冲压头的视图，图3是使用旋转成形技术由管制成的双侧开口的钢罐的视图，图4示出了根据本发明的钢罐，图5示出了用于生产根据图4的钢罐的根据本发明的成型冲压头，图6示出了使用根据图5的成型冲压头形成根据图4的钢罐的第一操作，图7是具有与图5的成形冲压头具有相同的底部形状的成型端部的单块压制心轴的视图，图8示出了图6的操作实现之后的半成品坯件，和图9示出了由图4中的钢罐生产第二颈部的另一步骤。
具体实施方式
在图4中，示出了根据本发明的高压钢罐1。它包括具有已知实施例的上颈部3的上部2，并且进一步包括创新地制造的具有底部颈部5的底部部分4，该底部颈部完全位于底部部分4的下表面的高度之上。
在图5中，示出了根据本发明的成型冲压头8，类似于根据现有技术的方法，它是单独的部件，并且其被放置在未示出的压制心轴的端部上。在第一成形操作中，生产厚壁半成品坯件—参见图6。成型冲压头8的外径再稍大一些，并且模具16的内径稍大一些，因此，罐的底部实际上被压制成最终厚度，但是压制的半成品坯件的壁比最终厚度更厚—这在图6中很好地看出，其中底部的厚度(实际的最终厚度)和壁的厚度不同。根据本发明的成型冲压头8的面9在其外表面10上设置有腔6。有利地，这制成为圆柱形并且其位于成型冲压头8的轴线中。显然，材料流动进入该腔6内部并且形成底部12的内部材料强化部11。
在图6中很好地看到，其中，在向后挤出的过程中，成型冲压头8放置在这里未示出的冲压心轴上。
在图7中，具有整个单块压制心轴7的视图，该心轴7在其面上设置有带腔6的成型端部18，但它们一起形成一个部件。
在图8中，可以看到高压钢罐1的底部4在其从最后的拉削装置排出之后的最终形状。底部4设有内部材料强化部11。
在图9中可以看出，最终贯通开口13被钻孔穿过该内部材料强化部11，并且阀或螺纹接头在贯通开口13中，如同在上颈部3中的开口14中。
根据本发明，这种高压钢罐1通过以下方式制造：
它由向后挤出和拉削方法制成。底部颈部5的成形在第一步骤中已经实现，即：通过放置在压制心轴上的成型冲压头8向后挤出。如上所述，成型冲压头8的外径稍大一些，并且模具16的内径稍大一些，因此罐的底部实际上被冲压成其最终厚度，但是半成品的坯件的厚度比罐的最终厚度更厚。
使用特别改进的具有腔6的成型冲压头8，材料在成形加工期间流动进入成型冲压头8中的空的腔6中。
接下来的步骤是在改进的压制心轴7上的向后挤出过程，该压制心轴7设置有带有腔6的成型端部18，但是它仅被制成一个部件。这在图7中可见，其中通过使用具有成型端部18的单块压制心轴7，完成底部12的几何形状的校准。之后，完成第二颈部的尺寸的最终校准，如图1或3所示。
随后，在高压钢罐1的底部12中的内部材料加强部11被钻穿并形成贯通开口13。
与图3所示的已知双颈部钢罐的总尺寸相比，采用这种方式生产的钢罐变短了，但是总体积保持不变，然而，单个尺寸件的成形技术比钢管的成形技术实质上更容易，并且所需的运输空间在尺寸上也变得更短，并且钢罐的完整性更大，罐内部的强度分布降低，同时不降低任何使用参数或机械特性等。
为了实现根据本发明的高压钢罐的生产，仅需要调整成型冲压头的面的几何形状，这时在成型冲压头的面的中心制造腔，向后挤出过程中材料可以在此处流动。调整生产这种新型罐所需的另一工具是单块压制心轴，在其面上需要生产带有与第一操作时的冲压头的情况类似的腔的成型端部，这可从图7看到。其他成形工具可以保持没有几何形状的变化。如上所述，成形的最后过程以与生产普通高压钢罐的情况相同的方式继续。
这种类型的钢罐因内颈部而在扩大用户属性方面是独特的—它能够通过保持钢罐的相同的总长度(即使带有阀)而增加水量。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种生产根据权利要求1所述的无缝的高压钢罐(1)的方法，其中，所述罐在第一步骤中通过向后挤出过程被制造，此时，首先通过使用成型冲压头生产底部，其中所述头具有较大的外径并且模具具有比最终尺寸更大的内径，并且之后，利用设置有成型端部的单块压制心轴进行拉削，所述成型端部具有与成型冲压头相同形状的底部表面，其特征在于，在成型冲压头(8)的外表面(10)上，制造用于形成高压钢罐(1)的底部(12)的内部材料强化部(11)的腔(6)并且使用这种改型的成型冲压头(8)进行向后挤出，然后，在随后的步骤中，用单块压制心轴(7)进行向后挤出过程，心轴(7)由设置有腔(6)的成型端部(18)提供，其中高压钢罐(1)的其余部分通过已知方法制造，并且，最终在高压钢罐(1)的底部(12)上的内部材料强化部(11)被钻穿并因而形成贯穿的底部颈部(5)。

Claims (2)

1.一种高压钢罐(1)，其通过由单个尺寸件成形而制成，所述高压钢罐包括在圆形端部上的上颈部(3)，所述上颈部从罐突出并且它设置有开口(14)，其特征在于，在所述高压钢罐(1)在其底部(12)上另外设置有另一底部颈部(5)，所述另一底部颈部(5)在内部材料强化部(11)中制成，所述内部材料强化部被定向成朝向所述高压钢罐(1)的内部并且所述内部材料强化部(11)设置有贯通开口(13)。
2.一种生产根据权利要求1所述的无缝的高压钢罐(1)的方法，其中，所述罐在第一步骤中通过向后挤出过程被制造，此时，首先通过使用成型冲压头生产底部，其中所述头具有较大的外径并且模具具有比最终尺寸更大的内径，并且之后，利用设置有成型端部的单块压制心轴进行拉削，所述成型端部具有与成型冲压头相同形状的底部表面，其特征在于，在成型冲压头(8)的外表面(10)上，制造用于形成高压钢罐(1)的底部(12)的内部材料强化部(11)的腔(6)并且使用这种改型的成型冲压头(8)进行向后挤出，然后，在随后的步骤中，用单块压制心轴(7)进行向后挤出过程，心轴(7)由设置有腔(6)的成型端部(18)提供，其中高压钢罐(1)的其余部分通过已知方法制造，并且，最终在高压钢罐(1)的底部(12)上的内部材料强化部(11)被钻穿并因而形成贯穿的底部颈部(5)。
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