CN109079029A - 一种高温高压蜂窝夹套及其加工装置 - Google Patents

Abstract

一种高温高压蜂窝夹套及其加工装置。涉及罐体的夹套领域。提出了一种结构精巧、加工方便、安装方便且可有效适用高温高压加热介质的温高压蜂窝夹套及其加工装置。所述夹套呈筒状、且包覆在罐体外，所述夹套表面上开设有若干焊接通孔，所述焊接通孔的周围以焊接通孔为中心朝向罐体所在的一侧凹陷，若干所述焊接通孔均通过塞焊的形式与罐体的外壁相焊接。所述定子的内壁上设有上凸环，所述上螺母的外壁上开设有与上凸环相适配的上凹槽，所述转子套设在上凹槽中、且与上螺母固定连接。本发明从整体上具有结构精巧、安装方便易于维修、易于更换（需维修更换时，将塞焊位置清除即可）的优点。

Description

一种高温高压蜂窝夹套及其加工装置

技术领域

本发明涉及罐体的夹套领域。

背景技术

现有技术中的夹套大多空套在罐体之外，并于夹套的顶部和底部将其与罐体的外壁固定相连，此类夹套与罐体的连接强度不高、自身也具有这一定的变形能力，从而在加热介质通入时具有较好的实际使用效果。然而，当生产要求较高、夹套内通入介质的温度、压力均较高时，此类夹套将极易出现破损，从而给设备的正常使用带来了极大程度的影响。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、加工方便、安装方便且可有效适用高温高压加热介质的温高压蜂窝夹套及其加工装置。

本发明的技术方案为：所述夹套呈筒状、且包覆在罐体外，所述夹套表面上开设有若干焊接通孔，所述焊接通孔的周围以焊接通孔为中心朝向罐体所在的一侧凹陷，若干所述焊接通孔均通过塞焊的形式与罐体的外壁相焊接。

所述加工装置包括上模组件、下模组件和机架；

所述下模组件包括固定连接在机架下部的工作台，所述工作台的顶面上设有与其连为一体的圆柱状凸台，所述圆柱状凸台的中心开设有贯穿所述工作台的出料孔，所述出料孔与焊接通孔相适配、且出料孔顶口的周围呈向下凹陷的弧面状；

所述上模组件包括直线驱动组件、旋转驱动组件、上模杆、压料组件、上模和钻头；

所述直线驱动组件包括固定座、定子、转子、上螺母、下螺母、螺杆和至少一传动轴，所述固定座固定连接在机架的顶部，所述固定座呈空心状、且具有同轴心的顶口和底口，所述定子固定连接在顶口处，所述上螺母可旋转的连接在定子内，所述转子固定连接在上螺母的外壁上、且位于定子内，所述下螺母铰接在底口内，所述螺杆依次穿设所述上螺母和下螺母、且螺杆的外壁上设有与上螺母适配的上螺纹和与下螺母适配的下螺纹；

所述上螺纹和下螺纹的螺距不等；

所述上螺母的底端设有与上螺母连为一体的上齿轮，所述下螺母的顶端设有与下螺母连为一体的下齿轮，所述传动轴的两端分别铰接于固定座内、且其与螺杆相平行，通过所述传动轴使得上齿轮和下齿轮联动；

所述上齿轮和下齿轮之间的传动比为T，所述上螺纹和下螺纹之间的螺距比为t，T*t=1；

所述上模杆可旋转的连接在螺杆的底端上、且与出料孔同轴心，所述旋转驱动组件包括驱动齿轮、至少一连杆和至少一连动齿轮，所述传动轴的底端伸出至固定座的下方，所述连杆的顶端与转动轴的底端固定相连、且与传动轴同轴心，所述连动齿轮固定连接在连杆的底端、且与连杆同轴心，所述驱动齿轮套接在所述上模杆的顶端、且与上模杆固定相连；

所述压料组件包括上限位环、下限位环、压盘和至少一个压料杆组，所述压料杆组包括压料杆、弹簧和压料块，所述上限位环、下限位环均套接在上模杆的中部、且二者均与上模杆固定相连，所述压盘呈环形、且空套所述上模杆，所述压盘设在上限位环和下限位环之间，

所述压料杆竖直设置、且穿设所述压盘，所述压料杆的顶端固定连接有限位凸块，所述压料块固定连接在压料杆的底端，所述弹簧套接所述压料杆、且抵在压盘和压料块之间；

所述上模固定连接在上模杆的底端、且与出料孔同轴心，所述上模的底面呈与所述圆柱状凸台的顶面适配的向下凸起的弧面状，所述钻头竖直设置、且固定连接在所述上模的底面的中心。

所述定子的内壁上设有上凸环，所述上螺母的外壁上开设有与上凸环相适配的上凹槽，所述转子套设在上凹槽中、且与上螺母固定连接。

所述传动轴、设有四个，四个所述传动轴沿螺杆的轴心均匀分布。

所述上模杆的顶端与螺杆的底端枢接、且二者之间设有平面轴承一；

所述上模杆的中部还套设有平面轴承二和平面轴承三，所述平面轴承二抵在上限位环和压盘的顶面之间，所述平面轴承三抵在下限位环和压盘的底面之间。

所述上模中设有加热丝；所述螺杆的底端设有接近开关。

本发明中，由于所有焊接通孔均与罐体的外壁相焊接，因此夹套与罐体之间将具有多个连接点；从而使得夹套与罐体之间的连接强度极高、连接稳定性极好，从而在通入高温高压加热介质后可保持较好的形态以及稳定性，进而对罐体内的物料进行高效换热，从整体上具有结构精巧、安装方便易于维修、易于更换（需维修更换时，将塞焊位置清除即可）的优点。

附图说明

图1是本案的结构示意图，

图2是图1中B处的局部放大图，

图3是本案中夹套展开状态参考图，

图4是图3中A-A向的剖视图；

图5是本案中加工装置的中圆柱状凸台的轴向剖视图，

图6是本案中加工装置的使用状态参考图一，

图7是本案中加工装置的使用状态参考图二，

图8是本案中加工装置的使用状态参考图三，

图9是本案中直线驱动组件的结构示意图，

图10是图9中C-C向的剖视图，

图11是图9的立体图一，

图12是图9的立体图二；

图中1是夹套，10是焊接通孔，2是罐体；

31是工作台，32是圆柱状凸台，33是出料孔；

41是直线驱动组件，411是固定座，412是定子，4120是上凸环，413是转子，414是上螺母，4140是上齿轮，415是下螺母，4150 是下齿轮，416是螺杆，417是传动轴；

42是旋转驱动组件，421是驱动齿轮，422是连杆，423是连动齿轮，43是上模杆，44是压料组件，441是上限位环，442是下限位环，443是压盘，444是压料杆，445是弹簧，446是压料块，447是凸块，45是上模，46是钻头；

5是机架。

具体实施方式

本发明如图1-12所示，所述夹套1呈筒状、且包覆在罐体2外，所述夹套1表面上开设有若干焊接通孔10，所述焊接通孔10的周围以焊接通孔为中心朝向罐体2所在的一侧凹陷，若干所述焊接通孔10均通过塞焊的形式与罐体2的外壁相焊接。这样，即可在相邻焊接通孔之间形成介质流动的通道，其中，由于所有焊接通孔均与罐体的外壁相焊接，因此夹套与罐体之间将具有多个连接点；从而使得夹套与罐体之间的连接强度极高、连接稳定性极好，从而在通入高温高压加热介质后可保持较好的形态以及稳定性，进而对罐体内的物料进行高效换热，从整体上具有结构精巧、安装方便易于维修、易于更换（需维修更换时，将塞焊位置清除即可）的优点。

同时，本案申请人还发现：目前，现有技术在对此类夹套进行加工时，通常需先取一整板，再于整板上画线并冲孔形成若干焊接通孔，最后，通过模具对焊接通孔周围所形成的凹陷进行冲压；这样，就需要两套模具以及两个工序对夹套进行加工，加工成本高、加工周期长，且在冲孔过后由于画线消失，将出现冲压前的定位难度大、操作复杂、费时费力的缺陷。对此，本案还提出了下述的加工装置，从而可通过加工装置的一次冲程同时完成冲孔以及冲压两道工序，加工周期短、加工成本低且定位简单、精准。

所述加工装置包括上模组件、下模组件和机架；

所述下模组件包括固定连接在机架下部的工作台31，所述工作台的顶面上设有与其连为一体的圆柱状凸台32，所述圆柱状凸台32的中心开设有贯穿所述工作台的出料孔33，所述出料孔33与焊接通孔10相适配、且出料孔33顶口的周围呈向下凹陷的弧面状；从而利用出料孔排出冲孔时产生的废料，并通过圆柱状凸台的顶面形状与上模配合冲压出焊接通孔的周围的凹陷。

所述上模组件包括直线驱动组件41、旋转驱动组件42、上模杆43、压料组件44、上模45和钻头46；

所述直线驱动组件41包括固定座411、定子412、转子413、上螺母414、下螺母415、螺杆416和至少一传动轴417，所述固定座411固定连接在机架5的顶部，所述固定座411呈空心状、且具有同轴心的顶口和底口，所述定子412固定连接在顶口处，所述上螺母414可旋转的连接在定子412内，所述转子413固定连接在上螺母414的外壁上、且位于定子412内，所述下螺母415铰接在底口内，所述螺杆416依次穿设所述上螺母414和下螺母415、且螺杆416的外壁上设有与上螺母414适配的上螺纹和与下螺母415适配的下螺纹；

所述上螺纹和下螺纹的螺距不等；

所述上螺母414的底端设有与上螺母414连为一体的上齿轮4140，所述下螺母415的顶端设有与下螺母415连为一体的下齿轮4150，所述传动轴417的两端分别铰接于固定座411内、且其与螺杆416相平行，通过所述传动轴417使得上齿轮4140和下齿轮4150联动（可在传动轴的上部固定连接与上齿轮啮合的齿轮一，并在传动轴的下部固定连接与下齿轮啮合的齿轮二）；使用时，可对定子接电，从而使得转子带动上螺母旋转，并通过传动轴带动下螺母做同步旋转运动，此后，由于上螺母和下螺母之间的螺距不等，从而使得螺杆无法进行旋转运动，而能且只能做上下往复运动，实现冲裁动作。这样，使得本案通过两组螺距不等的螺纹完成了对螺杆旋转运动的限死以及直线运动的驱动，有效取消了现有技术中必不可少的导向部件（如方键等用以确保螺杆保持直线运动的部件），并在取消后仍可确保螺杆做直线往复运动，从整体上具有制造成本低、使用成本低、运行精度高、使用寿命长以及加工效果优秀等特点。

所述上齿轮4140和下齿轮4150之间的传动比为T，所述上螺纹和下螺纹之间的螺距比为t，T*t=1；即上齿轮和下齿轮之间的转速比ω₁/ω₂=T，上螺纹和下螺纹之间的螺距比p₁/p₂=t；

当ω₁*p₁=ω₂*p₂时，螺杆是可以运动的，从而可分为以下几种情况进行分析：

一、当ω₁≠0，ω₂≠0时，螺杆可进行上下运动或是旋转运动；

二、当ω₁=ω₂=0时，螺杆无法运动；

三、当ω₁=iω₂时，即ω₁、ω₂线性相关，二者实质为同步运动（即通过传动轴传动），此时，又因为该机构为单自由度机构，因此ω₁≠0，则螺杆将沿直线做上下运动。

综上所述，可以得出结论：本案通过传动轴使得螺距不等的上螺母和下螺母联动，并配合传动比的反比关系，使得螺杆无法进行旋转运动，而能且只能做上下往复运动，从而最终实现冲裁动作。

所述上模杆43可旋转的连接在螺杆416的底端上、且与出料孔33同轴心，所述旋转驱动组件42包括驱动齿轮421、至少一连杆422和至少一连动齿轮423，所述传动轴417的底端伸出至固定座411的下方，所述连杆422的顶端与转动轴417的底端固定相连、且与传动轴417同轴心，所述连动齿轮423固定连接在连杆422的底端、且与连杆422同轴心，所述驱动齿轮421套接在所述上模杆43的顶端、且与上模杆43固定相连；这样，定子接电后，连动齿轮将在连杆的传动下不断旋转，而上模杆将随着螺杆做同步的上下运动；在此过程中，当驱动齿轮与连动齿轮接触并啮合时，将带动上模杆高速旋转；而当驱动齿轮与连动齿轮无接触相分离时，上模杆将保持可自由旋转的自由状态。

所述压料组件44包括上限位环441、下限位环442、压盘443和至少一个压料杆组，所述压料杆组包括压料杆444、弹簧445和压料块446，所述上限位环441、下限位环442均套接在上模杆43的中部、且二者均与上模杆43固定相连，所述压盘443呈环形、且空套所述上模杆43，所述压盘443设在上限位环441和下限位环442之间，从而使得压盘可随着螺杆的上下运动，做同步上下运动；

所述压料杆444竖直设置、且穿设所述压盘443，所述压料杆444的顶端固定连接有限位凸块447，所述压料块446固定连接在压料杆444的底端，所述弹簧445套接所述压料杆444、且抵在压盘443和压料块446之间；当螺杆、上模杆下行时，可带动压盘、压料杆、压料块一同下行，直至压料块压在物料顶面上，此后，螺杆、上模杆的继续下行可带动压盘克服弹簧作用力继续下行，并使得压料块对物料保持稳定的下压力；反之，当螺杆、上模杆上行时可带动压盘上行，直至限位凸块贴合于压盘的顶面，此后，螺杆、上模杆的继续上行可带动压盘、压料杆、压料块一同上行复位。

所述上模45固定连接在上模杆43的底端、且与出料孔33同轴心，所述上模44的底面呈与所述圆柱状凸台42的顶面适配的向下凸起的弧面状，所述钻头46竖直设置、且固定连接在所述上模45的底面的中心。

结合上述几点，本案中加工装置使用时，仅需控制定子的通电方向，使得转子正转或反转即可完成全部的冲孔、冲压动作。具体来说，可分为以下几步：

一、定子通电、转子正转，螺杆将直线下行，如图5-6所示，直至压料块压在物料顶面上，在此过程中，连动齿轮和驱动齿轮已完成啮合，从而使得上模以及钻头保持高速旋转状态；

二、定子通电、转子正转，螺杆继续下行，如图6-7所示，直至驱动齿轮边旋转边下行与连动齿轮分离，从而在完成全部的冲孔后进入自由旋转状态，即冲孔动作；

三、定子通电、转子正转，螺杆继续下行，如图7-8所示，上模的底面与物料顶面接触止转，并压迫物料下行，直至物料的底面贴合于圆柱状凸台，从而完成冲压动作；

四、定子通电、转子反转，螺杆、上模杆、压盘、上模、钻头将全部做同步上行运动，最终回到初始位置，等待下一次冲程。

而在对下一个焊接通孔进行加工时，可借助机械手抓取整板使其进行一定的平移，使得钻头对准下一个待加工的焊接通孔的中心即可，使用起来极为方便，实现了一次冲程同时完成冲孔以及冲压两道工序的目的，从整体上具有加工周期短、加工成本低且定位简单、精准（仅需一次画线即可）。

下面通过一个实施例对上螺母的“可旋转连接”进行阐述：如图9-12所示，所述定子412的内壁上设有上凸环4120，所述上螺母414的外壁上开设有与上凸环4120相适配的上凹槽，所述转子413套设在上凹槽中、且与上螺母414固定连接。

所述传动轴、设有四个，四个所述传动轴沿螺杆的轴心均匀分布。这样，可使得上齿轮上的扭矩均匀分布在各传动轴上，从而有效提升了设备的使用稳定性以及传动系统（上齿轮至传动轴至下齿轮）的使用寿命。

所述上模杆43的顶端与螺杆416的底端枢接、且二者之间设有平面轴承一；从而使得上模杆与螺杆的连接更为稳定、磨损更小，使得二者具有更长的使用寿命；

所述上模杆43的中部还套设有平面轴承二和平面轴承三，所述平面轴承二抵在上限位环和压盘的顶面之间，所述平面轴承三抵在下限位环和压盘的底面之间。从而使得压盘与上限位环、下限位环的连接更为稳定、磨损更小，使得三者具有更长的使用寿命。

所述上模中设有加热丝；所述螺杆的底端设有接近开关。这样，通过接近开关检测到连动齿轮先接近再远离时，即可判定连动齿轮与驱动齿轮分离、钻头已完成冲孔，此后，可控制加热丝开启，对上模进行加热，从而在冲压过程中，使得物料携带一定的温度，从而有效避免了因焊接通孔内壁撕裂而造成的废品率高居不下的问题，有效提升了加工装置的实际使用效果。

Claims (6)

1.一种高温高压蜂窝夹套，其特征在于，所述夹套呈筒状、且包覆在罐体外，所述夹套表面上开设有若干焊接通孔，所述焊接通孔的周围以焊接通孔为中心朝向罐体所在的一侧凹陷，若干所述焊接通孔均通过塞焊的形式与罐体的外壁相焊接。

2.一种权利要求1所述的高温高压蜂窝夹套的加工装置，其特征在于，所述加工装置包括上模组件、下模组件和机架；

所述下模组件包括固定连接在机架下部的工作台，所述工作台的顶面上设有与其连为一体的圆柱状凸台，所述圆柱状凸台的中心开设有贯穿所述工作台的出料孔，所述出料孔与焊接通孔相适配、且出料孔顶口的周围呈向下凹陷的弧面状；

所述上模组件包括直线驱动组件、旋转驱动组件、上模杆、压料组件、上模和钻头；

所述直线驱动组件包括固定座、定子、转子、上螺母、下螺母、螺杆和至少一传动轴，所述固定座固定连接在机架的顶部，所述固定座呈空心状、且具有同轴心的顶口和底口，所述定子固定连接在顶口处，所述上螺母可旋转的连接在定子内，所述转子固定连接在上螺母的外壁上、且位于定子内，所述下螺母铰接在底口内，所述螺杆依次穿设所述上螺母和下螺母、且螺杆的外壁上设有与上螺母适配的上螺纹和与下螺母适配的下螺纹；

所述上螺纹和下螺纹的螺距不等；

所述上螺母的底端设有与上螺母连为一体的上齿轮，所述下螺母的顶端设有与下螺母连为一体的下齿轮，所述传动轴的两端分别铰接于固定座内、且其与螺杆相平行，通过所述传动轴使得上齿轮和下齿轮联动；

所述上齿轮和下齿轮之间的传动比为T，所述上螺纹和下螺纹之间的螺距比为t，T*t=1；

所述上模杆可旋转的连接在螺杆的底端上、且与出料孔同轴心，所述旋转驱动组件包括驱动齿轮、至少一连杆和至少一连动齿轮，所述传动轴的底端伸出至固定座的下方，所述连杆的顶端与转动轴的底端固定相连、且与传动轴同轴心，所述连动齿轮固定连接在连杆的底端、且与连杆同轴心，所述驱动齿轮套接在所述上模杆的顶端、且与上模杆固定相连；

所述压料组件包括上限位环、下限位环、压盘和至少一个压料杆组，所述压料杆组包括压料杆、弹簧和压料块，所述上限位环、下限位环均套接在上模杆的中部、且二者均与上模杆固定相连，所述压盘呈环形、且空套所述上模杆，所述压盘设在上限位环和下限位环之间，

所述压料杆竖直设置、且穿设所述压盘，所述压料杆的顶端固定连接有限位凸块，所述压料块固定连接在压料杆的底端，所述弹簧套接所述压料杆、且抵在压盘和压料块之间；

所述上模固定连接在上模杆的底端、且与出料孔同轴心，所述上模的底面呈与所述圆柱状凸台的顶面适配的向下凸起的弧面状，所述钻头竖直设置、且固定连接在所述上模的底面的中心。

3.根据权利要求2所述的高温高压蜂窝夹套的加工装置，其特征在于，所述定子的内壁上设有上凸环，所述上螺母的外壁上开设有与上凸环相适配的上凹槽，所述转子套设在上凹槽中、且与上螺母固定连接。

4.根据权利要求2所述的高温高压蜂窝夹套的加工装置，其特征在于，所述传动轴、设有四个，四个所述传动轴沿螺杆的轴心均匀分布。

5.根据权利要求2所述的高温高压蜂窝夹套的加工装置，其特征在于，所述上模杆的顶端与螺杆的底端枢接、且二者之间设有平面轴承一；

所述上模杆的中部还套设有平面轴承二和平面轴承三，所述平面轴承二抵在上限位环和压盘的顶面之间，所述平面轴承三抵在下限位环和压盘的底面之间。

6.根据权利要求2所述的高温高压蜂窝夹套的加工装置，其特征在于，所述上模中设有加热丝；所述螺杆的底端设有接近开关。