CN110055802B - 用于制造杨克式缸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造杨克式缸的方法，所述杨克式缸(1)是钢制的，所述杨克式缸(1)由单个预先制造或精加工的缸段(8，9，10)焊接在一起而成。在这种情况下，单个缸段(8，9，10)不是在它们的制造场所，而是在与之有一定距离的安装现场，优选是在客户的工作场所被焊接在一起。

Description

用于制造杨克式缸的方法
分案申请说明
本申请是国际申请日为2012年3月19日、进入中国国家阶段日为2013年9月20日、国家申请号为201280014492.9且发明名称为“用于制造杨克式缸的方法”的PCT发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的主题是一种制造钢制杨克式缸的方法。
背景技术
所谓的杨克式缸(Yankee cylinder)通常用于生产卷筒纸或薄纸时的干燥处理。这里，潮湿的卷筒纸从机器罩被转移到旋转的杨克式缸；其在转瞬间在缸筒的表面干燥，然后再在刮刀的帮助下从缸筒上移开。
杨克式缸通常具有非常大的直径。它们使用蒸汽从内部加热，并且难以制造，因为要满足非常严格的要求，涉及缸筒必须应对的内部压力，缸筒的渗漏-密封度以及其大的直径。
标准杨克式缸具有如下尺寸，例如：
缸筒直径：2000毫米到6500毫米
中空轴的直径：1000毫米到2500毫米
缸筒长度：3000毫米到8500毫米
缸筒质量：35吨到140吨
绝大多数缸筒是由铸铁制成，然而也可以从美国专利US 4,196,689和WO 2008/105005A1中已知由钢制成的杨克式缸。
通常，杨克式缸包括圆筒状的壳体表面，其在端部由端盖封闭。两个端盖可以螺栓连接到或焊接到缸壳上。
杨克式缸通过轴转动并且内部具有中空轴或杆，用于加热缸筒的蒸汽通过该中空轴或杆被导入，并且废蒸汽和冷凝水通过该中空轴或杆被移除。
缸壳通常在其内表面具有很多槽，所述槽在大体不降低外壳的部件强度的情况下改善从缸的加热内部到缸的表面的热转移。
传统的由铸铁制成的杨克式缸总是在特定的制造场所被制造，并且整体运输到将来作业的场所。迄今为止，由钢制成的杨克式缸也总是必须在特定的制造场所制造。
在传统的制造钢制缸的方法中，单个的壳板被切割、卷曲并焊接到一起来形成精加工的缸壳。然后，在精加工的缸壳的内部和外部进行耗时的加工，尤其是车削。这就需要非常大的车床，以便杨克式缸能够在其中垂直地加工。只有少许设备工程公司能够制造超过6米长的杨克式缸。
用这种传统的制造技术，向许多潜在的客户供给直径大于6.5米且宽度大于6米的缸是不可能的，因为通常没有办法将这么大且重的部件运输到客户那里，或者因为这种运输将耗费太多力气和费用。
发明内容
因而，本发明的目的是提供一种杨克式缸的制造方法，使得向以前由于运输困难不能供给的客户供给大型的杨克式缸成为可能。
根据本发明的钢制杨克式缸的制造方法包含如下步骤：
a.)在特定的制造场所切割和卷曲单个壳板；
b.)在制造场所将壳板焊接到一起以形成两个或更多的缸段；
c.)将单个的缸段从制造场所运输到组装场所；
d.)在组装场所将缸段焊接到一起以形成完整的杨克式缸壳体。
因而，本发明是基于制造较短的缸段，然后将它们从制造场所，例如设备工程公司运输到最后的组装场所。单个缸段直到其到达组装场所才被焊接到一起以形成杨克式缸的完整的缸壳。
本发明的意义在于，组装场所是将单个的缸段焊接在一起的场所，不是制造场所的工作场所。
单个缸段通过陆路由合适的运输工具(重物运载工具)或者通过船被运输到组装场所。
优选地，组装场所紧邻杨克式缸未来的作业场所，优选地在造纸机或薄纸机操作员的工作场所。单个缸段，优选已经在端面上安装了端盖，可以比完全组装好的缸筒容易地且便宜地各自运输给客户。
根据具体情况而定，如果在制造场所已经在车床上对单个缸段在内部以及在其各个端面上进行精加工，则是有利的。
在内部的车削加工期间，一方面使缸筒壁平滑，另一方面制造出精确的缸筒形状。杨克式缸优选地在内部具有在周向上的槽，因为所述槽加强了从蒸汽到缸筒壁的热传递。优选地，在制造场所加工这些槽。
优选地，同样在制造场所在车床上对单个缸段的外部进行精加工。
归因于根据本发明的方法，现在同样能够用比较小的车床生产非常大型的杨克式缸，例如长度为6米的杨克式缸。
因而，在缸壳上的整个加工，也就是说，对于车削和铣削而言不需要大型的加工设备。
整个缸壳只需要在焊接之后被打磨。然而，研磨工具主要是比车床简单很多的辅助设备。
如果至少从一侧，通过移动焊接机器人或在安装在缸段上的辅助轨道上运行的机电焊接车来根据步骤d.)焊接单个缸段，则是有利的。
移动焊接机器人是能够容易地并且花很少的费用和力气就能运输到不同的使用场所的焊接机器人。窄隙焊接机器人和机电焊接车被证实在这样的工作中特别有用。因此，在无需客户拥有特殊的加工设备或焊接设备的情况下，能够在客户现场完成杨克式缸的组装。
而后，同样能够在作业场所原地或附近对单个缸段的外部进行精加工。
如果在制造场所将两个端盖与各个缸壳连接，优选焊接，则是有利的，因为在运输期间端盖使缸段稳定。
在从制造场所到作业场所的运输期间，用钢制辅助设备，例如钢环来稳定各个缸段同样是明智的。
为了保证缸筒的几何形状不会由于焊接变形或收缩而改变，必须选择合适的焊接方法来连接单个缸段以形成完整的缸筒。使用窄隙焊接法将缸段焊接在一起被证实是非常好的。除了优异的焊接质量，这同样确保只有边缘的焊接收缩。能够用通常的焊接方法完成另一侧需要的任何对立焊接。
如果内焊缝——在缸筒内部的焊缝——是用窄隙焊接法实现的，则是有利的，因为这种焊接基本上使杨克式缸稳定。窄隙焊接法优选用焊接机器人或机电焊接车执行。在缸筒外部的焊缝可以随后手工焊接。如果滚筒开槽了，焊缝可以在缸筒的槽之间或在缸筒的一个槽内。
如果必要，形成的焊缝可以之后在作业场所被再加工，然而能够使用小一些的加工工具来完成再加工。
然后，在未来的作业场所，优选地用移动辅助设备对完成焊接的杨克式缸进行打磨、涂层以及再打磨。
附图说明
下面，基于附图描述本发明。在此：
图1示出了由钢制成的杨克式缸；
图2示出了完全组装的缸壳；
图3a和3b示出了焊缝的可能位置；
图4a、4b和4c示出了焊缝的不同方案；
在每个例子中，相同的附图标记在各个附图中是指相同的部件。
具体实施方式
图1示出了杨克式缸1。该杨克式缸1包括圆筒形的钢制外壳2，该外壳与两个端盖3和4焊接或螺栓连接。
在杨克式缸1的内部存在具有中心部分21的中心轴7和两个轴承轴20，两个轴承轴20在轴承17中旋转。
在作业期间，蒸汽通过蒸汽进给18被供给到杨克式缸1。废蒸汽和冷凝水分别通过冷凝水管道22和19从杨克式缸排出。
在缸筒内部15上存在大量的槽11，所述槽11在杨克式缸1的周向上延伸。通过槽11，加强了热向缸筒外部16转移，并且有利于冷凝水的移除。
目前为止的现有技术中使用的制造方法中，单个壳板被切割、卷曲并焊接在一起以形成缸段。之后，在内部、外部以及端面上加工整个缸壳。最后，端盖被螺栓连接上或焊接上。机械地车削需要非常大型的机器，尤其是对于超过五米长的大型的杨克式缸的加工来说。然后，完成的杨克式缸通过合适的运输工具被运输到作业场所。
本发明中，在第一步骤a.)中，单个钢制壳板被切割并卷曲。在第二步骤b.)中，壳板被焊接到一起以形成两个或更多的缸段8，9，10。这两个步骤a.)和b.)在制造场所完成，例如在设备工程公司的工作场所。然后，优选在制造场所，在内部15和端面上加工缸段8，9，10。此时，该机械车削可以用比当前使用的小许多的机器来完成，例如，其加工高度只有3米而不是6米。理想地，单个缸段8，9，10在制造场所在内部15上完整地被精加工。
然后，单个的缸段8，9，10被相应地稳固或固定，装载到合适的运输工具上，并运输到安装场所。优选地，精加工的缸段8，9，10直到它们到达安装场所才焊接到一起来形成完整的缸壳2。
在将单个缸段8，9，10焊接到一起之前，两个端盖3和4可以安装到端面上。该装配阶段优选地在制造场所完成，因为缸段8，9，10通过连接到其的端面3，4被稳定。
图2示出了一个完全组装的缸壳2的实例。该图示出了两个缸段8和9以及两个焊缝6，焊缝连接卷曲的壳板以形成一个缸段8，9。一个缸段8，9可以由若干个单个的壳板连接在一起来形成。图2还示出了在步骤d.)中焊接的圆周焊缝5，圆周焊缝5连接两个缸段8和9。焊缝5不是在制造场所焊成的，而是在安装场所焊成的，更进一步，是在单个的缸段8，9在内部15上被精加工之后。
例如，缸壳2可以由两个单个缸段8，9组成，如图2和3a所示，然而其也可以由三个(如图3b所示)或更多的单个缸段8，9，10组成。
所谓的窄槽焊接法尤其适合将单个的缸段8，9，10焊接到一起。窄隙焊接是一种完善的焊接圆周的方法，其使施加到材料上的热量最小化，因而使热变形最小化。在该过程中，在2到20毫米之间的缝隙被焊接，优选地，使用TIG焊接并用振荡电极和/或窄隙焊炬。
该焊接法至少可以从内部15执行，通过移动焊接机器人或在安装在缸段8，9，10上的辅助的轨道上行进的机电焊接车执行。该类焊接机器人同样能不费力地运输到杨克式缸1未来的作业场所。
图4a到4c示出了缸段8和9之间的焊缝5的不同方案。
在压力容器如杨克式缸1中，焊缝5通常由在缸筒内部15上的内焊缝13和在缸筒外部16上的外焊缝14构成。
图4a和4b示出了在缸筒的内部15上开有槽11的缸壳2。内焊缝13可以焊接在两个槽11之间，如图4a所示，或可以焊接在一个槽11上，因此在槽的底部12上。该类型的内焊缝13如图4b中所示。
图4c示出了在一个没有槽的缸壳2上的一个内焊缝13和一个外焊缝14。

Claims (16)

1.一种用于制造钢制的杨克式缸(1)的方法，包括如下步骤：
a.)在制造场所切割和卷曲单个的壳板；
b.)在所述制造场所将所述壳板焊接到一起以形成两个或更多个缸段(8，9，10)；
c.)将单个缸段(8，9，10)从所述制造场所运输到组装场所；
d.)在所述组装场所将所述单个缸段(8，9，10)焊接到一起以形成所述杨克式缸(1)的完整的缸壳(2)，
其特征在于，在所述制造场所在所述单个缸段(8，9，10)的内部(15)上在周向上制造槽(11)，
在所述组装场所至少从所述内部(15)使用窄槽焊接法焊接所述单个缸段(8，9，10)，并且
内焊缝(13)被形成在所述槽(11)的底部(12)上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述制造场所在车床上对所述单个缸段(8，9，10)在内部(15)上进行精加工。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述制造场所对所述单个缸段(8，9，10)在所述单个缸段的各个端面上进行精加工。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述制造场所在车床上还对所述单个缸段(8，9，10)在外部(16)上进行精加工。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述制造场所在车床上还对所述单个缸段(8，9，10)在外部(16)上进行精加工。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述制造场所将端盖(3，4)连接到各个缸段(8，9，10)上。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述制造场所将端盖(3，4)连接到各个缸段(8，9，10)上。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述制造场所将端盖(3，4)焊接到各个缸段(8，9，10)上。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述杨克式缸(1)的作业场所的附近执行步骤d.)。
10.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述杨克式缸(1)的作业场所的附近执行步骤d.)。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在造纸机操作员的工作场所执行步骤d.)。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在薄纸机操作员的工作场所执行步骤d.)。
13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少从一侧，通过移动焊接机器人或在安装在所述缸段(8，9，10)上的辅助轨道上运行的机电焊接车来执行步骤d.)。
14.如权利要求3所述的方法，其特征在于，至少从一侧，通过移动焊接机器人或在安装在所述缸段(8，9，10)上的辅助轨道上运行的机电焊接车来执行步骤d.)。
15.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述杨克式缸(1)的完整焊接的缸壳(2)在所述杨克式缸的作业场所被涂层和打磨。
16.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述杨克式缸(1)的完整焊接的缸壳(2)在所述杨克式缸的作业场所被涂层和打磨。
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