CN112045308A - 分瓣式大口径筛筒及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了分瓣式大口径筛筒及其制造工艺，属于石化装备加工制造领域，其由多个分瓣单元以其弧面圆心为轴心相互连接而成，每个分瓣单元分别包括弧形滤网单元和滤网单元封边条，所述的滤网单元封边条设置在弧形滤网单元的两侧，所述的弧形滤网单元包括楔形丝材和弧形齿条板，所述的弧形齿条板包括多个，从上到下依次设置，多个弧形齿条板的侧面上均匀设置有与弧形齿条板相垂直的楔形丝材，滤网单元封边条设置在多个弧形齿条板的左右两侧，并与楔形丝材平行设置。本发明具有大大增加了可制造筛筒的直径，同时减小弯曲应力的产生，提高承载力，提高了焊接强度进而提高了筛筒的耐久性能，整体变形小，能够很好的保持网丝间距等特点。
Description
技术领域
本发明涉及石化装备加工制造领域，尤其是一种用于固液、气固或者气液分离等过程的分瓣式大口径筛筒及其制造工艺。
背景技术
筛筒是一类在石化反应容器物料分解过滤、矿山原材料分离、水过滤处理和食品行业流质食品分离环节用到的重要部件，主要起到过滤和分离作用。根据其筛缝形状通常分为两类：筛缝与筛筒轴向一致的，通常称为轴向筛筒；筛缝与筛筒轴向相互垂直的，通常称为环向筛筒。在炼油领域，随着设备大型化的发展，轴向筛筒结构得到了越来越多的采用。其生产方法是根据筛筒直径尺寸，换算出其平面展开面积，得到所需平面型筛网尺寸，然后将此平面型筛网进行进一步的拆分为小平面筛网。然后，采用电阻接触焊或者激光焊接的方式得到小平面筛板，再在压力机上压制成弧形板，然后将多块弧形板拼接，得到圆筒形状，沿着形成的圆筒搭接部位进行纵向焊接得到。
现有筛筒存在的不足：
1.大口径筛筒成型后内应力大：大口径筛筒通常是指直径大于2.5米的筛筒。由于其结构特点，采用前述平面筛片卷曲成型方式。在卷曲过程中，强行利用外力使平面筛片发生塑性变形，其材料产生的内应力得不到有效释放。在实际投入使用后，由于温度场变化而引起内应力释放，存在筛筒变形风险；
2.缝隙精度不足：平面筛片卷曲制造过程的变形使得筛网之间的间距不再是均匀的，从而导致过滤效果不能得到保证；缝隙精度发生变化，造成实际缝隙与设计缝隙精度的误差。
3.焊点连接强度不足：楔形丝材(5)和弧形齿条板(6)在焊接时，采用电阻焊接方式制备的筒状约翰逊网支撑板通常都比较单薄，焊接点处熔深有限，连接强度也受到很大限制。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种分瓣式大口径筛筒及其制造工艺，该分瓣式大口径筛筒及其制造工艺具有大大增加了可制造筛筒的直径，同时减小弯曲应力的产生，提高承载力，提高了焊接强度进而提高了筛筒的耐久性能，整体变形小，能够很好的保持网丝间距的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
分瓣式大口径筛筒，它由多个分瓣单元以其弧面圆心为轴心相互连接而成，每个分瓣单元分别包括弧形滤网单元和滤网单元封边条，所述的滤网单元封边条设置在弧形滤网单元的两侧，所述的弧形滤网单元包括楔形丝材和弧形齿条板，所述的弧形齿条板包括多个，从上到下依次设置，多个弧形齿条板的侧面上均匀设置有与弧形齿条板相垂直的楔形丝材，滤网单元封边条设置在多个弧形齿条板的左右两侧，并与楔形丝材平行设置。
所述的弧形齿条板的侧面设置有与楔形丝材横截面相配合的凹形槽，所述的楔形丝材固定在凹形槽内。
所述的楔形丝材与弧形齿条板的凹形槽采用双激光光束焊接方式一次焊接成型。
所述的凹形槽开在弧形齿条板的内径一侧或外径一侧。
所述的滤网单元封边条与弧形齿条板之间、相邻的滤网单元封边条之间分别通过焊接的方式固定。
所述的弧形齿条板与楔形丝材的材质相同。
分瓣式大口径筛筒制造工艺，包括以下步骤：先制作多个带有凹形槽的弧形齿条板，然后将楔形丝材固定在弧形齿条板的凹形槽内，得到弧形滤网单元，根据弧形滤网单元的轴向长度和弧形齿条板的宽度，切割滤网单元封边条，然后将滤网单元封边条贴合于弧形滤网单元两侧，形成分瓣单元，将多个分瓣单元以其弧面圆心为轴心进行定位，组成大口径筛筒形状并固定。
先利用线切割在平面板材上粗加工出带有凹形槽的弧形齿条板，凹形槽的形状根据楔形丝材的横截面确定，然后将多个弧形齿条板叠加、压紧定位后，利用插齿工艺，进行凹形槽的精确插制。
以大口径筛筒直径为直径，制备内凹型靠模或者外凸型靠模，利用弧形齿条板的凹形槽和内凹型靠模或外凸型靠模，将楔形丝材进一步固定、压紧；采用双激光光束焊接方式一次焊接成型，得到弧形滤网单元。
利用平面激光切割机切割单元封边条，将滤网单元封边条贴合于弧形滤网单元两侧后，利用氩弧焊或者激光填丝焊接方式，将滤网单元封边条和弧形滤网单元焊接为分瓣单元，将多个分瓣单元以其弧面圆心为轴心进行定位，组成大口径筛筒形状；进一步用紧固带将多个分瓣单元固定，然后依次沿分瓣单元的相邻滤网单元封边条的位置，利用激光填丝焊或者激光电弧复合焊接方式沿轴向将相邻滤网单元封边条焊接完成，得到整体式大口径筛筒。
本发明的分瓣式大口径筛筒及其制造工艺和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：工艺结构先进、产品精度高。其采用了弧形滤网激光焊接和分瓣式结构，可以制备大口径滤网筛筒。弧形滤网结构可大大减少材料变形造成的潜在内应力，使得其制造工艺更为合理。楔形丝材和弧形齿条板采用齿轮-齿条式的配合结构，经聚集光斑摆动模式激光焊接焊合到一起，可以大大提高承载力，并且过滤阻力小，不易堵塞，尤其在楔形丝材和弧形齿条板的啮合结构加大了两者的结合面积，提高了焊接强度进而提高了筛筒的耐久性能。本发明采用先进的双激光光束焊接、激光填丝材焊接和激光电弧复合焊接技术，具有焊接速度快，精度高，整体变形小，焊接质量稳定，能够很好的保持网丝间距与筛筒的表面平整度及整体的圆柱度，具有很好的经济效益，具有一定的推广价值。
附图说明
附图1是外圆型大口径筛筒的立体图；
附图2是内圆型大口径筛筒的立体图；
附图3是内圆型大口径筛筒的单个弧形齿条板示意图；
附图4是外圆型大口径筛筒的弧形齿条板示意图；
附图5是内圆型大口径筛筒的弧形滤网单元立体图；
附图6是外圆型大口径筛筒的弧形滤网单元立体图；
附图7是外凸型靠模与内圆型大口径筛筒的弧形滤网单元装配示意图；
附图8是内凹型靠模与外圆型大口径筛筒的弧形滤网单元装配示意图；
附图9是内圆型大口径筛筒的弧形滤网单元双激光光束焊接示意图；
附图10是外圆型大口径筛筒的弧形滤网单元双激光光束焊接示意图；
附图11是内圆型大口径筛筒的分瓣单元示意图；
附图12是外圆型大口径筛筒的分瓣单元示意图；
附图标记说明：1、弧形滤网单元，2、滤网单元封边条，3、分瓣单元，4、大口径筛筒，5、楔形丝材，6、弧形齿条板，61、凹形槽，7、内凹型靠模，8、外凸型靠模。
具体实施方式
参照说明书附图1至附图12对本发明的分瓣式大口径筛筒及其制造工艺作以下详细地说明。
本发明的分瓣式大口径筛筒，它由多个分瓣单元3以其弧面圆心为轴心相互连接而成，每个分瓣单元3分别包括弧形滤网单元1和滤网单元封边条2，所述的滤网单元封边条2设置在弧形滤网单元1的两侧，所述的弧形滤网单元1包括楔形丝材5和弧形齿条板6，所述的弧形齿条板6包括多个，从上到下依次设置，多个弧形齿条板6的侧面上均匀设置有与弧形齿条板6相垂直的楔形丝材5，滤网单元封边条2设置在多个弧形齿条板6的左右两侧，并与楔形丝材5平行设置。
所述的弧形齿条板6的侧面设置有与楔形丝材5横截面相配合的凹形槽61，所述的楔形丝材5固定在凹形槽61内。所述弧形滤网单元1为楔形丝材5和弧形齿条板6借鉴齿轮-齿条结构，精准配合后采用双光束激光焊接方式一次焊接成型。
所述楔形丝材5为市场标准通用丝材产品。
所述的楔形丝材5与弧形齿条板6的凹形槽采用双激光光束焊接方式一次焊接成型。
所述的弧形齿条板6外径与整个筛筒直径相同时，在其外径一侧加工出与楔形丝材5横截面配合的凹形槽；或者，弧形齿条板6内径与整个筛筒直径相同时，在其内径一侧加工出与楔形丝材5横截面配合的凹形槽。
楔形丝材5和弧形齿条板6借鉴齿轮-齿条结构相互定位，相邻平行楔形丝材5的间距可根据过滤需求进行设定与调整，经焊接后形成弧形滤网单元1结构。
所述的滤网单元封边条2与弧形齿条板6之间、相邻的滤网单元封边条2之间分别通过焊接的方式固定。
所述的弧形齿条板6与楔形丝材5的材质相同。
组成大口径滤网筛筒的分瓣单元3的数量根据大口径筛筒4的直径确定，多个分瓣单元3以其弧面圆心为轴心，相互连接组成大口径筛筒4。由二等分、三等分、四等分、五等分或六等分组成。
分瓣式大口径筛筒制造工艺，包括以下步骤：
(1)首先，通过测量获得市场购买楔形丝材5的横截面图形尺寸，并据此绘制所用弧形齿条板6的凹形槽形状；根据楔形丝材5材质，选择并购买弧形齿条板6所用板材。
(2)先利用线切割方式在购买的平面板材上粗切带有凹形槽的弧形齿条板6，然后将多个弧形齿条板6叠加、压紧定位后，利用插齿工艺，进行凹形槽的精确插制。
(3)以大口径筛筒直径为直径，制备内凹型靠模7或者外凸型靠模8。靠模采用选用紫铜或者黄铜制成。利用弧形齿条板6的凹形槽和靠模将楔形丝材5进一步固定、压紧，如图7，8所示；采用双激光光束摆动焊接方式一次焊接成型，如图9，10所示，得到弧形滤网单元1，如图5，6所示。焊接过程，采用聚焦光斑摆动模式焊接，光斑直径0.3-2.5mm可调，激光功率500-6000W，激光波长950-1100nm。由于采用双光束从两侧同时焊接，热量输入均匀，焊接变形小，焊接精度高。
(4)将焊接的弧形滤网单元1进行滚压矫形，满足设计圆度要求。
(5)根据弧形滤网单元1的轴向长度和弧形齿条板6的宽度，利用平面激光切割机切割单元封边条。然后将单元封边条贴合于弧形滤网单元1两侧，如图11，12所示。利用氩弧焊或者手工激光填丝焊或者自动激光填丝材焊接方式，将单元封边条和弧形滤网单元1接触部位焊接，成为分瓣单元3。
(6)将多个分瓣单元3以其弧面圆心为轴心进行定位，组成大口径筛筒形状；进一步用紧固带将多个分瓣单元3固定，然后依次沿分瓣单元3的相邻单元封边条的位置，利用激光填丝焊或者激光电弧复合焊接方式沿轴向将相邻单元封边条焊接完成，得到整体式大口径筛筒，如图1，2所示。光斑直径0.3-2.5mm可调，激光功率500-6000W，激光波长950-1100nm，送丝材料包括碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金和铝合金，丝材直径：0.5-3mm；送丝速度：0.2-15米/分钟；电弧参数设置为一元化焊接参数。
(7)将该大口径筛筒4进行滚压矫形，达到设计圆度要求。
以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.分瓣式大口径筛筒，其特征是：由多个分瓣单元以其弧面圆心为轴心相互连接而成，每个分瓣单元分别包括弧形滤网单元和滤网单元封边条，所述的滤网单元封边条设置在弧形滤网单元的两侧，所述的弧形滤网单元包括楔形丝材和弧形齿条板，所述的弧形齿条板包括多个，从上到下依次设置，多个弧形齿条板的侧面上均匀设置有与弧形齿条板相垂直的楔形丝材，滤网单元封边条设置在多个弧形齿条板的左右两侧，并与楔形丝材平行设置。
2.根据权利要求1所述的分瓣式大口径筛筒，其特征是：所述的弧形齿条板的侧面设置有与楔形丝材横截面相配合的凹形槽，所述的楔形丝材固定在凹形槽内。
3.根据权利要求2所述的分瓣式大口径筛筒，其特征是：所述的楔形丝材与弧形齿条板的凹形槽采用双激光光束焊接方式一次焊接成型。
4.根据权利要求2所述的分瓣式大口径筛筒，其特征是：所述的凹形槽开在弧形齿条板的内径一侧或外径一侧。
5.根据权利要求1所述的分瓣式大口径筛筒，其特征是：所述的滤网单元封边条与弧形齿条板之间、相邻的滤网单元封边条之间分别通过焊接的方式固定。
6.根据权利要求1所述的分瓣式大口径筛筒，其特征是：所述的弧形齿条板与楔形丝材的材质相同。
7.分瓣式大口径筛筒制造工艺，其特征是：包括以下步骤：先制作多个带有凹形槽的弧形齿条板，然后将楔形丝材固定在弧形齿条板的凹形槽内，得到弧形滤网单元，根据弧形滤网单元的轴向长度和弧形齿条板的宽度，切割滤网单元封边条，然后将滤网单元封边条贴合于弧形滤网单元两侧，形成分瓣单元，将多个分瓣单元以其弧面圆心为轴心进行定位，组成大口径筛筒形状并固定。
8.根据权利要求7所述的分瓣式大口径筛筒制造工艺，其特征是：先利用线切割在平面板材上粗加工出带有凹形槽的弧形齿条板，凹形槽的形状根据楔形丝材的横截面确定，然后将多个弧形齿条板叠加、压紧定位后，利用插齿工艺，进行凹形槽的精确插制。
9.根据权利要求8所述的分瓣式大口径筛筒制造工艺，其特征是：以大口径筛筒直径为直径，制备内凹型靠模或者外凸型靠模，利用弧形齿条板的凹形槽和内凹型靠模或外凸型靠模，将楔形丝材进一步固定、压紧；采用双激光光束焊接方式一次焊接成型，得到弧形滤网单元。
10.根据权利要求9所述的分瓣式大口径筛筒制造工艺，其特征是：利用平面激光切割机切割单元封边条，将滤网单元封边条贴合于弧形滤网单元两侧后，利用氩弧焊或者激光填丝焊接方式，将滤网单元封边条和弧形滤网单元焊接为分瓣单元，将多个分瓣单元以其弧面圆心为轴心进行定位，组成大口径筛筒形状；进一步用紧固带将多个分瓣单元固定，然后依次沿分瓣单元的相邻滤网单元封边条的位置，利用激光填丝焊或者激光电弧复合焊接方式沿轴向将相邻滤网单元封边条焊接完成，得到整体式大口径筛筒。
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