CN112161058B - 一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构 - Google Patents

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    • F16J12/00—Pressure vessels in general

Abstract

带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，包括筒体、顶盖和辅助支撑，筒体带齿啮式卡箍，顶盖带顶盖法兰，辅助支撑包括设置在齿啮式卡箍外的加强圈、立板和楔块副，立板的下端固定在筒体上，立板向上向外倾斜，上端与加强圈底面贴靠，楔块副的固定楔块固定在加强圈内面，塞紧楔块塞紧在固定楔块和齿啮式卡箍之间，楔块副与立板沿加强圈内面间隔均匀布置。有益效果是：制造成本低，经济效益好；结构简单，使用方便；重量轻，运输和安装难度小。

Description

一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构
技术领域
本发明属于化工机械技术领域，尤其涉及化工容器齿啮式卡箍连接结构。
背景技术
对于采用齿啮式卡箍连接结构的大直径压力容器，在容器对压力和温度要求较低时，依据设计计算得到的壁厚制成的容器，具有壁厚薄、直径大的特点。这样的容器，其筒体卡箍侧刚性不够，会因容器筒体与顶盖变形，在后期制造和运输中保证不了密封槽的圆度，使顶盖法兰压不住垫片，使容器的密封性得不到保证。为解决这一技术问题，保证容器的密封，现有技术中有两种解决方式：一种是增加顶盖法兰宽度，即使密封槽圆度超差，由于顶盖法兰宽度够大，也能压住垫片，解决垫片压不紧造成的密封得不到保证的问题；另一种是增加卡箍宽度和筒体厚度，以保证密封槽所在的卡箍有足够大的刚性，减小变形量，保证密封槽的圆度。
现有技术的不足是：现有技术的两种解决方式都会造成顶盖法兰和卡箍锻件过大，使顶盖法兰和卡箍的加工量过大，增加加工制造难度，增加设备制造成本，增加设备重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种增加保证密封槽圆度的辅助支撑结构，保证容器密封。
本发明的技术方案如下：一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，包括筒体和顶盖，筒体带有齿啮式卡箍，顶盖带有与齿啮式卡箍匹配的顶盖法兰，其特征在于：所述带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构还包括辅助支撑，所述辅助支撑包括加强圈、立板和楔块副，所述加强圈是设置在齿啮式卡箍外的圆环，所述立板是斜板，斜板的下端固定在筒体外面上，斜板由在筒体上的固定点向上向外倾斜，斜板的上端与加强圈底面贴靠，多块立板沿加强圈底面均匀布置；所述楔块副包括固定楔块和塞紧楔块，所述固定楔块固定在加强圈内面，塞紧楔块塞紧在固定楔块和齿啮式卡箍之间，多个楔块副沿加强圈底面均匀布置，楔块副与立板间隔布置,加强圈内面与齿啮式卡箍外面之间的间距为一个楔块副的厚度。
本发明所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述加强圈圆环的高度是齿啮式卡箍高度的1/8～2/3，圆环的壁厚为齿啮式卡箍厚度的0.5～3倍。
本发明所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述立板的厚度为10～100mm，立板宽的为100～800mm。
本发明所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述多个楔块副为10～40个；所述多块立板为10～40个。
本发明所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述固定在筒体外面上的斜板下端与筒体外面之间垫有垫板，所述垫板是与筒体外面贴合的圆弧板。
本发明所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构的设计方法，包括加强圈初始尺寸确定和对加强圈初始尺寸的有限元模拟，加强圈初始尺寸确定是根据齿啮式卡箍的尺寸作常规设计得到的尺寸，其特征在于：所述对加强圈初始尺寸的有限元模拟是以保证密封槽圆度要求为目标对加强圈初始尺寸模拟，模拟结果若满足密封槽圆度要求，则加强圈初始尺寸即为确定尺寸，若模拟结果不满足密封槽圆度要求，则调整加强圈的尺寸，直至满足密封槽圆度要求为止，满足密封槽圆度要求的加强圈的尺寸即为确定尺寸。
本发明的原理是，通过在卡箍外侧增设加强圈来提高齿啮式卡箍刚性，保证密封槽的圆度。加强圈用楔块副与卡箍外圆衔接，支持齿啮式卡箍刚性。用筒体外圆上的立板承托加强圈，防止加强圈掉落。
本发明的有益效果是：
1、本发明制造成本低，经济效益搞。有利于齿啮式卡箍连接结构在工程中的推广应用。
2、本发明能减小连接锻件的尺寸，减轻设备重量，降低运输和安装的难度。
3、本发明结构简单，使用方便。
附图说明
图1是现有技术的齿啮式卡箍连接结构示意图
图2是本发明的带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构示意图
图3是辅助支撑周向布置示意图
图4是加强圈有限元分析模型图
图中，1、卡箍齿，2、顶盖齿，3、筒体，4、齿啮式卡箍，5、密封槽，6、顶盖法兰，7、楔块副，8、加强圈，9、立板，10、垫板。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构密封。包括筒体3、顶盖和辅助支撑，筒体3带有齿啮式卡箍4，顶盖带有与齿啮式卡箍4匹配的顶盖法兰6，辅助支撑包括加强圈8、立板和楔块副7，加强圈8是设置在齿啮式卡箍4外的圆环，圆环的高度是齿啮式卡箍4高度的1/8～2/3，圆环的壁厚为齿啮式卡箍4厚度的0.5～3倍。立板9是斜板，斜板的下端固定在筒体3外面上，斜板下端与筒体3外面之间垫有垫板10，垫板10是与筒体外面贴合的圆弧板；斜板由在筒体上的固定点向上向外倾斜，斜板的上端与加强圈8底面贴靠，立板9沿加强圈8底面均匀布置，立板的厚度为10～100mm，立板宽的为100～800mm；楔块副7包括固定楔块和塞紧楔块，固定楔块固定在加强圈8内面，塞紧楔块塞紧在固定楔块和齿啮式卡箍之间，楔块副7为10～40个，楔块副7沿加强圈8内面均匀布置，楔块副7与立板9间隔布置,加强圈8内面与齿啮式卡箍4外面之间的间距为一个楔块副7的厚度。
带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构的设计方法，包括加强圈8初始尺寸确定和对加强圈8初始尺寸的有限元模拟，加强圈8初始尺寸确定是根据齿啮式卡箍的尺寸作常规设计得到的尺寸，对加强圈8初始尺寸的有限元模拟是以保证密封槽圆度要求为目标对加强圈8初始尺寸模拟，模拟结果若满足密封槽圆度要求，则加强圈8初始尺寸即为确定尺寸，若模拟结果不满足密封槽圆度要求，则调整加强圈8的尺寸，直至满足密封槽圆度要求为止，满足密封槽圆度要求的加强圈8的尺寸即为确定尺寸。
实施例是对筒体直径为7000mm的容器用本发明的带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构密封。实施例的加强圈8圆环的高度是齿啮式卡箍4高度的1/2，圆环的壁厚为齿啮式卡箍4厚度的1.5倍；立板9为15块，立板9的厚度为40mm，立板的宽度为400mm；楔块副7为15个。实施例的加强圈8有限元分析模型如图4所示。

Claims (5)

1.一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，包括筒体(3)和顶盖，筒体(3)带有齿啮式卡箍(4)，顶盖带有与齿啮式卡箍(4)匹配的顶盖法兰(6)，其特征在于：所述带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构还包括辅助支撑，所述辅助支撑包括加强圈(8)、立板(9)和楔块副(7)，所述加强圈(8)是设置在齿啮式卡箍(4)外的圆环，所述立板(9)是斜板，斜板的下端固定在筒体(3)外面上，斜板由在筒体上的固定点向上向外倾斜，斜板的上端与加强圈(8)底面贴靠，多块立板(9)沿加强圈(8)底面均匀布置；所述楔块副(7)包括固定楔块和塞紧楔块，所述固定楔块固定在加强圈(8)内面，塞紧楔块塞紧在固定楔块和齿啮式卡箍(4)之间，多个楔块副(7)沿加强圈(8)内面均匀布置，楔块副(7)与立板(9)间隔布置,加强圈(8)内面与齿啮式卡箍(4)外面之间的间距为一个楔块副(7)的厚度。
2.根据权利要求1所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述加强圈(8)圆环的高度是齿啮式卡箍(4)高度的1/8～2/3，圆环的壁厚为齿啮式卡箍(4)厚度的0.5～3倍。
3.根据权利要求2所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述立板(9)的厚度为10～100mm，立板(9)的宽度为100～800mm。
4.根据权利要求3所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述多个楔块副(7)为10～40个；所述多块立板(9)为10～40个。
5.根据权利要求1所述一种带辅助支撑的齿啮式卡箍连接结构，其特征在于：所述固定在筒体(3)外面上的斜板下端与筒体(3)外面之间垫有垫板(10)，所述垫板(10)是与筒体外面贴合的圆弧板。
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