CN113941623B - 一种压力容器外筒体外部校圆装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力容器技术领域，公开了一种压力容器外筒体外部校圆装置及方法。该装置包括：支撑座；校圆工装，所述校圆工装设置在所述支撑座上，所述校圆工装内设有贯穿其本体的容纳腔，所述容纳腔用于容纳待校圆筒体；牵引件，所述牵引件固定在所述校圆工装的内部，并位于所述容纳腔的内部上方，用于对所述待校圆筒体的内凹处进行牵引校圆；撑顶件，所述撑顶件固定在所述校圆工装的内部，并位于所述容纳腔的内部下方，用于对所述待校圆筒体的外凸处进行撑顶校圆。本发明能够在不破坏双层容器真空的基础上对外容器进行校圆，其装置结构简单、方便操作、可重复使用。

Description

一种压力容器外筒体外部校圆装置及方法

技术领域

本发明涉及压力容器技术领域，尤其涉及一种压力容器外筒体外部校圆装置及方法。

背景技术

在绝热低温压力容器领域，为了保证良好的绝热效果，容器往往采用高真空绝热的方式。容器分为内容器和外容器，内容器储存低温介质，外容器和内容器的夹层抽真空保证设备的绝热效果。这样外容器承受外压，要保证外容器的强度不发生失稳，最直观的一个指标，即为保证外容器的圆度在要求范围内。

为保证外容器的圆度，在外容器和内容器套装前会进行校圆工作，传统校圆方法一般是在容器的内部通过工装进行撑顶校圆，待圆度满足要求后进行套装封口、抽真空等工作。容器制造完成后，一旦外容器圆度不满足要求，如果再使用传统方法，则需要破坏真空并将内容器抽出，费时费力且经济成本巨大，单抽真空一项往往就需要数月时间。

针对现有校圆装置及方法的局限性，研究提出了一种简单高效的压力容器外筒体外部校圆装置及方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种压力容器外筒体外部校圆装置及方法，能够在不破坏双层容器真空的基础上对外容器进行校圆，其周期短、成本低。

本发明提供的技术方案如下：

一种压力容器外筒体外部校圆装置，包括：

支撑座；

校圆工装，所述校圆工装设置在所述支撑座上，所述校圆工装内设有贯穿其本体的容纳腔，所述容纳腔用于容纳待校圆筒体；

牵引件，所述牵引件固定在所述校圆工装的内部，并位于所述容纳腔的内部上方，用于对所述待校圆筒体的内凹处进行牵引校圆；

撑顶件，所述撑顶件固定在所述校圆工装的内部，并位于所述容纳腔的内部下方，用于对所述待校圆筒体的外凸处进行撑顶校圆。

本技术方案中，校圆装置的校圆原理是采用外力对变形的部位进行反变形处理，并确保在卸载外力后能保留部分残余变形量，以此来达到对容器进行校圆的目的；一般容器变形存在外凸和内凹两种情况，对筒体外凸的部分，施加向心方向的外力进行校圆操作，即为撑顶校圆；对筒体内凹的部分，施加离心方向的外力进行校圆操作即为牵引校圆；撑顶校圆时，将筒体需要校正的外凸部分调整到垂直向下的方向，利用筒体自重，从下部采用撑顶件施加反变形外力，保留一定时间后卸载外力，利用外力卸载后的残余变形达到筒体局部变形校正的目的；牵引校圆时，将筒体内凹部分朝上，牵引件与筒体内凹的部分连接并对筒体向上拉起，利用筒体的自重，对变形校正部位进行牵引，达到局部变形校正的目的。

进一步优选地，还包括：

第一测量件，所述第一测量件设置在所述牵引件的一侧，用于测量所述内凹处的校圆尺寸；

第二测量件，所述第二测量件设置在所述撑顶件的一侧，用于测量所述外凸处的校圆尺寸。

进一步优选地，所述支撑座包括第一支腿和第二支腿，所述第一支腿与所述第二支腿间隔设置，所述校圆工装的下侧分别与所述第一支腿和所述第二支腿固定连接；

所述第一支腿上设置有观察平台，所述观察平台水平设置，所述校圆工装靠近所述观察平台的一侧设有观察口，通过所述观察口对所述第一测量件的检测数据进行读取。

本技术方案中，压力容器的高度都在两米以上，进行牵引校圆时，操作员在地上无法观察到内凹处的校圆尺寸，通过在支腿上设置观察平台供操作员站立，使支腿即做压力容器的支撑结构，又做操作员的观测台，提高了部件的利用效率，方便了操作者对检测数据的读取，提高了工作效率。

进一步优选地，所述第一测量件为高度标尺，所述第一测量件与所述观察平台垂直设置；

和/或，所述第二测量件为高度标尺，所述第二测量件与所述观察平台垂直设置。

进一步优选地，所述校圆工装的内部上方设有第一安装平台，所述第一安装平台水平设置；

所述牵引件包括升降机构和固定耳，所述升降机构的上端与所述第一安装平台连接，所述升降机构的下端与所述固定耳可拆卸连接，所述固定耳固定在所述内凹处，所述升降机构能够带动所述待校圆筒体在竖直方向往复移动。

本技术方案中，通过设置第一安装平台，并将第一安装平台水平设置，直接将牵引件的底部固定在第一安装平台上，使牵引件与第一安装平台垂直设置，即可实现牵引件的垂直安装，其操作简单，安装方便。

进一步优选地，所述校圆工装的内部下方设有第二安装平台，所述第二安装平台水平设置；

所述撑顶件为伸缩机构，所述伸缩机构的下端固定在所述第二安装平台上，所述伸缩机构的伸缩部能够向上方延伸并给所述外凸处预设大小的向上的力。

本技术方案中，通过设置第二安装平台，并将第二安装平台水平设置，直接将撑顶件的底部固定在第二安装平台上，使撑顶件与第二安装平台垂直设置，即可实现撑顶件的垂直安装，其操作简单，安装方便。

进一步优选地，所述校圆工装为圆柱形结构，所述牵引件设置在所述校圆工装的圆形截面的顶点处，所述撑顶件设置在所述校圆工装的圆形截面的底点处。

进一步优选地，所述校圆工装包括两个平行设置的同轴圆环及若干个连接杆，若干个所述连接杆设置在两个所述圆环之间，每个所述连接杆分别与两侧的所述圆环固定连接，若干个所述连接杆间隔设置。

本技术方案中，校圆工装还可以为方形结构或其他的异形结构，由于待校圆筒体为圆柱形结构，通过将校圆工装设置为圆柱形结构，可以有效地降低校圆工装的材料使用量，节约成本。

进一步优选地，还包括：

两个支撑工装，两个所述支撑工装分别设置在所述校圆工装的两侧，用于对所述待校圆筒体进行支撑，并使所述待校圆筒体保持平稳。

本发明提供的另一技术方案如下：

一种压力容器外筒体外部校圆方法，包括：

对待校圆筒体进行变形测试，并确定其变形类型为内凹或外凸；

将所述待校圆筒体平稳装设在校圆工装的内部；

当所述待校圆筒体的变形类型为内凹时，将所述内凹处调至所述校圆工装的内部上方并与牵引件连接，所述牵引件将所述待校圆筒体向上牵引，通过所述待校圆筒体的自重对所述内凹处进行牵引校圆；

当所述待校圆筒体的变形类型为外凸时，将所述外凸处调至所述校圆工装的内部下方，通过下方的撑顶件对所述待校圆筒体的外凸处进行撑顶校圆。

与现有技术相比，本发明的压力容器外筒体外部校圆装置及方法有益效果在于：

本发明中，校圆装置是采用外力对变形的部位进行反变形处理，并确保在卸载外力后能保留部分残余变形量，以此来达到对容器进行校圆的目的，能够在不破坏双层容器真空的基础上对外容器进行校圆，其周期短、成本低；并且压力容器外筒体外部校圆装置结构简单、方便操作、可重复使用。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一具体实施例压力容器外筒体外部校圆装置的结构示意图；

图2是本发明一具体实施例压力容器外筒体外部校圆装置另一视角的结构示意图；

图3是本发明另一具体实施例压力容器外筒体外部校圆装置的结构示意图；

图4是本发明另一具体实施例压力容器外筒体外部校圆方法的流程图。

附图标号说明：

1.支撑座，11.第一支腿，12.第二支腿，13.观察平台，2.校圆工装，21.容纳腔，22.观察口，23.第一安装平台，24.第二安装平台，25.圆环，26.连接杆，3.牵引件，31.升降机构，32.固定耳，4.撑顶件，5.第一测量件，6.第二测量件，7.支撑工装，8.待校圆筒体。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用以解释本发明的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

作为一个具体实施例，如图1、图2所示，本实施例提供了一种压力容器外筒体外部校圆装置，包括：支撑座1、校圆工装2、牵引件3及撑顶件4。支撑座1用于对整个装置和待校圆筒体8进行支撑，因此支撑座1需要有足够的强度。校圆工装2设置在支撑座1上，校圆工装2内设有贯穿其本体的容纳腔21，容纳腔21用于容纳待校圆筒体8。牵引件3固定在校圆工装2的内部，并位于容纳腔21的内部上方，用于对待校圆筒体8的内凹处进行牵引校圆。撑顶件3固定在校圆工装2的内部，并位于容纳腔21的内部下方，用于对待校圆筒体8的外凸处进行撑顶校圆。

本实施例中，校圆装置的校圆原理是采用外力对变形的部位进行反变形处理，并确保在卸载外力后能保留部分残余变形量，以此来达到对容器进行校圆的目的；一般容器变形存在外凸和内凹两种情况，对筒体外凸的部分，施加向心方向的外力进行校圆操作，即为撑顶校圆；对筒体内凹的部分，施加离心方向的外力进行校圆操作即为牵引校圆；撑顶校圆时，将筒体需要校正的外凸部分调整到垂直向下的方向，利用筒体自重，从下部采用撑顶件施加反变形外力，保留一定时间后卸载外力，利用外力卸载后的残余变形达到筒体局部变形校正的目的；牵引校圆时，将筒体内凹部分朝上，牵引件与筒体内凹的部分连接并对筒体向上拉起，利用筒体的自重，对变形校正部位进行牵引，达到局部变形校正的目的。

值得说明的是，待校圆筒体8可以为大直径双层容器，也可以是其它类似的结构，只要使用本方式进行校圆的装置和结构均在本发明的保护范围内。

在另一实施例中，如图1、图2所示，在上述实施例的基础上，压力容器外筒体外部校圆装置还包括：第一测量件5和第二测量件6。第一测量件5设置在牵引件3的一侧，用于测量内凹处的校圆尺寸。第二测量件6设置在撑顶件4的一侧，用于测量外凸处的校圆尺寸。

其中，支撑座1包括第一支腿11和第二支腿12，第一支腿11与第二支腿12间隔设置，校圆工装2的下侧分别与第一支腿11和第二支腿12固定连接。第一支腿11、第二支腿12及校圆工装2均为钢构结构，可通过焊接实现固定。第一支腿11位于牵引件3靠近第一测量件5的一侧，第一支腿11上设置有观察平台13，观察平台13水平设置，校圆工装2靠近观察平台13的一侧设有观察口22，通过观察口22对第一测量件5的检测数据进行读取。

本实施例中，压力容器的高度一般都在两米以上，进行牵引校圆时，操作员在地上无法观察到内凹处的校圆尺寸，通过在支腿上设置观察平台供操作员站立，使支腿即做压力容器的支撑结构，又做操作员的观测台，提高了部件的利用效率，方便了操作者对检测数据的读取，提高了工作效率。

在另一实施例中，如图1至图3所示，在上述实施例的基础上，校圆工装2为圆柱形结构，容纳腔21也为圆柱形结构，牵引件3设置在校圆工装2的圆形截面的顶点处，撑顶件4设置在校圆工装2的圆形截面的底点处。校圆工装2还可以为方形结构或其他的异形结构，由于待校圆筒体8为圆柱形结构，通过将校圆工装2设置为圆柱形结构，可以有效地降低校圆工装2的材料使用量，节约成本。如若待校圆筒体8为其它的结构，则可以将校圆工装2的结构对应的改变。

如图2所示，校圆工装2的内部上方设有第一安装平台23，第一安装平台23的上端与校圆工装2固定连接，第一安装平台23的底部端面水平设置。牵引件3包括升降机构31和固定耳32，升降机构31的上端与第一安装平台23连接，升降机构31的下端与固定耳32可拆卸连接，固定耳32固定在待校圆筒体8的内凹处，升降机构31能够带动待校圆筒体8在竖直方向往复移动。其中，升降机构31可以是手动葫芦、滑轮等可以牵引重物的装置或结构，可以在第一安装平台23焊接环形鼻，再将手动葫芦挂设在环形鼻上。固定耳32焊接在待校圆筒体8的内凹处，再将手动葫芦的下端与固定耳32连接，通过手动葫芦施加离心方向的外力，再利用筒体自重，对变形的部位进行反变形处理，并确保在卸载外力后能保留部分残余变形量，以此来达到对容器进行校圆的目的。

如图2所示，校圆工装2的内部下方设有第二安装平台24，第二安装平台24的下端与校圆工装2固定连接，第二安装平台24的顶部端面水平设置。撑顶件4为伸缩机构，伸缩机构的下端固定在第二安装平台24上，伸缩机构的伸缩部能够向上方延伸并给待校圆筒体8的外凸处预设大小的推力。其中，伸缩机构可以是千斤顶等可以撑顶重物的装置或结构。利用筒体自重，再将千斤顶的伸缩端顶持在待校圆筒体8的外凸处，施加向心方向的外力，保留一定时间后卸载外力，利用外力卸载后的残余变形达到筒体局部变形校正的目的。

如图2所示，第一测量件5为高度标尺，第一测量件5与观察平台13垂直设置；和/或，第二测量件6为高度标尺，第二测量件6与观察平台13垂直设置。高度标尺也叫高度尺或高度游标卡尺，它的主要用途是测量工件的高度，另外还经常用于测量形状和位置公差尺寸，有时也用于划线。本实施例中，主要用于测试待校圆筒体8的变形尺寸及校圆后的尺寸，以确定校正是否达标。当然，测量件还可以是其它的测量装置或结构，只要能实现上述的测量效果即可。

具体地，如图3所示，校圆工装2包括两个平行设置的同轴圆环25及若干个连接杆26，若干个连接杆26设置在两个圆环25之间，每个连接杆26分别与两侧的圆环25固定连接，若干个连接杆26间隔设置，相邻两个连接杆26的间隔部分可以作为观察口22使用，此校圆工装2在保证结构强度的情况下，可以有效的降低材料的使用量，节约成本。

进一步地，如图3所示，压力容器外筒体外部校圆装置还包括：两个支撑工装7，两个支撑工装7分别设置在校圆工装2的两侧，用于对待校圆筒体8进行支撑，并使待校圆筒体8保持平稳。支撑工装7可以为可升降的滚轮架，或叉车等可升降的支撑装置或结构，其主要作用是保证待校圆筒体8能平稳的放置在校圆工装2上。

在另一实施例中，如图4所示，在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种压力容器外筒体外部校圆方法，其包括步骤：

S100、对待校圆筒体8进行变形测试，并确定其变形类型为内凹或外凸。

具体地，通过目测或测圆板等测量工具对待校圆筒体8进行变形测试，找到变形处，并对确定变形处为内凹或外凸。

S200、将待校圆筒体8平稳装设在校圆工装2的内部。

具体地，当待校圆筒体8的变形类型为内凹时，在内凹处焊接固定耳32后，再将待校圆筒体8平稳装设在校圆工装2的容纳腔21中，使内凹处竖直朝上；当待校圆筒体8的变形类型为外凸时，将待校圆筒体8平稳装设在校圆工装2的容纳腔21中，使外凸处竖直朝下。

S300、当待校圆筒体8的变形类型为内凹时，将内凹处调至校圆工装2的内部上方并与牵引件3连接，牵引件3将待校圆筒体8向上牵引，通过待校圆筒体8的自重对内凹处进行牵引校圆。

具体地，牵引校圆时，将待校圆筒体8的内凹部分朝上，手动葫芦的上端固定在校圆工装2上，手动葫芦的下端与固定耳32连接，通过手动葫芦施加离心方向的外力，再利用待校圆筒体8的自重，对变形的部位进行反变形处理，并确保在卸载外力后能保留部分残余变形量，以此来达到对容器进行校圆的目的，校圆后在观察平台13上通过观察口22观察第一测量件5的测量数据。

S400、当待校圆筒体8的变形类型为外凸时，将外凸处调至校圆工装2的内部下方，通过下方的撑顶件4对待校圆筒体8的外凸处进行撑顶校圆。

具体地，撑顶校圆时，将待校圆筒体8需要校正的外凸部分调整到垂直向下的方向，利用待校圆筒体8的自重，从下部采用千斤顶施加反变形外力，保留一定时间后卸载外力，利用外力卸载后的残余变形达到筒体局部变形校正的目的，校圆后在地面上通过容纳腔21的间隙处或设置观察口观察第二测量件6的测量数据。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于，包括：

支撑座；

校圆工装，所述校圆工装设置在所述支撑座上，所述校圆工装内设有贯穿其本体的容纳腔，所述容纳腔用于容纳待校圆筒体，所述待校圆筒体为压力容器的外筒体，所述压力容器包括内筒体、外筒体和设置于内筒体和外筒体之间的真空腔；

牵引件，所述牵引件固定在所述校圆工装的内部，并位于所述容纳腔的内部上方，用于对所述待校圆筒体的内凹处进行牵引校圆；

撑顶件，所述撑顶件固定在所述校圆工装的内部，并位于所述容纳腔的内部下方，用于对所述待校圆筒体的外凸处进行撑顶校圆；

所述牵引件将所述待校圆筒体向上牵引，通过所述待校圆筒体的自重对所述内凹处进行牵引校圆；

利用所述筒体自重，所述支撑件对所述筒体的外凸处施加反变形外力，保留一定时间后卸载外力。

2.根据权利要求1所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于，还包括：

第一测量件，所述第一测量件设置在所述牵引件的一侧，用于测量所述内凹处的校圆尺寸；

第二测量件，所述第二测量件设置在所述撑顶件的一侧，用于测量所述外凸处的校圆尺寸。

3.根据权利要求2所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于：

所述支撑座包括第一支腿和第二支腿，所述第一支腿与所述第二支腿间隔设置，所述校圆工装的下侧分别与所述第一支腿和所述第二支腿固定连接；

所述第一支腿上设置有观察平台，所述观察平台水平设置，所述校圆工装靠近所述观察平台的一侧设有观察口，通过所述观察口对所述第一测量件的检测数据进行读取。

4.根据权利要求3所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于：

所述第一测量件为高度标尺，所述第一测量件与所述观察平台垂直设置；

和/或，所述第二测量件为高度标尺，所述第二测量件与所述观察平台垂直设置。

5.根据权利要求1所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于：

所述校圆工装的内部上方设有第一安装平台，所述第一安装平台水平设置；

所述牵引件包括升降机构和固定耳，所述升降机构的上端与所述第一安装平台连接，所述升降机构的下端与所述固定耳可拆卸连接，所述固定耳固定在所述内凹处，所述升降机构能够带动所述待校圆筒体在竖直方向往复移动。

6.根据权利要求1所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于：

所述校圆工装的内部下方设有第二安装平台，所述第二安装平台水平设置；

所述撑顶件为伸缩机构，所述伸缩机构的下端固定在所述第二安装平台上，所述伸缩机构的伸缩部能够向上方延伸并给所述外凸处预设大小的向上的力。

7.根据权利要求1所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于：

所述校圆工装为圆柱形结构，所述牵引件设置在所述校圆工装的圆形截面的顶点处，所述撑顶件设置在所述校圆工装的圆形截面的底点处。

8.根据权利要求7所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于：

所述校圆工装包括两个平行设置的同轴圆环及若干个连接杆，若干个所述连接杆设置在两个所述圆环之间，每个所述连接杆分别与两侧的所述圆环固定连接，若干个所述连接杆间隔设置。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于，还包括：

两个支撑工装，两个所述支撑工装分别设置在所述校圆工装的两侧，用于对所述待校圆筒体进行支撑，并使所述待校圆筒体保持平稳。

10.一种压力容器外筒体外部校圆方法，采用权利要求1-9中任意一项所述的压力容器外筒体外部校圆装置，其特征在于，包括：

对待校圆筒体进行变形测试，并确定其变形类型为内凹或外凸；

将所述待校圆筒体平稳装设在校圆工装的内部；

当所述待校圆筒体的变形类型为内凹时，将所述内凹处调至所述校圆工装的内部上方并与牵引件连接，所述牵引件将所述待校圆筒体向上牵引，通过所述待校圆筒体的自重对所述内凹处进行牵引校圆；

当所述待校圆筒体的变形类型为外凸时，将所述外凸处调至所述校圆工装的内部下方，通过下方的撑顶件对所述待校圆筒体的外凸处进行撑顶校圆。