CN114102116B - 狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置,包括筒体,筒体一端通过内螺纹连接出口端盖,出口端盖通过内螺纹连接有软管接头,软管接头通过卡套连接接头,接头通过氩弧焊连接金属波纹软管,筒体另一端通过内螺纹连接入口端盖,入口端盖位于筒体内部一侧的中心位置处沿轴向设置有凸台,筒体内靠近入口端盖处设置有内孔台阶,内孔台阶处放置有整流环,整流环内圈为锥形通孔,锥形通孔处设有内喷环,入口端盖的凸台将内喷环沿轴向方向压紧在整流环的内锥孔位,内喷环沿外圆周方向均匀设置有若干喷气孔,入口端盖连接有压缩空气接嘴和射吸式焊炬喷嘴。本发明装置结构简单,加热速率快,可应用于汽轮机缸体中分面狭窄空间的螺栓拆装。

Description

狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置
技术领域
本发明属于蒸汽轮机检修设备技术领域,具体涉及一种适用于蒸汽轮机缸体中分面螺栓拆装的狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置。
背景技术
蒸汽轮机汽缸的高温紧固螺栓工作温度普遍大于400℃,由于汽轮机汽缸和螺栓热传导条件不同,在汽轮机启动和稳定运行期间,螺栓和汽轮机汽缸之间会存在温差导致泄漏。为了保证高温紧固螺栓在汽缸结合处并在冷态下产生一定的预紧力,使被连接的汽缸在设计的期限内保持密封不发生泄漏,则螺栓的安装预紧力应选用最低的预紧力。但预紧力过小,汽缸密封结合面在不到设计运行期限时就会发生泄漏;预紧力过大,则螺栓的高温损伤速度加快,易造成螺栓断裂事故。因此,高温螺栓拆装工艺对汽轮机汽缸的安全运行影响极大,是保证汽轮机汽缸结合面的气密性和延长螺栓使用寿命的关键环节。
螺栓紧力偏差要求非常高,目前可供选择的螺栓拆装方法有扭矩法、加热转角法和伸长法。其中加热转角法是在螺栓的中心孔加热螺杆,造成螺杆与缸体的温差,待螺杆长度热胀至规定值后拧紧螺母,螺杆冷却收缩后就产生预紧力。对螺杆中心孔加热的要求是加热均匀和不产生局部超温,且加热时中心孔壁材料的温度不应超过螺杆的最高使用温度,因此,严格禁止使用氧乙炔射吸式焊炬或射吸式割炬直接加热。
目前,使用加热转角法拆装蒸汽轮机的缸体中分面中空型螺栓的方式主要有两种:一种是用电加热棒加热拆装,一种是用国外进口的火焰加热器加热拆装。电加热棒单位时间内热输入值低,会导致螺栓升温速度慢而出现螺栓无法拆开的情况。而国外进口的火焰加热器笨重、结构复杂、制造难度大、加工成本高,并且该火焰加热器无法插入部分狭窄空间,导致该空间的螺栓无法拆装。另外,蒸汽轮机缸体螺栓的材质是耐热合金钢,该螺栓的订货周期很长,如果对螺栓进行破坏性拆除,会导致工期延长,螺栓整体采购成本上升。
电加热棒和进口火焰加热器的优缺点
发明内容
本发明的目的是提供一种狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置,可用于汽轮机缸体中分面的狭窄空间,结构简单,加热升温速率高,可有效拆装蒸汽轮机缸体中分面的中空型螺栓。
本发明所采用的技术方案是,狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置,包括筒体,筒体一端通过内螺纹连接有出口端盖,出口端盖通过内螺纹连接有软管接头,软管接头通过卡套连接接头,接头通过氩弧焊连接金属波纹软管,筒体另一端通过内螺纹连接有入口端盖,入口端盖位于筒体内部一侧的中心位置处沿轴向设置有凸台,筒体内靠近入口端盖处设置有内孔台阶,内孔台阶处放置有整流环,整流环内圈为锥形通孔,锥形通孔处设有内喷环,入口端盖的凸台将内喷环沿轴向方向压紧在整流环的内锥孔位,内喷环沿外圆周方向设置有若干喷气孔,入口端盖连接有压缩空气接嘴和射吸式焊炬喷嘴。
本发明的特点还在于:
入口端盖上沿轴向设有螺纹孔,压缩空气接嘴通过该螺纹孔与入口端盖连接,压缩空气接嘴穿过入口端盖到达入口端盖与整流环之间的空隙内。
入口端盖上设有通孔,射吸式焊炬喷嘴与通孔间隙配合,射吸式焊炬喷嘴穿过入口端盖和内喷环到达筒体内部。
本发明的装置分轴向型和径向型两种,在轴向型的装置中,软管接头连接在出口端盖的轴向方向,在径向型的装置中,软管接头连接在出口端盖的径向方向。
本发明的有益效果是:
本发明拆卸螺母装置吸取电加热棒加热管可弯折放入狭窄空间的优点以及进口火焰加热器升温速率高的优点,重新设计了一种适用于狭窄空间的轻量化火焰加热器。本发明的火焰加热杆采用可弯折波纹软管结构形式,保证了加热装置可放入狭窄空间,避免了因该部位的螺母无法拆除导致的缸体螺母气割破坏性拆除。本发明拆卸螺母装置产生的热量均匀,可快速均匀加热螺柱,使螺柱短时间内热膨胀伸长,螺母在缸体还未受热膨胀的情况下被轻松拆卸。
附图说明
图1是本发明轴向型狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置的结构示意图;
图2是本发明径向型狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置的结构示意图;
图3是本发明轴向型狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置的平面结构示意图;
图4是本发明径向型狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置的平面结构示意图;
图5是蒸汽轮机的缸体中分面中空型螺栓位置示意图;
图6是使用三种不同加热器加热缸体中分面中空型螺栓的示意图;
图7是图6中A部位的局部视图;
图8是图6中B部位的局部视图;
图9是图6中C部位的局部视图;
图10是图6中D部位的局部视图。
图中,1.筒体,2.内喷环,3.射吸式焊炬喷嘴,4.整流环,5.入口端盖,6.压缩空气接嘴,7.出口端盖,8.软管接头,9.卡套,10.接头,11. 金属波纹软管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置,如图1和图2所示,包括筒体1、内喷环2、射吸式焊炬喷嘴3、整流环4、入口端盖5、压缩空气接嘴6、出口端盖7、软管接头8、卡套9、接头10和金属波纹软管11。
下面具体介绍各个零部件:
筒体1:选用铸铁材质,经过锯床下料、车床粗车、精车等工序加工而成,一端加工出内螺纹,与出口端盖7连接,另一端按由外到内的顺序加工出内螺纹和内孔台阶,内螺纹用来与入口端盖5连接,内孔台阶处放置有整流环4,用来定位整流环4轴向位置。筒体1内整流环4与出口端盖7之间的空间为燃烧室,氧气、乙炔在此燃烧室内燃烧并与压缩空气在此混合产生热气流;
入口端盖5:选用普通碳钢材质,经车床、钻床、攻丝加工而成,其与筒体1为螺纹连接,入口端盖5位于筒体1内部一侧的中心位置处沿轴向设置有凸台。入口端盖5上沿轴向设有螺纹孔,压缩空气接嘴6通过该螺纹孔与入口端盖5连接,入口端盖5上还设有一个通孔,射吸式焊炬喷嘴3与该通孔间隙配合;
整流环4:选用铸铁材质,经车床加工而成,整流环4内圈为22°锥度的锥形通孔,该锥形通孔处设有内喷环2,整流环4与内喷环2配合将压缩空气整流,同时隔离压缩空气与燃烧混合气体;
内喷环2:选用铸铁材质,经车床、铣床加工而成,内喷环2外圆周方向设有一圈压缩空气的喷气孔,如图3所示,本实施例中喷气孔的总面积为: 19个×4mm2,内喷环2端面到A点火焰喷射长度为60mm,外圆锥面锥度:22°。该喷气孔的规格为发明人经多次计算及在计算机上进行模拟,并制造后实际使用验证,为最佳规格。内喷环2是靠入口端盖5凸台轴向方向压紧在整流环4内锥孔位的。本发明将内喷环2与整流环4分体设计,有效降低了制造成本与难度;
射吸式焊炬喷嘴3:选用黄铜材质,经车床、铣床加工而成,射吸式焊炬喷嘴3穿过入口端盖5和内喷环2到达筒体1的燃烧室,使用时将射吸式焊炬喷嘴3安装在大号射吸式焊炬上,通过大号射吸式焊炬通入乙炔(9PSI)、氧气(25PSI),点燃后插入筒体1,在筒体1的燃烧室内燃烧;
压缩空气接嘴6:选用黄铜材质,经车床、铣床加工而成,其与入口端盖5为螺纹连接,压缩空气接嘴6穿过入口端盖5到达入口端盖5与整流环 4之间的空隙内,使用时在压缩空气接嘴6通入压缩空气(3.5PSI),压缩空气经内喷环2的喷气孔进入筒体1。
出口端盖7:选用铸铁材质,经车床加工而成,其与筒体1的内螺纹连接,与软管接头8的外螺纹连接。燃烧后的高温气体通过其后,送入软管接头8;
软管接头8:选用铸铁材质,经车床、铣床加工而成,燃烧后的高温气体通过其后,送入接头10;
卡套9:选用不锈钢材质,经车床、铣床加工而成,用于连接接头10 与软管接头8;
接头10:选用不锈钢材质,经车床加工而成,其与金属波纹软管11经氩弧焊连接在一起;
金属波纹软管11:选用不锈钢材质,与接头10经氩弧焊连接,燃烧后的高温气体通过其后,送入中空螺柱内,将螺杆快速加热。加热后的螺杆热膨胀伸长,螺母即可轻松拆卸。
本发明的狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置分轴向型和径向型两种,轴向型的装置中出口端盖7和软管接头8沿轴向连接,径向型的装置中,软管接头8连接在出口端盖7径向方向。
蒸汽轮机的缸体中分面中空型螺栓的位置如图5所示,图中所示的C、 D位置比较狭窄,此处螺栓的拆装难度较大。如图6所示,A位置处所用的进口火焰加热器比较笨重,结构复杂、体积大,不适用于C、D位置,而B 位置处的电加热器虽然可以应用在C、D位置,但是电加热器升温速率过慢,经常出现拆装不成功的情况。本发明的狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置结构简单,体积小,可用于图5和图6所示C、D位置。本发明中使用的热源为:乙炔与氧气燃烧产生火焰,单位时间内热输入值高,火焰与压缩空气在混合室按一定比例混合产生热气流,热气流顺软管进入中空螺栓加热螺柱,使螺柱快速均匀升温热膨胀伸长,从而达到顺利拆卸的目的。

Claims (3)

1.狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置,其特征在于,包括筒体(1),所述筒体(1)一端通过内螺纹连接有出口端盖(7),所述出口端盖(7)通过内螺纹连接有软管接头(8),所述软管接头(8)通过卡套(9)连接接头(10),所述接头(10)通过氩弧焊连接金属波纹软管(11),所述筒体(1)另一端通过内螺纹连接有入口端盖(5),所述入口端盖(5)位于所述筒体(1)内部一侧的中心位置处沿轴向设置有凸台,所述筒体(1)内靠近入口端盖(5)处设置有内孔台阶,所述内孔台阶处放置有整流环(4),所述整流环(4)内圈为锥形通孔,所述锥形通孔处设有内喷环(2),所述入口端盖(5)的凸台将内喷环(2)沿轴向方向压紧在整流环(4)的内锥孔位,所述内喷环(2)沿外圆周方向设置有若干喷气孔,所述入口端盖(5)连接有压缩空气接嘴(6)和射吸式焊炬喷嘴(3);
所述入口端盖(5)上设有通孔,所述射吸式焊炬喷嘴(3)与所述通孔间隙配合,所述射吸式焊炬喷嘴(3)穿过所述入口端盖(5)和所述内喷环(2)到达所述筒体(1)内部。
2.根据权利要求1所述狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置,其特征在于,所述入口端盖(5)上沿轴向设有螺纹孔,所述压缩空气接嘴(6)通过所述螺纹孔与所述入口端盖(5)连接,所述压缩空气接嘴(6)穿过所述入口端盖(5)到达所述入口端盖(5)与所述整流环(4)之间的空隙内。
3.根据权利要求1所述狭窄空间火焰加热中空螺柱拆卸螺母的装置,其特征在于,所述装置分轴向型和径向型两种,在所述轴向型的装置中,所述软管接头(8)连接在所述出口端盖(7)的轴向方向,在所述径向型的装置中,所述软管接头(8)连接在所述出口端盖(7)的径向方向。
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