CN114535446A - 用于压力容器收口的模具及收口装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于压力容器收口的模具及收口装置及工艺，模具包括凸模和与凸模相配合的凹模；凸模为可拆分的组合式凸模，凸模的上端、下端分别设置有上固定环、下固定环，收口装置包括模具、加热装置、加热装置移动机构、液压支撑平台、快装拉杆组件；收口工艺通过准备工作、开孔、收口作业多个步骤完成对工件的收口成型作业；本发明的用于压力容器收口的模具的凸模为可拆分的组合式凸模，能够满足实际生产的各种需求，组合式凸模的设计减少压力容器收口成型时模具的规格，能够实现一模多用；用于压力容器收口的收口装置具有结构简单、易于组装、工作稳定、成型质量好、效率高等显著优点，能够满足各种多腔压力容器中的收口成型要求。
Description
技术领域
本发明属于压力容器收口技术领域，更具体地说，是涉及一种用于压力容器收口的模具及收口装置及工艺。
背景技术
在化工生产行业中，压力容器是应用得最为广泛的化工设备，随着化工生产工艺的发展，化工生产过程对各种化工设备特别是压力容器类设备的要求越来越高，各种反应容器、搅拌容器、塔器的设计越来越趋向于高温、高压、大型、结构更复杂的方向发展。在这其中多腔容器由于同时具有内外两个压力腔：内筒体和夹套体，内外腔分别工作，这种结构在设计时要求内外腔严格分离且各自不允许串腔，同时内筒体的各种开口接管又要穿过夹套体，这就产生了内外腔的过渡设计，即夹套体收口结构。
传统的夹套体收口结构的加工需要采用火焰加热、人工大锤敲击的方法进行，这种收口结构的加工方法效率极低、劳动强度大且成型质量差，当夹套体的板厚δ≥18mm时人工作业根本无法完成；此外，这种收口结构的加工方法在大型设备的收口作业中更是需要搭建脚手架进行高空作业，具有很大的安全隐患。
随着社会的发展，我国对于化工行业的安全、环保要求越来越高，相对应的对化工设备的管控也越来越严格。目前的压力容器设计中，特别是分析设计的疲劳容器，对于容器细节处的应力环境要求很高，已不允许出现不规则的凹陷、折痕等缺陷，由于传统的夹套体收口结构的加工方法成型的收口质量较差，因此通过传统的手工成型进行压力容器收口结构的成型已经满足不了现在压力容器的设计要求。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于压力容器收口的模具，包括凸模和与凸模相配合的凹模；凸模为可拆分的组合式凸模，凸模的上端、下端分别设置有上固定环、下固定环，上固定环、下固定环用于将分体的凸模连接成一体。
优选地、凸模为凸模A，凸模A包括若干个弧形分体段；上固定环为上固定环A，下固定环为下固定环A；若干个弧形分体段组合成凸模A，上固定环A、下固定环A分别设置于凸模A的上端、下端将凸模A连接为一体。
优选地、凸模为凸模B，凸模B包括若干个弧形分体段和若干个拓展段；上固定环为上固定环B，下固定环为下固定环B；若干个弧形分体段和若干个拓展段组合成凸模B，上固定环B、下固定环B分别设置于凸模B的上端、下端将凸模B连接为一体。
进一步地、上固定环A呈圆形；下固定环A呈圆形。
进一步地、上固定环B呈椭圆形；所述下固定环B呈椭圆形。
一种用于压力容器收口的收口装置，包括模具，收口装置还包括加热装置、加热装置移动机构、液压支撑平台、快装拉杆组件；加热装置移动机构包括导轨，加热装置可滑动地设置于导轨上，加热装置位于待收口作业的工件的内部，加热装置沿着导轨滑动到工件的待收口作业位置后进行加热；
液压支撑平台上设置有液压装置，凸模设置于液压装置的顶部，液压支撑平台升降带动液压装置及凸模升降；快装拉杆组件包括拉杆、上快装结构、下快装结构，拉杆的上端通过上快装结构与位于工件内部的凹模相连接，拉杆的下端通过下快装结构与液压装置相连接，上、下快装结构的设置能够实现拉杆与凹模、液压装置的快速安装与拆卸。
进一步地、液压装置包括空心液压缸，空心液压缸包括缸体、空心活塞杆，缸体固定设置于液压支撑平台上，空心活塞杆设置于缸体的内侧；凸模固定设置于空心活塞杆的输出端上。
进一步地、拉杆贯穿设置于空心活塞杆的内部；
上快装结构包括卡箍组件、上固定套，上固定套套置于卡箍组件的外侧；下快装结构包括卡箍组件、下固定套，下固定套套置于卡箍组件的外侧并与空心液压缸的缸体固定相连。
进一步地、卡箍组件由两个相配合的卡箍件组成，卡箍件的内侧设置有内台阶；拉杆的上端、下端均设置有与内台阶相配合的外台阶。
一种用于压力容器收口的收口工艺的步骤为：
a、准备工作：将工件放置于筒体支撑机构上；加热装置移动机构的导轨从工件的内部穿过，加热装置设置于导轨上并可沿着导轨轴向滑动；液压支撑平台与空心液压缸安装为一体并放置于工件的下方；将模具的凸模固定安装于空心液压缸的空心活塞杆的输出端上；
b、开孔：在工件上的预开孔位置进行切割开孔；
c、收口作业：启动筒体支撑机构，筒体支撑机构带动工件旋转至工件开孔处位于工件的正下方；加热装置沿着导轨滑动至工件开孔处的正上方；移动液压支撑平台带动液压装置移动至位于工件开孔处的正下方，液压支撑平台升起带动位于其上的空心液压缸向上移动，进而带动位于空心活塞杆输出端处的凸模向上移动至顶紧工件的开孔处；将模具的凹模放置于工件内部；
用加热装置对工件开孔处进行加热，当工件开孔处温度达到设定的收口温度后，加热装置停止加热，加热装置沿着导轨移动离开工件开孔处；
将凹模移动至工件开孔处的正上方且凹模的位置与凸模的位置相对应；将拉杆插置于空心活塞杆的内侧，拉杆的下端通过下快装结构与空心液压缸的缸体固定相连，拉杆的上端通过上快装结构与凹模固定相连，对凹模相对于空心液压缸的位置进行确定；启动空心液压缸，空心液压缸的空心活塞杆伸出带动凸模升起向上顶紧工件开口处，凸模与凹模相配合实现工件开孔处向内翻边成型，完成工件开孔处的收口成型作业。
本发明的用于压力容器收口的模具的凸模为可拆分的组合式凸模，能够满足实际生产的各种需求，组合式凸模的设计减少压力容器收口成型时模具的规格，能够实现一模多用；用于压力容器收口的收口装置具有结构简单、易于组装、工作稳定、成型质量好、效率高等显著优点，能够满足各种多腔压力容器中的收口成型要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明模具与收口装置、工件的位置关系示意图。
图2为本发明收口装置的工作状态示意图。
图3为实施例一中凸模A的结构示意图。
图4为实施例二中凸模B的结构示意图。
图5为凸模B的主视图。
图6为图5的俯视图。
图7为凸模、快装拉杆组件与液压装置的位置关系示意图。
图8为快装拉杆组件的结构示意图。
图9为快装拉杆组件的结构示意图。
图10为快装拉杆组件的剖面图。
图11为拉杆的结构示意图。
图中符号说明：
1、凸模；2、凹模；3、弧形分体段；4、上固定环A；5、下固定环A；6、拓展段；7、上固定环B；8、下固定环B；9、加热装置；10、液压支撑平台；11、空心液压缸；12、快装拉杆组件；13、工件；14、导轨；15、空心活塞杆；16、拉杆；17、上快装结构；18、下快装结构；19、卡箍组件；20、上固定套；21、卡箍件；22、下固定套；23、滚轮架支撑；24、内台阶；25、外台阶。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种用于压力容器收口的模具，用于实现工件上开孔处的收口成型作业；模具包括凸模1和与凸模相配合的凹模2，凹模为按收口形状卷制的相应直径的筒体；在实际生产中，压力容器上的收口形状不仅仅是圆形收口，还有大量的椭圆形收口，本发明的凸模1为可拆分的组合式凸模，能够满足实际生产的各种需求，组合式凸模的设计减少压力容器收口成型时模具的规格，能够实现一模多用。
本发明的组合式的凸模1包括基本型凸模、拓展型凸模，基本型凸模用于对工件开孔处进行圆形收口成型，拓展型模具用于对工件开孔处进行椭圆形收口成型。
基本型凸模由多个等分的分体凸模段组合而成，基本型凸模的顶部、底部分别套设有上固定环、下固定环，上、下固定环均呈圆形且与基本型凸模的形状、尺寸相适应；通过上、下固定环的设置将分体凸模段连接固定成一体形成基本型凸模。
拓展型凸模是在基本型凸模的基础上增加了凸模拓展段，由多个分体凸模段和多个凸模拓展段共同组合而成；拓展型凸模的顶部、底部分别套设有上固定环、下固定环，上、下固定环均呈椭圆形且与拓展型凸模的形状、尺寸相适应；通过上、下固定环的设置将分体凸模段及凸模拓展段连接固定成一体形成拓展型凸模。
实施例一、
如图3所示，本实施例的用于压力容器收口的模具的凸模1为凸模A，凸模A为基本型凸模；凸模A包括四个等分的弧形分体段，由四个弧形分体段组合构成凸模A；上固定环为上固定环A4，下固定环为下固定环A5，上固定环A4、下固定环A5均呈圆形且尺寸分别与凸模A的顶部、底部相适应，上固定环A、下固定环A分别套置于凸模A的上端、下端将凸模A连接为一体。
实施例二、
如图4-6所示，本实施例的用于压力容器收口的模具的凸模1为凸模B，凸模B为拓展型模具；凸模B包括四个等分的弧形分体段和两个拓展段，由四个等分的弧形分体段和两个拓展段共同组合构成凸模B；上固定环为上固定环B7，下固定环为下固定环B8，上固定环B、下固定环B均呈椭圆形且尺寸分别与凸模B的顶部、底部相适应，上固定环B、下固定环B分别套置于凸模B的上端、下端将凸模B连接为一体。
如图1、图2所示，本发明的用于压力容器收口的收口装置包括模具，还包括筒体支撑机构、加热装置9、加热装置移动机构、液压支撑平台10、快装拉杆组件12，筒体支撑机构用于支撑工件，筒体支撑机构采用现有技术中的滚轮架支撑，滚轮架支撑23能够带动工件做灵活的圆周旋转，实现对工件各个不同位置进行收口作业。
在收口过程中，为了减少收口力、防止金属形变过程中出现裂纹，还需要对收口处进行加热。针对收口的工作特点，本发明的加热装置采用高频电磁加热装置对工件的开孔处进行加热，摈弃了现有技术中采用火焰加热的方法，具有加热速度快，加热面积和温度均匀的优点。
加热装置移动机构包括导轨14，导轨14从工件的内部穿过，加热装置9可滑动地设置于导轨14上，加热装置9位于待进行收口作业的工件的内部；当需要对工件的开孔处进行加热时，加热装置9沿着导轨14滑动到工件上的开孔处进行加热。
如图7所示，液压支撑平台10的底部设置有万向轮，便于液压支撑平台10移动；液压支撑平台10上设置有液压装置，液压装置包括空心液压缸11；空心液压缸包括缸体、空心活塞杆15，空心活塞杆15设置于缸体的内部，缸体固定设置于液压支撑平台10上，凸模1固定设置于空心活塞杆15的输出端上；液压支撑平台升降带动位于其上的空心液压缸及凸模升降，实现带动凸模上升顶紧于工件开孔处或带动凸模下降远离工件。
如图8-图11所示，快装拉杆组件12包括拉杆16、上快装结构17、下快装结构18，拉杆16贯穿设置于空心活塞杆15的内部；上快装结构17包括卡箍组件19、上固定套20，上固定套20套置于卡箍组件19的外侧；卡箍组件19由分体的两个相配合的卡箍件组成，卡箍件21的内侧设置有内台阶24；拉杆16的上端设置有与内台阶24相配合的外台阶25；在进行拉杆与凹模的组装时，先将拉杆的上端穿过凹模，再将卡箍组件安装在拉杆上端，通过内台阶与外台阶配合确定了卡箍组件在竖直方向上与拉杆的相对位置，再将上固定套套置于卡箍组件的外侧，将分体状态的两个卡箍件连接为一体，将卡箍组件固定在拉杆上，进一步实现对位于卡箍组件下方的凹模的固定，上快装结构的设置确定了凹模相对于拉杆的位置。
下快装结构18包括卡箍组件19、下固定套22，下固定套22套置于卡箍组件19的外侧；卡箍组件19由两个相配合的卡箍件组成，卡箍件21的内侧设置有内台阶24；拉杆16的下端设置有与内台阶24相配合的外台阶；在进行拉杆与空心液压缸的组装时，拉杆的下端穿出缸体，将卡箍组件安装在拉杆下端，通过内台阶与外台阶配合确定了卡箍组件在竖直方向上与拉杆的相对位置，再将下固定套套置于卡箍组件的外侧，将分体状态的两个卡箍件连接为一体，再将下固定套22与空心液压缸的缸体固定连接，确定拉杆相对于空心液压缸的位置。
本发明的收口装置的拉杆上端通过上快装结构17来确定凹模2在工件内部的位置，拉杆16的下端穿出空心液压缸的缸体后通过下快装结构18与缸体固定相接，上、下快装结构的设置能够实现拉杆与凹模、液压装置的快速安装与拆卸，使得拉杆能快速实现与凹模的组装，十分便捷，省时省力。
将上快装结构安装于拉杆16上对凹模相对于缸体的位置进行确定，在进行工件开口处的收口成型作业时，凹模处于静止状态，空心液压缸启动，空心活塞杆15伸出带动固定于其顶部的凸模1升起上顶工件开孔处，上顶的凸模1与静止状态的凹模2相配合实现工件开孔处向内翻边成型，完成工件开孔处的收口成型作业。
本发明的用于压力容器收口的收口工艺的步骤为：
a、准备工作：将工件13放置于筒体支撑机构上并通过筒体支撑机构调节工件的高度；加热装置移动机构的导轨14从工件的内部穿过，加热装置9设置于导轨14上并可沿着导轨轴向滑动；液压支撑平台10与空心液压缸11安装为一体并放置于工件13的下方；将模具的凸模1固定安装于空心液压缸的空心活塞杆15的输出端上；
b、开孔：在工件上的预开孔位置进行切割开孔，并将开孔处的切割面打磨圆滑；
c、收口作业：启动筒体支撑机构，筒体支撑机构带动工件13旋转至工件开孔处位于工件的正下方；加热装置9沿着导轨14滑动至工件开孔处的正上方；移动液压支撑平台10带动液压装置11移动至位于工件开孔处的正下方，液压支撑平台10升起带动位于其上的空心液压缸11向上移动，进而带动位于空心液压缸的空心活塞杆输出端处的凸模1向上移动至顶紧工件的开孔处，将模具的凹模2放置于工件内部；用加热装置对工件开孔处进行加热；当工件开孔处温度达到设定的收口温度后，加热装置停止加热，加热装置沿着导轨14移动离开工件开孔处；将凹模2移动至位于工件开孔处正上方且其位置与凸模1的位置相对应；将拉杆16插置于空心活塞杆15的内侧，拉杆的下端通过下快装结构18与空心液压缸的缸体固定相连，拉杆的上端通过上快装结构与凹模2固定相连，对凹模相对于空心液压缸的位置进行确定；启动空心液压缸11，空心液压缸的空心活塞杆15伸出带动凸模1升起向上顶紧工件开口处，凸模1与凹模2相配合实现工件开孔处向内翻边成型，完成工件开孔处的收口成型作业。
本发明的用于压力容器收口的模具的凸模为可拆分的组合式凸模，能够满足实际生产的各种需求，组合式凸模的设计减少压力容器收口成型时模具的规格，能够实现一模多用；用于压力容器收口的收口装置具有结构简单、易于组装、工作稳定、成型质量好、效率高等显著优点，能够满足各种多腔压力容器中的收口成型要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于压力容器收口的模具，其特征在于：包括凸模(1)和与凸模相配合的凹模(2)；所述凸模(1)为可拆分的组合式凸模，凸模(1)的上端、下端分别设置有上固定环、下固定环，上固定环、下固定环用于将分体的凸模连接成一体。
2.根据权利要求1所述的用于压力容器收口的模具，其特征在于：所述凸模(1)为凸模A，凸模A包括若干个弧形分体段；所述上固定环为上固定环A(4)，下固定环为下固定环A(5)；若干个弧形分体段组合成凸模A，上固定环A、下固定环A分别设置于凸模A的上端、下端将凸模A连接为一体。
3.根据权利要求1所述的用于压力容器收口的模具，其特征在于：所述凸模(1)为凸模B，凸模B包括若干个弧形分体段和若干个拓展段；所述上固定环为上固定环B(7)，下固定环为下固定环B(8)；若干个弧形分体段和若干个拓展段组合成凸模B，上固定环B、下固定环B分别设置于凸模B的上端、下端将凸模B连接为一体。
4.根据权利要求2所述的用于压力容器收口的模具，其特征在于：所述上固定环A(4)呈圆形；所述下固定环A(5)呈圆形。
5.根据权利要求3所述的用于压力容器收口的模具，其特征在于：所述上固定环B(7)呈椭圆形；所述下固定环B(8)呈椭圆形。
6.一种用于压力容器收口的收口装置，其特征在于：包括如权利要求1-5中任一项所述的模具，收口装置还包括加热装置(9)、加热装置移动机构、液压支撑平台(10)、快装拉杆组件(12)；所述加热装置移动机构包括导轨(14)，加热装置(9)可滑动地设置于导轨(14)上，加热装置(9)位于待收口作业的工件的内部，加热装置沿着导轨滑动到工件的待收口作业位置后进行加热；
所述液压支撑平台(10)上设置有液压装置，凸模(1)设置于液压装置的顶部，液压支撑平台升降带动液压装置及凸模升降；所述快装拉杆组件(12)包括拉杆(16)、上快装结构(17)、下快装结构(18)，拉杆的上端通过上快装结构(17)与位于工件内部的凹模(2)相连接，拉杆(16)的下端通过下快装结构(18)与液压装置相连接，上、下快装结构的设置能够实现拉杆与凹模、液压装置的快速安装与拆卸。
7.根据权利要求6所述的用于压力容器收口的收口装置，其特征在于：所述液压装置包括空心液压缸(11)，空心液压缸包括缸体、空心活塞杆(15)，缸体固定设置于液压支撑平台(10)上，空心活塞杆设置于缸体的内侧；所述凸模(1)固定设置于空心活塞杆(15)的输出端上。
8.根据权利要求7所述的用于压力容器收口的收口装置，其特征在于：所述拉杆(16)贯穿设置于空心活塞杆(15)的内部；
所述上快装结构(17)包括卡箍组件、上固定套(20)，上固定套(20)套置于卡箍组件的外侧；下快装结构(18)包括卡箍组件、下固定套(22)，下固定套(22)套置于卡箍组件的外侧并与空心液压缸的缸体固定相连。
9.根据权利要求8所述的用于压力容器收口的收口装置，其特征在于：所述卡箍组件由两个相配合的卡箍件组成，卡箍件的内侧设置有内台阶；所述拉杆(16)的上端、下端均设置有与内台阶相配合的外台阶。
10.一种用于压力容器收口的收口工艺，其特征在于：所述收口工艺的步骤为：
a、准备工作：将工件(13)放置于筒体支撑机构上；加热装置移动机构的导轨(14)从工件的内部穿过，加热装置(9)设置于导轨(14)上并可沿着导轨轴向滑动；液压支撑平台(10)与空心液压缸(11)安装为一体并放置于工件(13)的下方；将模具的凸模(1)固定安装于空心液压缸的空心活塞杆(15)的输出端上；
b、开孔：在工件上的预开孔位置进行切割开孔；
c、收口作业：启动筒体支撑机构，筒体支撑机构带动工件(13)旋转至工件开孔处位于工件的正下方；加热装置(9)沿着导轨(14)滑动至工件开孔处的正上方；移动液压支撑平台(10)带动液压装置(11)移动至位于工件开孔处的正下方，液压支撑平台(10)升起带动位于其上的空心液压缸(11)向上移动，进而带动位于空心活塞杆输出端处的凸模(1)向上移动至顶紧工件的开孔处；将模具的凹模(2)放置于工件内部；
用加热装置对工件开孔处进行加热，当工件开孔处温度达到设定的收口温度后，加热装置停止加热，加热装置沿着导轨(14)移动离开工件开孔处；
将凹模(2)移动至工件开孔处的正上方且凹模(2)的位置与凸模(1)的位置相对应；将拉杆(16)插置于空心活塞杆(15)的内侧，拉杆的下端通过下快装结构(18)与空心液压缸的缸体固定相连，拉杆的上端通过上快装结构与凹模(2)固定相连，对凹模相对于空心液压缸的位置进行确定；启动空心液压缸(11)，空心液压缸的空心活塞杆(15)伸出带动凸模(1)升起向上顶紧工件开口处，凸模(1)与凹模(2)相配合实现工件开孔处向内翻边成型，完成工件开孔处的收口成型作业。
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- 2022-03-15 CN CN202210252827.6A patent/CN114535446A/zh active Pending
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