CN116426734B - 一种球罐热处理设备及热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于球罐热处理领域，公开了一种球罐热处理设备及热处理方法，包括底座，底座上设有电动伸缩杆，电动伸缩杆的输出端上设有燃烧器；还包括：减容机构，减容机构包括安装在电动伸缩杆输出端上的安装杆，燃烧器安装在安装杆的底端，安装杆的侧壁上固定安装有固定板，安装杆上活动套设有活动板。可以在波纹管、固定板、活动板的作用下，活动板围绕安装杆转动，波纹管被拉伸并占用球罐内部空间，此时波纹管外壁与球罐内壁之间的空间体积减小，因此燃烧器仅需较短的时间即可将球罐加热至指定温度；波纹管内的高温气体排放到该球罐中，从而能够对低温球罐加热，因此在后续加热的过程中，缩短了加热所需时间。

Description

一种球罐热处理设备及热处理方法

技术领域

本发明涉及球罐热处理领域，更具体地说，涉及一种球罐热处理设备及热处理方法。

背景技术

钢制焊接球形储罐为球形的承压金属容器，是机电安装工程中的重要对象；球形罐盛装的是压力较高的气体或液化气体，多数是易燃、易爆介质，危险性大；安装施工难度大、质量要求高；球罐热处理过程是：将球体加热560°C～600°C后，保温一段时间，然后缓慢冷却至常温，完成热处理过程。

授权公告号：CN214694289U的中国专利公开了一种球罐安装过程热处理装置，在对球罐进行热处理时，加热装置由底通口进入球罐的内部，既能将加热装置固定安置在通口的中心位置处，又能将底通口完全密封，顶通口的上部卡接了封盖，固定座与封盖的配合，可以将球罐的两个通口完全密封，只留下封盖所开设容纳主杆的孔洞进行排气，避免罐内气压过大的同时，降低了热量的损失，保证了热处理的效率。

上述专利虽然能够保证热处理效率，但仍存在以下不足之处：

上述专利在对球罐进行热处理的过程中，所产生的热量会被球罐内部空间中的气体吸收，并且球罐的初始温度较低，因此需要较长时间才能够将球罐加热，从而导致需要消耗大量能量将球罐完全加热，以至于成本增加。

为此，提出一种球罐热处理设备及热处理方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种球罐热处理设备及热处理方法，可以降低对球罐加热所需时间，节约成本。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种球罐热处理设备及热处理方法，包括底座，底座上设有电动伸缩杆，电动伸缩杆的输出端上设有燃烧器；

还包括：

减容机构，减容机构包括安装在电动伸缩杆输出端上的安装杆，燃烧器安装在安装杆的底端，安装杆的侧壁上固定安装有固定板，安装杆上活动套设有活动板，活动板与固定板之间共同固定安装有波纹管；燃烧器工作之前，通过活动板带动波纹管伸展并占用球罐内部空间，缩短了燃烧器工作时间；

预热机构，预热机构包括固定嵌设在固定板上的电磁阀，活动板上嵌设有内齿圈，底座上固定安装有电机，电机的输出端上固定安装有连动杆，连动杆的底端固定安装有与齿圈啮合的齿轮；停止燃烧时，打开电磁阀，此时球罐内的热气被负压状态的波纹管吸收，当对后续的球罐进行热处理时，将安装杆插入球罐中然后再次打开电磁阀对低温球罐预热；

扰流机构，扰流机构包括铰接在固定板侧壁上的扰流板，扰流板靠近固定板一侧的侧壁为凹陷的弧面；当波纹管向外排气时，波纹管中排出的气流冲击扰流板上的弧面，从而能够将气流打散，防止气流直接向上流动到外界，提高了热气流的利用率。

进一步的，固定板上开设有相互连通的横槽和竖槽，横槽与电磁阀连通，横槽内固定嵌设有进气阀，竖槽内固定嵌设有排气阀。

进一步的，波纹管的外壁上套设有保温套。

进一步的，活动板的侧壁上竖直开设有滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，滑块的侧壁上水平固定安装有保温材质的挡板，挡板的底壁上开设有凹槽。

进一步的，电机的输出端上固定安装有线轮，线轮与挡板顶壁之间固定安装有连接绳，且电机的输出端与连接杆之间固定安装有发条弹簧。

进一步的，安装杆上竖直滑动套设有圆环状的活塞板，安装杆上开设有条型槽，条型槽内固定安装有输出端与活塞板的内侧壁固定连接的气动伸缩杆，且安装杆上设有输出端与气动伸缩杆进气口连通的金属气囊。

进一步的，安装杆上位于活塞板下方的空间中活动套设有环形管，环形管的底壁开设有环形的进气槽，且活塞板上嵌设有输出端向上的单向阀。

进一步的，环形管的顶壁上开设有环形的导流槽，且导流槽向下凹陷。

进一步的，环形管为保温材质，且环形管上开设有空腔。

本发明还提供一种适用于上述球罐热处理设备的热处理方法，包括如下步骤：

S1、首先将底座移动到待处理球罐旁边，然后启动电动伸缩杆，安装杆带动波纹管移动到球罐内部，然后启动电机，电机通过齿轮、内齿圈带动活动板转动，从而能够使波纹管伸展，使球罐容积减小，此时波纹管内部处于负压状态；

S2、启动燃烧器，燃烧器对球罐加热，开始热处理；

S3、燃烧器工作到指定时间，关闭燃烧器并打开电磁阀，此时负压状态的波纹管通过电磁阀从球罐内部吸收高温气体，然后通过电机带动活动板反转，从而能够使波纹管内部处于高压状态，然后将底座移动到待热处理的球罐旁边并使压缩状态的波纹管插入球罐中，然后将电磁阀打开，此时高温气体排放到待检测球罐中对球罐预热，波纹管中的热气完全排出之后，关闭电磁阀并启动电机。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本方案在波纹管、固定板、活动板的作用下，活动板围绕安装杆转动，波纹管被拉伸并占用球罐内部空间，此时波纹管外壁与球罐内壁之间的空间体积减小，因此燃烧器仅需较短的时间即可将球罐加热至指定温度；波纹管内的高温气体排放到该球罐中，从而能够对低温球罐加热，因此在后续加热的过程中，缩短了加热所需时间。

（2）本方案在滑块、挡板、凹槽的作用下，在波纹管向外排气的过程中，高温气体聚集在凹槽中，挡板受到热气流向上的升力，挡板上移，在此过程中，能够防止波纹管中排出的部分热气流直接与穿过顶通口进入球罐内的低温气体接触，起到了降低热量损耗量的作用。

（3）本方案在活塞板、环形管的作用下，燃烧器工作时，球罐内温度升高，热气流对环形管施加推力，此时环形管上移，因此波纹管、安装杆、活塞板、环形管四者之间的空间中的气体受到挤压，此时该空间中的气体穿过单向阀向上流动，从而能够将低温气体通过顶通口向上排出，进一步降低了球罐内低温气体含量，缩短了加热时间。

附图说明

图1为本发明的第一立体结构示意图；

图2为本发明图1中A处的放大图；

图3为本发明的第二立体结构示意图；

图4为本发明固定板、波纹管、保温套的组合结构示意图；

图5为本发明发条弹簧、连动杆的结构示意图；

图6为本发明挡板的结构示意图；

图7为本发明安装杆、固定板、活动板、活塞板的组合结构示意图；

图8为本发明环形管的结构示意图。

图中标号说明：

1、底座；2、电动伸缩杆；3、燃烧器；4、安装杆；5、固定板；6、活动板；7、波纹管；8、电磁阀；9、内齿圈；10、连动杆；11、齿轮；12、扰流板；13、进气阀；14、排气阀；15、保温套；16、滑槽；17、滑块；18、挡板；19、凹槽；20、线轮；21、连接绳；22、发条弹簧；23、活塞板；24、条型槽；25、气动伸缩杆；26、金属气囊；27、环形管；28、单向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图8，一种球罐热处理设备及热处理方法，包括底座1，底座1上设有电动伸缩杆2，电动伸缩杆2的输出端上设有燃烧器3；

还包括：

减容机构，减容机构包括安装在电动伸缩杆2输出端上的安装杆4，燃烧器3安装在安装杆4的底端，安装杆4的侧壁上固定安装有固定板5，安装杆4上活动套设有活动板6，活动板6与固定板5之间共同固定安装有波纹管7；燃烧器3工作之前，通过活动板6带动波纹管7伸展并占用球罐内部空间，缩短了燃烧器3工作时间；

预热机构，预热机构包括固定嵌设在固定板5上的电磁阀8，活动板6上嵌设有内齿圈9，底座1上固定安装有电机，电机的输出端上固定安装有连动杆10，连动杆10的底端固定安装有与齿圈啮合的齿轮11；停止燃烧时，打开电磁阀8，此时球罐内的热气被负压状态的波纹管7吸收，当对后续的球罐进行热处理时，将安装杆4插入球罐中然后再次打开电磁阀8对低温球罐预热；

扰流机构，扰流机构包括铰接在固定板5侧壁上的扰流板12，扰流板12靠近固定板5一侧的侧壁为凹陷的弧面；当波纹管7向外排气时，波纹管7中排出的气流冲击扰流板12上的弧面，从而能够将气流打散，防止气流直接向上流动到外界，提高了热气流的利用率。

固定板5上开设有相互连通的横槽和竖槽，横槽与电磁阀8连通，横槽内固定嵌设有进气阀13，竖槽内固定嵌设有排气阀14。

初始状态时，金属材质的波纹管7处于收缩状态；在需要对球罐进行热处理时，将底座1移动到球罐的旁边，并使电动伸缩杆2位于球罐的正上方，然后将电动伸缩杆2通电，此时安装杆4穿过球罐的顶通口进入球罐内部；

然后启动电机，此时电机通过连动杆10和齿轮11带动内齿圈9转动，即为活动板6围绕安装杆4转动，在此过程中波纹管7被拉伸并占用球罐内部空间，此时波纹管7外壁与球罐内壁之间的空间体积减小，与此同时，波纹管7内部处于负压状态，然后启动燃烧器3，因此燃烧器3仅需较短的时间即可将球罐加热至指定温度，起到了节约资源的作用，并且通过隔热材质制作连动杆10能够防止球罐内的热量传递给电机，起到了降低电机因受热而损坏的概率，同时通过隔热材质制作安装杆4同样能够防止电动伸缩杆2因受热而损坏。

当完成加热之后，关闭燃烧器3，并将电磁阀8通电，此时处于负压状态的波纹管7通过横槽和进气阀13将球罐内的热气吸收，然后关闭电磁阀8并将电机通电使电机反转，在电机反转的过程中，波纹管7收缩，此时波纹管7内处于高压状态；然后将底座1移动到待热处理的球罐旁边并将安装杆4通过该球罐的顶通口伸入其中，然后将电磁阀8通电打开，此时波纹管7内的高温气体排放到该球罐中，从而能够对该球罐加热，因此在后续加热的过程中，缩短了加热所需时间，起到了节约资源的作用，当波纹管7中的热气排出之后，关闭电磁阀8并启动电机，通过活动板6带动波纹管7再次伸展并占用该球罐的内部空间。

在电磁阀8打开且波纹管7向外排气的过程中，波纹管7中的气体穿过排气阀14流动到外界，此时竖槽中排出的气体冲击扰流板12侧壁上的弧面，并且在冲击力的作用下，扰流板12逐渐与固定板5垂直，在此过程中，在弧面的导向作用下，与扰流板12侧壁接触的气流被打散，从而能够使热气流均匀地自下而上向上蔓延，起到了防止热气流迅速上浮并流动到外界的作用。

如图4所示，波纹管7的外壁上套设有保温套15。

通过采用上述技术方案，由于波纹管7上述设有保温套15，因此在燃烧器3工作过程中，能够防止球罐内的热量被波纹管7吸收，从而提高了球罐侧壁所吸收的热量，起到了提高热量利用率的作用。

如图3、图6所示，活动板6的侧壁上竖直开设有滑槽16，滑槽16内滑动安装有滑块17，滑块17的侧壁上水平固定安装有保温材质的挡板18，挡板18的底壁上开设有凹槽19。

通过采用上述技术方案，在波纹管7向外排气的过程中，高温气体向上流动，此时部分高温气体流动到凹槽19中，并且在凹槽19侧壁的作用下，高温气体聚集在凹槽19中，此时挡板18受到热气流向上的升力，因此利用保温材料制成的挡板18上移，在此过程中，能够防止波纹管7中排出的部分热气流直接与穿过顶通口进入球罐内的低温气体接触，起到了降低热量损耗量的作用；并且在挡板18的作用下，延长了热气流停留在球罐内的时间，提高了热传递效果，即为提高了对球罐的加热效果。

如图2所示，电机的输出端上固定安装有线轮20，线轮20与挡板18顶壁之间固定安装有连接绳21，且电机的输出端与连接杆之间固定安装有发条弹簧22。

通过采用上述技术方案，在电机工作过程中，电机首先带动发条弹簧22蓄力，此时连接杆可以保持静止状态，并且在线轮20转动的过程中，连接绳21逐渐卷绕在线轮20上，此时连接绳21拉动挡板18上移，当发条弹簧22最大限度蓄力时，电机带动连接杆转动，此时挡板18与固定板5脱离接触并且活动板6开始转动，起到了确保活动板6能够正常转动的作用。

如图3所示，安装杆4上竖直滑动套设有圆环状的活塞板23，安装杆4上开设有条型槽24，条型槽24内固定安装有输出端与活塞板23的内侧壁固定连接的气动伸缩杆25，且安装杆4上设有输出端与气动伸缩杆25进气口连通的金属气囊26。

安装杆4上位于活塞板23下方的空间中活动套设有环形管27，环形管27的底壁开设有环形的进气槽，且活塞板23上嵌设有输出端向上的单向阀28。

通过采用上述技术方案，在活动板6最大限度靠近固定板5的瞬间，固定板5与活动板6共同挤压金属气囊26，此时金属气囊26中的气体进入气动伸缩杆25中，气动伸缩杆25的输出端伸展并带动活塞板23上移，在活塞板23上移的过程中，位于波纹管7与安装杆4之间的空间中的气体被活塞板23向上带动，位于波纹管7底壁与球罐内底壁之间的空间中的气体，即为沉淀到球罐底部的低温气体被吸入波纹管7与安装杆4之间的空间中；当燃烧器3工作时，球罐内温度升高，此时位于进气槽下方空间中的气体温度升高，因此在高温气体向上漂的过程中，热气流对环形管27施加推力，此时环形管27上移，因此波纹管7、安装杆4、活塞板23、环形管27四者之间的空间中的气体受到挤压，此时该空间中的气体穿过单向阀28向上流动，从而能够将低温气体通过顶通口向上排出，进一步降低了球罐内低温气体含量，缩短了加热时间，起到了节约资源的作用。

如图8所示，环形管27的顶壁上开设有环形的导流槽，且导流槽向下凹陷。

通过采用上述技术方案，在环形管27上移的过程中，通过在环形管27的顶壁上开设向下凹陷的导流槽能够聚拢气流，降低了穿过环形管27与波纹管7之间的缝隙向下流动的气体量，提高了对低温气体的清除效果，进一步缩短了对球罐的加热时间。

如图8所示，环形管27为保温材质，且环形管27上开设有空腔。

通过采用上述技术方案，通过利用保温材料制作环形管27能够降低热传递效率，降低了传递给活塞板23和环形管27之间的空间中的热量，提高了热量利用率，并且通过开设空腔降低了环形管27的质量，起到了确保环形管27能够及时上移的作用，即为及时将低温气体排出，进一步降低了热量消耗。

本发明还提供一种适用于上述球罐热处理设备的热处理方法，包括如下步骤：

S1、首先将底座1移动到待处理球罐旁边，然后启动电动伸缩杆2，安装杆4带动波纹管7移动到球罐内部，然后启动电机，电机通过齿轮11、内齿圈9带动活动板6转动，从而能够使波纹管7伸展，使球罐容积减小，此时波纹管7内部处于负压状态；

S2、启动燃烧器3，燃烧器3对球罐加热，开始热处理；

S3、燃烧器3工作到指定时间，关闭燃烧器3并打开电磁阀8，此时负压状态的波纹管7通过电磁阀8从球罐内部吸收高温气体，然后通过电机带动活动板6反转，从而能够使波纹管7内部处于高压状态，然后将底座1移动到待热处理的球罐旁边并使压缩状态的波纹管7插入球罐中，然后将电磁阀8打开，此时高温气体排放到待检测球罐中对球罐预热，波纹管7中的热气完全排出之后，关闭电磁阀8并启动电机。

使用方法：初始状态时，金属材质的波纹管7处于收缩状态；在需要对球罐进行热处理时，将底座1移动到球罐的旁边，并使电动伸缩杆2位于球罐的正上方，然后将电动伸缩杆2通电，此时安装杆4穿过球罐的顶通口进入球罐内部；

然后启动电机，此时电机通过连动杆10和齿轮11带动内齿圈9转动，即为活动板6围绕安装杆4转动，在此过程中波纹管7被拉伸并占用球罐内部空间，此时波纹管7外壁与球罐内壁之间的空间体积减小，与此同时，波纹管7内部处于负压状态，然后启动燃烧器3，因此燃烧器3仅需较短的时间即可将球罐加热至指定温度，起到了节约资源的作用，并且通过隔热材质制作连动杆10能够防止球罐内的热量传递给电机，起到了降低电机因受热而损坏的概率，同时通过隔热材质制作安装杆4同样能够防止电动伸缩杆2因受热而损坏。

当完成加热之后，关闭燃烧器3，并将电磁阀8通电，此时处于负压状态的波纹管7通过横槽和进气阀13将球罐内的热气吸收，然后关闭电磁阀8并将电机通电使电机反转，在电机反转的过程中，波纹管7收缩，此时波纹管7内处于高压状态；然后将底座1移动到待热处理的球罐旁边并将安装杆4通过该球罐的顶通口伸入其中，然后将电磁阀8通电打开，此时波纹管7内的高温气体排放到该球罐中，从而能够对该球罐加热，因此在后续加热的过程中，缩短了加热所需时间，起到了节约资源的作用，当波纹管7中的热气排出之后，关闭电磁阀8并启动电机，通过活动板6带动波纹管7再次伸展并占用该球罐的内部空间。

在电磁阀8打开且波纹管7向外排气的过程中，波纹管7中的气体穿过排气阀14流动到外界，此时竖槽中排出的气体冲击扰流板12侧壁上的弧面，并且在冲击力的作用下，扰流板12逐渐与固定板5垂直，在此过程中，在弧面的导向作用下，与扰流板12侧壁接触的气流被打散，从而能够使热气流均匀地自下而上向上蔓延；在波纹管7向外排气的过程中，高温气体向上流动，此时部分高温气体流动到凹槽19中，并且在凹槽19侧壁的作用下，高温气体聚集在凹槽19中，此时挡板18受到热气流向上的升力，因此利用保温材料制成的挡板18上移，在此过程中，能够防止波纹管7中排出的部分热气流直接与穿过顶通口进入球罐内的低温气体接触，起到了降低热量损耗量的作用；并且在挡板18的作用下，延长了热气流停留在球罐内的时间，提高了热传递效果，即为提高了对球罐的加热效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种球罐热处理设备，包括底座（1），所述底座（1）上设有电动伸缩杆（2），所述电动伸缩杆（2）的输出端上设有燃烧器（3）；

其特征在于：还包括：

减容机构，所述减容机构包括安装在电动伸缩杆（2）输出端上的安装杆（4），所述燃烧器（3）安装在安装杆（4）的底端，所述安装杆（4）的侧壁上固定安装有固定板（5），所述安装杆（4）上活动套设有活动板（6），所述活动板（6）与固定板（5）之间共同固定安装有波纹管（7）；燃烧器（3）工作之前，通过活动板（6）带动波纹管（7）伸展并占用球罐内部空间，缩短了燃烧器（3）工作时间；

预热机构，所述预热机构包括固定嵌设在固定板（5）上的电磁阀（8），所述活动板（6）上嵌设有内齿圈（9），所述底座（1）上固定安装有电机，所述电机的输出端上固定安装有连动杆（10），所述连动杆（10）的底端固定安装有与齿圈啮合的齿轮（11）；停止燃烧时，打开电磁阀（8），此时球罐内的热气被负压状态的波纹管（7）吸收，当对后续的球罐进行热处理时，将安装杆（4）插入球罐中然后再次打开电磁阀（8）对低温球罐预热；

扰流机构，所述扰流机构包括铰接在固定板（5）侧壁上的扰流板（12），所述扰流板（12）靠近固定板（5）一侧的侧壁为凹陷的弧面；当波纹管（7）向外排气时，波纹管（7）中排出的气流冲击扰流板（12）上的弧面，从而能够将气流打散，防止气流直接向上流动到外界，提高了热气流的利用率；

所述活动板（6）的侧壁上竖直开设有滑槽（16），所述滑槽（16）内滑动安装有滑块（17），所述滑块（17）的侧壁上水平固定安装有保温材质的挡板（18），所述挡板（18）的底壁上开设有凹槽（19）；

所述电机的输出端上固定安装有线轮（20），所述线轮（20）与挡板（18）顶壁之间固定安装有连接绳（21），且所述电机的输出端与连接杆之间固定安装有发条弹簧（22）；

所述安装杆（4）上竖直滑动套设有圆环状的活塞板（23），所述安装杆（4）上开设有条型槽（24），所述条型槽（24）内固定安装有输出端与活塞板（23）的内侧壁固定连接的气动伸缩杆（25），且所述安装杆（4）上设有输出端与气动伸缩杆（25）进气口连通的金属气囊（26）；

所述安装杆（4）上位于活塞板（23）下方的空间中活动套设有环形管（27），所述环形管（27）的底壁开设有环形的进气槽，且所述活塞板（23）上嵌设有输出端向上的单向阀（28）。

2.根据权利要求1所述的一种球罐热处理设备，其特征在于：所述固定板（5）上开设有相互连通的横槽和竖槽，所述横槽与电磁阀（8）连通，所述横槽内固定嵌设有进气阀（13），所述竖槽内固定嵌设有排气阀（14）。

3.根据权利要求2所述的一种球罐热处理设备，其特征在于：所述波纹管（7）的外壁上套设有保温套（15）。

4.根据权利要求3所述的一种球罐热处理设备，其特征在于：所述环形管（27）的顶壁上开设有环形的导流槽，且所述导流槽向下凹陷。

5.根据权利要求4所述的一种球罐热处理设备，其特征在于：所述环形管（27）为保温材质，且所述环形管（27）上开设有空腔。