CN116586852A - 一种双层液氨储罐防变形焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其包括：转动载杆，左右两侧各设置一组，用于承托及调控环壳体的自转；底座，设置在两组所述转动载杆之间；防变形机构，安装在所述底座上，且所述防变形机构包括防变形组件、逐级冷却系统，所述防变形组件布设在环焊缝内外侧，且覆盖有一定弧度范围的已焊环焊缝和未焊环焊缝，且位于未焊环焊缝的外侧设有用于焊接的焊接头，所述逐级冷却系统用于对已焊环焊缝温度的逐级冷却调控；本发明不仅提高了在焊接的过程中对环壳体的防变形效果，还能够对出现变形的局部环壳体进行及时修复，进而保证焊接质量。

Description

一种双层液氨储罐防变形焊接设备

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种双层液氨储罐防变形焊接设备。

背景技术

在双层液氨储罐的制备过程中，一般是先制备独立的内罐层，在制备外罐层，然后再进行装配；其中，对于一些大容量的双层液氨储罐的批量化制作过程中，一般会由多个围环进行组合焊接连接而成；而目前的针对围环组合焊接的过程中，大多数为人工焊接方式，而且，焊接过程中产生的高温会引起焊缝所在局部相近区域的围环壳体发生形变变形，导致围环壳体组合焊接完成后，其组合环壳体中位于焊缝区域侧的壳体圆整度偏离标准圆的圆整度，从而降低焊接质量以及液氨储罐安全性。

因此，本领域技术人员提供了一种双层液氨储罐防变形焊接设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其包括：

转动载杆，左右两侧各设置一组，用于承托及调控环壳体的自转；

底座，设置在两组所述转动载杆之间；

防变形机构，安装在所述底座上，且所述防变形机构包括防变形组件、逐级冷却系统，所述防变形组件布设在环焊缝内外侧，且覆盖有一定弧度范围的已焊环焊缝和未焊环焊缝，且位于未焊环焊缝的外侧设有用于焊接的焊接头，所述逐级冷却系统用于对已焊环焊缝温度的逐级冷却调控。

优选的，所述转动载杆两端分别转动连接移动座，所述移动座前后滑动连接在调控导轨上，所述调控导轨安装在侧板架上，前侧所述移动座上安装有用于调控转动载杆自转的驱动电机一。

优选的，所述防变形组件包括：

散热内壳罩，设置在环焊缝内侧，其外弧侧开设有面向环焊缝的内弧口；

散热外壳罩，设置在环焊缝外侧，其内弧侧开设有面向环焊缝的外弧口；

防变形压辊，垂直环焊缝设置，且分别可转动的安装在所述散热内壳罩内和所述散热外壳罩内并沿已焊环焊缝方向布设多个，且所述防变形压辊包括可转动的转轴，转轴固定外套设有两个对称分别在已焊环焊缝两侧的压筒。

优选的，且每个所述防变形压辊中的转轴的轴端还转动套有压力传感转环，用于监测已焊环焊缝两侧区域的局部高温环壳体的形变状况。

优选的，位于所述未焊环焊缝侧的散热内壳罩和散热外壳罩中，分别可转动的安装有与环焊缝垂直设置的监测矫平辊。

优选的，所述逐级冷却系统包括限流板，分别设置在防变形压辊一侧，并分别与对应散热内壳罩、对应散热外壳罩固定装配，分布在散热内壳罩中相邻所述限流板之间形成多个相连通的内侧散热室，分布在散热外壳罩中相邻所述限流板之间形成多个相连通的外侧散热室，且对应的内侧散热室和外侧散热室分别独立连接有且连通三通管二上管口和下管口，三通管二前管口连通聚热箱，且分布在散热内壳罩靠右侧限流板右侧空腔形成内焊接腔室，分布在散热外壳罩靠右侧限流板右侧空腔形成外焊接腔室，且内焊接腔室和外焊接腔室分别独立连接有且连通三通管一上管口和下管口，三通管一前管口通过输流管连接连通换热箱一上端，换热箱一下端连接连通有两个回流管，两个所述回流管的另一端分别连通散热内壳罩、散热外壳罩，且回流管上安装有控制流体流量的控流泵一，所述换热箱一中设有换热管，换热管连接连通设置在底座上的换热箱二，且所述三通管一的上下管道和三通管二的上下管道分别独立安装有控制流体流量的控流泵二，且所述内侧散热室中和外侧散热室中还分别设有温度探测头。

优选的，所述三通管一和三通管二的前管口上还分别安装有单向阀一，用于调控流体单向流入聚热箱，位于内焊接腔室和外焊接腔室中的靠右侧分别连接连通有三通管三上管口和下管口，三通管三前管口连接连通聚热箱，且三通管三的前管口上还安装有单向阀二，用于调控流体单向流出聚热箱。

优选的，位于已焊环焊缝侧靠左端侧的散热内壳罩中和散热外壳罩中分别设有垂直已焊环焊缝的打磨辊，打磨辊的一端通过皮带连接驱动电机二。

优选的，位于散热内壳罩和散热外壳罩中靠左侧的限流板上还可拆卸滑动安装有磁吸板。

优选的，位于所述控流泵一输入侧的回流管上还安装有碎屑滤筒。

与现有技术相比，本发明提供了一种双层液氨储罐防变形焊接设备，具备以下有益效果：

本发明中通过转动载杆及移动座、调控导轨的调控方式，使得环壳体的安装和配合焊接的焊接过程更加高效，通过防变形机构中的逐级冷却系统和防变形组件，其中，防变形组件能够起到多频次的回压效果，从而逐次消除壳体形变记忆复位效果，一方面，能够对产生形变区域的壳体进行修复，另一方面，也降低了壳体形变趋向强度；逐级冷却系统能够对压筒所在的区域环境的温度进行调控，使得有着较高温度的已焊环焊缝得到分级冷却处理，从而控制已焊环焊缝的冷却温度，使得已焊环焊缝和已焊环焊缝附近区域被加热的环壳体能够均匀的进行进行降温处理，进而避免冷却不均导致已焊环焊缝附近区域被加热的环壳体出现形变；因此，不仅提高了在焊接的过程中对环壳体的防变形效果，还能够对出现变形的局部环壳体进行及时修复，进而保证焊接质量。

附图说明

图1为本发明的液氨储罐防变形焊接结构示意图；

图2为本发明的防变形机构的结构示意图；

图3为本发明的防变形组件的局部结构示意图；

图4为本发明的散热内壳罩的局部结构示意图；

图5为本发明的散热外壳罩的局部结构示意图；

图中：1、转动载杆；2、底座；3、防变形机构；4、焊接头；5、逐级冷却系统；6、防变形组件；11、移动座；12、调控导轨；13、侧板架；14、驱动电机一；51、换热箱一；52、输流管；53、三通管一；54、回流管；55、换热管；56、换热箱二；57、控流泵一；58、碎屑滤筒；59、三通管二；510、聚热箱；511、温度探测头；512、限流板；513、三通管三；514、控流泵二；515、单向阀一；516、单向阀二；61、散热内壳罩；62、散热外壳罩；63、防变形压辊；64、监测矫平辊；65、打磨辊；66、皮带；67、驱动电机二；68、磁吸板；611、内弧口；621、外弧口；631、转轴；632、压筒；633、压力传感转环。

具体实施方式

参照图1~图5，本发明提供一种技术方案：一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其包括：转动载杆1，左右两侧各设置一组，用于承托及调控环壳体的自转；

底座2，设置在两组所述转动载杆1之间；

防变形机构3，安装在所述底座2上，且所述防变形机构3包括防变形组件6、逐级冷却系统5，所述防变形组件6布设在环焊缝内外侧，且覆盖有一定弧度范围的已焊环焊缝和未焊环焊缝，且位于未焊环焊缝的外侧设有用于焊接的焊接头4，所述逐级冷却系统5用于对已焊环焊缝温度的逐级冷却调控。

所述转动载杆1两端分别转动连接移动座11，移动座11前后滑动连接在调控导轨12上，所述调控导轨12安装在侧板架13上，前侧所述移动座11上安装有用于调控转动载杆1自转的驱动电机一14；也就是说，本实施例中，对于环壳体的装入过程，具体地，结合图1所示，驱动电机一14进行停机状态，通过调控导轨12调控移动座11带动转动载杆1向后侧移动，直至与防变形组件3脱离且间隔一定安全距离后，停止移动，再将所需焊接组合的环壳体放入安全距离区域侧并与后侧的环壳体对接对齐形成所需的新环焊缝，完成后，再通过调控导轨12调控移动座11带动转动载杆1向前侧移动，直至新环焊缝定位于防变形组件6中的对应位置，等待焊接，而焊接时，通过驱动电机一14调控转动载杆1自转，便可带动环壳体进行自转（顺指针转动），配合焊接头焊接新环焊缝。

所述防变形组件6包括：散热内壳罩61，设置在环焊缝内侧，其外弧侧开设有面向环焊缝的内弧口611；

散热外壳罩62，设置在环焊缝外侧，其内弧侧开设有面向环焊缝的外弧口621；

防变形压辊63，垂直环焊缝设置，且分别可转动的安装在所述散热内壳罩61内和所述散热外壳罩62内并沿已焊环焊缝方向布设多个，且所述防变形压辊63包括可转动的转轴631，转轴631固定外套设有两个对称分别在已焊环焊缝两侧的压筒632，对称的压筒632之间的间距可根据环焊缝的宽度进行调整，且对称的压筒632之间的间距略大于环焊缝的宽度，以便确保压筒632不会接触已焊环焊缝，即压筒632作用于已焊环焊缝相近区域侧的局部环壳体；

也就是说，本实施例中，防变形组件6作用于焊接头实时焊接完成的环焊缝，且还具有着较高温度，在随焊接头焊接环焊缝的过程中，被焊接头焊接完成的已焊环焊缝被直接且及时的历经防变形组件6和逐级冷却系统5进行处理；其中，所述散热内壳罩61和散热外壳罩62均紧密靠向环壳体内侧面和外侧面设置，且环壳体内侧和外侧相对应的压筒632之间的距离长度等于环壳体的壳体厚度，以便当环壳体的壳体出现形变时，能够被压筒632进行回压，通过布设多个防变形压辊63的方式，则是能够起到多频次的回压效果，从而逐次消除环壳体的壳体形变记忆复位效果，一方面，能够对产生形变区域的壳体进行修复，另一方面，也降低了壳体形变趋向强度；逐级冷却系统5能够对压筒632所在的区域环境的温度进行调控，使得有着较高温度的已焊环焊缝得到分级冷却处理，从而控制已焊环焊缝的冷却温度，使得已焊环焊缝和已焊环焊缝附近区域被加热的环壳体能够均匀的进行降温处理，进而避免冷却不均导致已焊环焊缝附近区域被加热的环壳体出现形变。

且每个所述防变形压辊63中的转轴631的轴端还转动套有压力传感转环633，用于监测已焊环焊缝两侧区域的局部高温环壳体的形变状况；本实施例中，具体地，通过焊接头焊接环焊缝时，热量会传导至已焊环焊缝相近区域侧的局部环壳体，若在热量传导时或已焊环焊缝被冷却时引起的局部环壳体出现形变变形状况时，此时，局部变形的环壳体传入压筒632作用时，在压筒632压锻修复局部变形的环壳体时，会对压筒632产生一定的对抗应力并可向转轴631进行传递传导，从而由压力传感转环633进行收集监测分析对抗应力的强度大小，若强度较大，则说明局部变形的环壳体的变形量较大，若强度较小，则说明局部变形的环壳体的变形量较小；而本实施例中，则再次通过变形量大小的监测分析，进一步向逐级冷却系统进行反馈，也就是说，出现变形量较大的情况时，则对逐级冷却系统的冷却温度进行适量调高，减缓对局部变形量较大的环壳体的冷却速率，也就是说，变形量越大，冷却温度被调控越高，从而便于提高压筒的压锻修复效果，降低其记忆性复位效果。

位于所述未焊环焊缝侧的散热内壳罩61和散热外壳罩62中，分别可转动的安装有与环焊缝垂直设置的监测矫平辊64；一方面，用于对即将进入的未焊环焊缝侧环壳体进行监测，另一方面，也可对即将进入的未焊环焊缝侧环壳体进行修整，且还可在环焊缝完全焊接完成后，配合压力传感转环633的监测状况对环壳体及环壳体的环焊缝进行整体圆整度的监测，从而确保焊接质量。

所述逐级冷却系统5包括限流板512，分别设置在防变形压辊63一侧，并分别与对应散热内壳罩61、对应散热外壳罩62固定装配，分布在散热内壳罩61中相邻所述限流板512之间形成多个相连通的内侧散热室，分布在散热外壳罩62中相邻所述限流板512之间形成多个相连通的外侧散热室，且对应的内侧散热室和外侧散热室分别独立连接有且连通三通管二59上管口和下管口，三通管二59前管口连通聚热箱510，且分布在散热内壳罩61靠右侧限流板右侧空腔形成内焊接腔室，分布在散热外壳罩62靠右侧限流板右侧空腔形成外焊接腔室，且内焊接腔室和外焊接腔室分别独立连接有且连通三通管一53上管口和下管口，三通管一53前管口通过输流管52连接连通换热箱一51上端，换热箱一51下端连接连通有两个回流管54，两个所述回流管54的另一端分别连通散热内壳罩61、散热外壳罩62，且回流管54上安装有控制流体流量的控流泵一57，所述换热箱一51中设有换热管55，换热管55连接连通设置在底座2上的换热箱二56，且所述三通管一53的上下管道和三通管二59的上下管道分别独立安装有控制流体流量的控流泵二514，且所述内侧散热室中和外侧散热室中还分别设有温度探测头511，其中，温度探测头511的设置，以便于对内侧散热室和外侧散热室的温度监测分析调控；

本实施例中，具体地，通过换热箱二56调控换热管中的冷却温度，从而调控换热箱一51中流体的冷却温度，通过三通管一53上的控流泵二514调控流入内焊接腔室和外焊接腔室的流量，再配合控流泵一57的作用下，使得流体向左流于散热内壳罩61和散热外壳罩62中，此时，再在三通管二59上的控流泵二514的调控作用下，对内侧散热室和外侧散热室的热流体（被热交换产生的热流体）进行抽排，通过调控抽排拦截历经散热内壳罩61和散热外壳罩62向左流动的热流体的抽排拦截流量，从而使得由右向左分布的内侧散热室的温度和外侧散热室的温度程度进行逐级调控，也就是说，抽排拦截流量越小，由右向左分布的内侧散热室的温度和外侧散热室的温度程度就越高，冷却效果越低，抽排拦截流量越大，由右向左分布的内侧散热室的温度和外侧散热室的温度程度就越底，冷却效果越高。

所述三通管一53和三通管二59的前管口上还分别安装有单向阀一515，用于调控流体单向流入聚热箱510，位于内焊接腔室和外焊接腔室中的靠右侧分别连接连通有三通管三513上管口和下管口，三通管三513前管口连接连通聚热箱510，且三通管三513的前管口上还安装有单向阀二516，用于调控流体单向流出聚热箱510；本实施例中，通过三通管三513上管道和下管道上也分别设有控流泵二514，从而能够将聚热箱510中的热流体充入内焊接腔室和外焊接腔室中的靠右侧区域处，对环壳体起到预热处理作用，以便提高焊接时的环壳体材料质变的稳定性，其次，还可使得抽排拦截的热流体的热量得到有效利用，进而提高焊接效率及节约能源。

位于已焊环焊缝侧靠左端侧的散热内壳罩61和散热外壳罩62中分别设有垂直已焊环焊缝的打磨辊65，打磨辊65的一端通过皮带66连接驱动电机二67；本实施例中，通过打磨辊对已焊环焊缝区域进行打磨，使得已焊环焊缝区域面更加平滑整齐。

位于散热内壳罩61和散热外壳罩62中靠左侧的限流板512上还可拆卸滑动安装有磁吸板68，对打磨生成的粉屑、碎屑进行吸力吸附。

位于所述控流泵一57输入侧的回流管54上还安装有碎屑滤筒58，确保回流的流体的纯净性。

在具体实施时，其包括以下步骤：

S1：两个环壳体放置于转动载杆1中，并调整环焊缝位于散热内壳罩61和散热外壳罩62的中部；

S2：启动逐级冷却系统5，调整控流泵二514和控流泵一57的控流量，以及启动换热箱二56，需要解释的是，由于环壳体的材质种类影响因素，可在具体实施前，选择对应材质的环壳体样本进行实验，例如，试验过程中，根据出现的变形状况，对控流泵二514的调控抽排拦截流量的调控幅度、速率进行初步确定模拟，根据对已完成的已焊环焊缝的残余应力的分析检测，对逐级冷却系统5的分级处理温度的梯度值进行初步确定模拟，从而获取初始标准的控流泵二514和控流泵一57控流量的初始控流值，以及逐级冷却系统5初始形成的分级处理温度布设的梯度值等，以便较大幅度的降低出现环壳体形变变形的趋向率，以及提高批量化焊接效率；

S3：若出现环壳体变形形变情况，则配合温度探测头511、压力传感转环633控流泵二514数据的互馈传递，从而调整内侧散热室的温度和外侧散热室的温度，从而提高压筒632对变形形变的局部环壳体修复效果；

S4：通过驱动电机二67驱动皮带带动打磨辊65对已焊环焊缝进行打磨；

S5：当焊接完成后，再次调控焊接完成的环壳体进行自转一圈进行圆整度的监测，确保焊接质量。

以上所述，仅为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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，其包括：

转动载杆（1），左右两侧各设置一组，用于承托及调控环壳体的自转；

底座（2），设置在两组所述转动载杆（1）之间；

防变形机构（3），安装在所述底座（2）上，且所述防变形机构（3）包括防变形组件（6）、逐级冷却系统（5），所述防变形组件（6）布设在环焊缝内外侧，且覆盖有一定弧度范围的已焊环焊缝和未焊环焊缝，且位于未焊环焊缝的外侧设有用于焊接的焊接头（4），所述逐级冷却系统（5）用于对已焊环焊缝温度的逐级冷却调控。

2.根据权利要求1所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，所述转动载杆（1）两端分别转动连接移动座（11），所述移动座（11）前后滑动连接在调控导轨（12）上，所述调控导轨（12）安装在侧板架（13）上，前侧所述移动座（11）上安装有用于调控转动载杆（1）自转的驱动电机一（14）。

3.根据权利要求1所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，所述防变形组件（6）包括：

散热内壳罩（61），设置在环焊缝内侧，其外弧侧开设有面向环焊缝的内弧口（611）；

散热外壳罩（62），设置在环焊缝外侧，其内弧侧开设有面向环焊缝的外弧口（621）；

防变形压辊（63），垂直环焊缝设置，且分别可转动的安装在所述散热内壳罩（61）内和所述散热外壳罩（62）内并沿已焊环焊缝方向布设多个，且所述防变形压辊（63）包括可转动的转轴（631），转轴（631）固定外套设有两个对称分别在已焊环焊缝两侧的压筒（632）。

4.根据权利要求3所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，且每个所述防变形压辊（63）中的转轴（631）的轴端还转动套有压力传感转环（633），用于监测已焊环焊缝两侧区域的局部高温环壳体的形变状况。

5.根据权利要求3所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，位于所述未焊环焊缝侧的散热内壳罩（61）和散热外壳罩（62）中，分别可转动的安装有与环焊缝垂直设置的监测矫平辊（64）。

6.根据权利要求3所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，所述逐级冷却系统（5）包括限流板（512），分别设置在防变形压辊（63）一侧，并分别与对应散热内壳罩（61）、对应散热外壳罩（62）固定装配，分布在散热内壳罩（61）中相邻所述限流板（512）之间形成多个相连通的内侧散热室，分布在散热外壳罩（62）中相邻所述限流板（512）之间形成多个相连通的外侧散热室，且对应的内侧散热室和外侧散热室分别独立连接有且连通三通管二（59）上管口和下管口，三通管二（59）前管口连通聚热箱（510），且分布在散热内壳罩（61）靠右侧限流板（512）的右侧空腔形成内焊接腔室，分布在散热外壳罩（62）靠右侧限流板（512）的右侧空腔形成外焊接腔室，且内焊接腔室和外焊接腔室分别独立连接有且连通三通管一（53）上管口和下管口，三通管一（53）前管口通过输流管（52）连接连通换热箱一（51）上端，换热箱一（51）下端连接连通有两个回流管（54），两个所述回流管（54）的另一端分别连通散热内壳罩（61）、散热外壳罩（62），且回流管（54）上安装有控制流体流量的控流泵一（57），所述换热箱一（51）中设有换热管（55），换热管（55）连接连通设置在底座（2）上的换热箱二（56），且所述三通管一（53）的上下管道和三通管二（59）的上下管道分别独立安装有控制流体流量的控流泵二（514），且所述内侧散热室中和外侧散热室中还分别设有温度探测头（511）。

7.根据权利要求6所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，所述三通管一（53）和三通管二（59）的前管口上还分别安装有单向阀一（515），用于调控流体单向流入聚热箱（510），位于内焊接腔室和外焊接腔室中的靠右侧分别连接连通有三通管三（513）上管口和下管口，三通管三（513）前管口连接连通聚热箱（510），且三通管三（513）的前管口上还安装有单向阀二（516），用于调控流体单向流出聚热箱（510）。

8.根据权利要求6所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，位于已焊环焊缝侧靠左端侧的散热内壳罩（61）中和散热外壳罩（62）中分别设有垂直已焊环焊缝的打磨辊（65），打磨辊（65）的一端通过皮带（66）连接驱动电机二（67）。

9.根据权利要求8所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，位于散热内壳罩（61）和散热外壳罩（62）中靠左侧的限流板（512）上还可拆卸滑动安装有磁吸板（68）。

10.根据权利要求6所述的一种双层液氨储罐防变形焊接设备，其特征在于，位于所述控流泵一（57）输入侧的回流管（54）上还安装有碎屑滤筒（58）。