CN204267720U - 一种锥形封头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种锥形封头，包括下端锥形筒体和上端筒体，其中下端锥形筒体的中心轴线与上端筒体的中心轴线相互平行且不在同一条直线上，下端锥形筒体的大端内直径大于上端筒体的内直径，下端锥形筒体的最外侧边缘在水平面上的投影为第一边缘投影线和第二边缘投影线，其中第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角大于第二边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角，且较大的夹角大于30°，下端锥形筒体的厚度与上端筒体的厚度不同，下端锥形筒体与上端筒体外侧分别设置加强圈。
Description
技术领域
本实用新型涉及压力容器技术领域，尤其涉及一种压力容器的锥形封头。
背景技术
封头是压力容器中的不可缺少的主要受压部件，用的较多的是旋转曲面状的凸形封头。凸形封头的种类有半球形封头，椭圆形封头，碟形封头，锥形封头等。半球形封头受力情况好，常用于高压容器，但是制造难度大，因此中低压容器使用较少。采用锥形封头往往是由于锥形封头具有卸料容易的优点。封头与筒体的连接方式一般是焊接，也可根据制造和使用的需要通过法兰相互连接。
锥形封头又称为锥壳，除可作为容器的封头，还可作为筒体的大小过渡段。锥壳与圆筒相接时，由于结构的不连续性，在连接处产生较大的局部应力。半顶角越大，其局部应力也越大。
现有技术中已知的锥形封头通常采用铁或不锈钢或铝制作，例如文献CN201120320084.9公开了一种锥形压力容器封头，所述的封头的下部为锥形圆筒体，所述的封头的上部绕着锥形口围有一圈直边。封头的材质为铁或不锈钢或铝。该实用新型上部为锥形圆筒体，主要是为了使气体在容器内均匀分布而或者稳定地改变流体的流速。该实用新型封头的下部绕着锥形口围有一圈直边，是为了防止热应力和边缘应力的叠加。
文献CN201110137460.5公开了另外一种锥形封头，用于各种压力容器和压力管道中，也常用于两段直径不等的筒体的连接过渡体(变径段)，包括上直边、锥体和下直边，所述锥体的两端分别与所述上直边和下直边相连，其中所述上直边与锥体的连接处和下直边与锥体的连接处分别是过渡曲面，所述锥体的锥角为60°。上直边与下直边分别为圆环状，上直边与下直边的高度为30～50mm，上直边的直径优选为5500～5700mm，下直边的直径优选为2900～3100mm，上直边与下直边的圆环圆心在所述锥体的中心线上。上直边的上边缘与下直边的下边缘的垂直距离(即锥形封头的高度)优选为2570～2600mm。该锥形封头具有便于收集和卸除含固体物料的优点，在下料或送料过程中不容易形成死角，出料方便，其锥角小，承受力强，受力均匀，圆整度好，过渡曲面的存在使折边(即直边)不易开裂，适于化工设备的底盖或变径段。
文献CN 201320134641.7则公开了一种压力容器夹套折边锥形封头旋压机，包括机座、变速装置、减速机、电机、旋压机架和旋转盘，所述旋转盘通过旋转轴及变速装置设置在机座上，所述变速装置通过传动装置与减速机连接，所述减速机与电机连接，所述机座上设置有调节滑轨，所述旋压机架与调节滑轨连接，所述旋压机架上设置有调节旋压滚轮。所述旋压机架12与调节滑轨8连接，通过调节滑轨8可以调整旋压机架12与旋转盘6的距离；所述旋压机架12上设置有调节旋压滚轮9、11，以及用于调节两个调节旋压滚轮9、11的推力丝杆10、13，其中用于调节轴向的推力丝杆13与调节旋压滚轮11连接，用于调节径向的推力丝杆110与调节旋压滚轮9连接，通过更换调节旋压滚轮9和旋压机架12的位置来制作各种不同尺寸的夹套折边锥形封头，以完成旋压的整个过程和不同尺寸夹套折边锥形封头的制作。电机3及减速机14设置在所述机座1的一侧，减速机14位于电机3的下方。旋压机架12设置在所述机座1的另一侧，旋转盘6位于电机3与旋压机架12之间。传动装置4可以为链条，或者其它传动部件，如皮带等。该压力容器夹套折边锥形封头旋压机解决了压力容器制造行业夹套折边锥形封头制作没有成熟定型的专用设备的技术问题；具有构造简单、操作方便、效率高的优点，可制作不同尺寸的夹套折边锥形封头。
由以上描述可以看出，现有技术中的锥形封头的大小端的轴线通常处于同一直线上，而且现有技术中对锥形封头的大小端的厚度没有明确的限定，对承受内压的锥形封头缺少包括不连续应力在内的总应力的应力分析，导致生产实践中无法满足各种应用的需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种锥形封头，其特征在于，包括下端锥形筒体和上端筒体，其中下端锥形筒体的中心轴线与上端筒体的中心轴线相互平行且不在同一条直线上，下端锥形筒体的大端内直径大于上端筒体的内直径，下端锥形筒体的最外侧边缘在水平面上的投影为第一边缘投影线和第二边缘投影线，其中第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角大于第二边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角，且第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角大于30°，下端锥形筒体的厚度与上端筒体的厚度不同，下端锥形筒体的厚度大于上端筒体的厚度，下端锥形筒体与上端筒体外侧分别设置加强圈。
下端锥形筒体的厚度不小于下端锥形筒体的大端内直径的3%。
上端筒体的厚度不小于上端筒体的内直径的2.5%。
下端锥形筒体和上端筒体一体成型。
下端锥形筒体和上端筒体焊接在一起，连接处的焊缝完全焊透。
该锥形封头的总应力计算以第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角和第二边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角中的较大的夹角为基准。
附图说明
图1为本申请的锥形封头的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。附图中，相同的元件用相同或相似的附图标记来标示。
如图1所示，本发明提供了一种锥形封头，包括下端锥形筒体1和上端筒体2，其中下端锥形筒体1的中心轴线与上端筒体2的中心轴线相互平行且不在同一条直线上，下端锥形筒体1的大端内直径D大于上端筒体2的内直径d，下端锥形筒体的最外侧边缘在水平面上的投影为第一边缘投影线和第二边缘投影线，其中第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角α1大于第二边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角α2，且较大的夹角α1大于30°，下端锥形筒体2的厚度与上端筒体1的厚度不同，下端锥形筒体2的厚度大于上端筒体1的厚度，下端锥形筒体1与上端筒体2外侧分别设置加强圈（图中未示出）。
优选地，下端锥形筒体1的厚度不小于下端锥形筒体1的大端内直径的3%。下端锥形筒体1的大端内直径根据设计需要进行取值，通常需要与具体的压力容器的连接尺寸相匹配。在确定了下端锥形筒体1的大端内直径的具体数值以后，通过计算得出下端锥形筒体1的厚度，为了保证封头具有足够的机械强度，下端锥形筒体1的厚度不小于下端锥形筒体1的大端内直径的3%。熟悉本领域普通技术知识的本领域技术人员可以理解，在根据设计需要确定了下端锥形筒体1的具体数值以后，可以直接计算得出下端锥形筒体1的厚度。
优选地，上端筒体2的厚度不小于上端筒体2的内直径的2.5%。同样的上端筒体2的内直径也是根据设计需要进行取值，通常需要与具体的压力容器的连接尺寸相匹配。在确定了上端筒体2的内直径的具体数值以后，通过计算得出上端筒体2的厚度，为了保证封头具有足够的机械强度，上端筒体2的厚度不小于上端筒体2的内直径的2.5%。熟悉本领域普通技术知识的本领域技术人员可以理解，在根据设计需要确定了上端筒体2的内直径以后，可以直接计算得出上端筒体2的厚度。
优选地，下端锥形筒体1和上端筒体2一体成型。采用一体成型工艺，使得下端锥形筒体1和上端筒体2构成一个整体，一次成型加工完成整个封头。
下端锥形筒体1和上端筒体2也可以焊接在一起，连接处的焊缝完全焊透。下端锥形筒体1和上端筒体2分别单独加工成型，然后通过焊接工艺将二者焊接在一起。此处的焊接工艺可以包括但不限于电弧焊，氩弧焊，CO2保护焊，氧气-乙炔焊，激光焊接，电渣压力焊等多种焊接形式。熟悉本领域普通技术知识的本领域技术人员可以理解，无论采用何种焊接方式，为了保证下端锥形筒体1和上端筒体2之间具有足够的连接强度，在连接处的焊缝应该完全焊透。
该锥形封头的总应力计算以第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角α1和第二边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角α2中的较大的夹角为基准。
Claims (6)
1.一种锥形封头，其特征在于，包括下端锥形筒体和上端筒体，其中下端锥形筒体的中心轴线与上端筒体的中心轴线相互平行且不在同一条直线上，下端锥形筒体的大端内直径大于上端筒体的内直径，下端锥形筒体的最外侧边缘在水平面上的投影为第一边缘投影线和第二边缘投影线，其中第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角大于第二边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角，且第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角大于30°，下端锥形筒体的厚度大于上端筒体的厚度，下端锥形筒体与上端筒体外侧分别设置加强圈。
2.如权利要求1所述的锥形封头，其特征在于，下端锥形筒体的厚度不小于下端锥形筒体的大端内直径的3%。
3.如权利要求2所述的锥形封头，其特征在于，上端筒体的厚度不小于上端筒体的内直径的2.5%。
4.如权利要求3所述的锥形封头，其特征在于，下端锥形筒体和上端筒体一体成型。
5.如权利要求3所述的锥形封头，其特征在于，下端锥形筒体和上端筒体焊接在一起，连接处的焊缝完全焊透。
6.如权利要求4或5所述的锥形封头，其特征在于，该锥形封头的总应力计算以第一边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角和第二边缘投影线与下端锥形筒体的中心轴线的平行线形成的夹角中的较大的夹角为基准。
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2014
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