CN217703115U - 一种辐射管用烧嘴壳体专用工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辐射管用烧嘴壳体专用工装，包括操作台和垂直安装在操作台上的烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板；烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板上均设置定位孔，所设置定位孔与待加工产品的法兰孔位置、尺寸相对应；在烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板上均设置具有圆或圆弧结构的开孔，所开圆的圆心或圆弧轴心位于同一水平高度上；烧嘴法兰定位板与辐射管法兰定位板相互平行，且与换热器法兰定位板相互垂直。本实用新型实现了烧嘴壳体的多个零部件一次性组装完成，并同时满足法兰的多处技术要求；合格率实现100％，效率提高4倍以上，降低了制造成本，焊后无需热校整形。

Description

一种辐射管用烧嘴壳体专用工装

技术领域

本实用新型涉及一种辐射管用烧嘴壳体专用工装，属于换热器生产设备技术领域。

背景技术

换热器是化工、炼油、冶金、动力、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业领域广泛应用的一种通用设备，根据不同的工业炉装备，设计了多种辐射管烧嘴用烟气双极余热换热器。近年来，我国及世界各国对产品质量、余热回收以及控制的技术，尤其对污染物排放等环境保护要求不断提高，辐射管加热技术也得到了持续的推广和提高；通过积累生产制造经验，改善换热器制作工艺来提高生产效率、降低生产成本是辐射管加热器制造技术领域研发的方向。

烧嘴壳体(也称燃气腔)是装配在辐射管上、连接烧嘴及连接换热器的关键部件；其制作工艺主要有两种：铸造再机加工品和结构焊接成品。结构焊接制作烧嘴壳体最能适应需求，尤其是适合工业炉的辐射管在后续的更换相关配套部件工程中。

现由的辐射管用烧嘴壳体制作装配过程中，辐射管法兰、烧嘴法兰及换热器法兰相连接的三件法兰；需要多个工序装配来满足图纸的尺寸、平行度、垂直度多处技术要求；组装过程还需要使用多种量具，如：水平尺、高度尺、直角拐尺等；组装效率低，且装配公差无法保证；导致部件焊后还需要校型，并且会有个别尺寸或平行度不合格导致报废的现象发生。通过改善烧嘴壳体制作工艺来提高生产效率、降低生产成本，是辐射管及换热器制造研发的方向，然而，现有技术中没有给出合适的技术方案。

实用新型内容

本公司为了克服上述困难，组织了研发团队进行讨论，最终确定设计一种辐射管用烧嘴壳体专用工装，该工装为本公司研发的专用工装设备，能实现烧嘴壳体的多零部件一次性组装完成，并同时满足法兰的平行度、垂直度，高度尺寸、中心距尺寸，等多处技术要求，工装简易高效，并有效保证产品质量。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术手段是：一种辐射管用烧嘴壳体专用工装，包括操作台和垂直安装在操作台上的烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板；所述烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板上均设置定位孔，所设置定位孔与待加工产品的法兰孔位置、尺寸相对应；在烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板上均设置具有圆或圆弧结构的开孔，所开圆的圆心或圆弧轴心位于同一水平高度上；烧嘴法兰定位板与辐射管法兰定位板相互平行，且与换热器法兰定位板相互垂直。

进一步的，所述烧嘴法兰定位板包括一个四方形基板和安装在四方性基板上的圆弧形法兰定位板，在圆弧形法兰定位板中间设置U形开口，若干定位孔以圆弧轴心为圆心，以圆弧形分布在定位板上。

更进一步的，所述辐射管法兰定位板包括一个四方形基板和安装在四方性基板上的圆形法兰定位板，在圆形法兰定位板中间设置圆形开口，若干定位孔以圆形开口的圆心为圆心在定位板上呈圆形分布；圆形开口的圆心与U形开口圆弧轴心位于同一轴线上。

更进一步的，所述换热器法兰定位板由一块四方形板上端向内开圆弧开口构成，若干定位孔以圆弧轴心为圆心，以圆弧形分布在定位板上。

进一步的，所述烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板与操作台之间均设置有定位筋板，定位筋板的一个面连接操作台面，一个面连接定位板的立面。

更进一步的，所述烧嘴法兰定位板的定位筋板设置两块，位于烧嘴法兰定位板和辐射管法兰定位板之间的操作台面上，并以烧嘴法兰定位板的开口对称设置，所述辐射管法兰定位板的定位筋板设置两块，位于远离烧嘴法兰定位板的一侧的操作台面上，并以辐射管法兰定位板的开口对称设置，所述换热器法兰定位板的定位筋板设置两块，位于靠近烧嘴法兰定位板和辐射管法兰定位板一侧的操作台面上，并以换热器法兰定位板的开口对称设置。

进一步的，所述操作台包括台面板和底架，底架由横竖连接的槽钢构成，台面板平铺焊接在底架上。

进一步的，所述定位孔与待加工产品的法兰孔通过销杆连接。

进一步的，所述换热器法兰定位板开孔的中心轴线至烧嘴法兰定位板的距离L1等于烧嘴壳体产品对应尺寸加1～2mm；换热器法兰定位板开孔的中心轴线至辐射管法兰定位板的距离L2等于烧嘴壳体产品对应尺寸减去一个烧嘴法兰的厚度，再加0.5～1mm；换热器法兰定位板与辐射管法兰定位板的中心轴线的距离L3等于烧嘴壳体产品对应尺寸减去一个换热器法兰的厚度，再加1～2mm。

本实用新型的有益效果在于：利用工装实现了烧嘴壳体的多个零部件一次性组装完成，并同时满足法兰的平行度、垂直度，高度尺寸、中心距尺寸等多处技术要求，省掉了在组装过程使用水平尺、高度尺、直角拐尺的测量时间；合格率实现100％，组装工序的效率提高4倍以上，降低了制造成本。该工装设计考虑到了焊接变量因素，解决了焊缝收缩及焊接变形等问题，使烧嘴壳体焊后成品满足各个尺寸要求，焊后无需热校整形；从而使焊接也效率提高近1倍。1人即可实现组对烧嘴壳体50件/班次的高产能效率，年可节约36万。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型图1的B向示意图；

图3是本实用新型图1的A向示意图；

图4是本实用新型的组对工作示意图；

图5是本实用新型烧嘴法兰定位板的结构示意图；

图6是本实用新型辐射管法兰定位板的结构示意图；

图7是本实用新型换热器法兰定位板的结构示意图；

图中：1、底架，2、台面板，3、定位孔，4、烧嘴法兰定位板，5、烧嘴法兰定位筋板，6、辐射管法兰定位板，7、辐射管法兰定位筋板，8、换热器法兰定位板，9、换热管法兰定位筋板，10、销杆，11、换热器法兰定位板中心轴线，12、辐射管法兰定位板中心轴线。

具体实施方式

实施例1

如图1、2、3所示的用于制作辐射管用烧嘴壳体的工装，包括操作台和垂直安装在操作台上的烧嘴法兰定位板4、辐射管法兰定位板6、换热器法兰定位板8；烧嘴法兰定位板4、辐射管法兰定位板6、换热器法兰定位板8上均设置定位孔3，所设置定位孔3与待加工产品的法兰孔位置、尺寸相对应；在烧嘴法兰定位板4、辐射管法兰定位板6、换热器法兰定位板8上均设置具有圆或圆弧结构的开孔，所开圆的圆心或圆弧轴心位于同一水平高度上；烧嘴法兰定位板4与辐射管法兰定位板6相互平行，且与换热器法兰定位板8相互垂直。

作为本实施例中的一种具体结构，如图5所示，所述烧嘴法兰定位板4包括一个四方形基板和安装在四方性基板上的圆弧形法兰定位板，在圆弧形法兰定位板中间设置U形开口，若干定位孔3以圆弧轴心为圆心，以圆弧形分布在定位板上。

如图6所示，所述辐射管法兰定位板6包括一个四方形基板和安装在四方性基板上的圆形法兰定位板，在圆形法兰定位板中间设置圆形开口，若干定位孔以圆形开口的圆心为圆心在定位板上呈圆形分布；圆形开口的圆心与U形开口圆弧轴心位于同一轴线上。

如图7所示，所述换热器法兰定位板8由一块四方形板上端向内开圆弧开口构成，若干定位孔以圆弧轴心为圆心，以圆弧形分布在定位板上。

我们可以看到，上述结构的重点是所开圆的圆心或圆弧轴心位于同一水平高度上，且所设置定位孔3与待加工产品的法兰孔位置、尺寸相对应，至于板的其他无关结构，可以任意变形，对实质问题不产生影响。

实施例2

作为操作台的一种具体设计，采用台面板2和底架1组合，底架1由横竖连接的槽钢构成，台面板2平铺焊接在底架1上。

采用横竖槽钢组成底架，对台面板支撑，不易出现焊接变形，结构平整。

所述烧嘴法兰定位板4与操作台之间设置烧嘴法兰定位筋板5，辐射管法兰定位板6与操作台之间设置有辐射管法兰定位筋板7，换热器法兰定位板8与操作台之间设置有换热管法兰定位筋板9，这些定位筋板的一个面连接操作台面，一个面连接定位板的立面。

作为一种优选设计，烧嘴法兰定位筋板5设置两块，位于烧嘴法兰定位板4和辐射管法兰定位板6之间的操作台面上，并以烧嘴法兰定位板4的开口对称设置；辐射管法兰定位筋板7设置两块，位于远离烧嘴法兰定位板4的一侧的操作台面上，并以辐射管法兰定位板6的开口对称设置；换热器法兰定位筋板9设置两块，位于靠近烧嘴法兰定位板4和辐射管法兰定位板6一侧的操作台面上，并以换热器法兰定位板8的开口对称设置。

如图4所示，作为优选，所述定位孔3与待加工产品的法兰孔通过销杆10连接。

作为优选，所述换热器法兰定位板8开孔的换热器法兰定位板中心轴线11至烧嘴法兰定位板4的距离L1等于烧嘴壳体产品对应尺寸加1～2mm；换热器法兰定位板8开孔的换热器法兰定位板中心轴线11至辐射管法兰定位板6的距离L2等于烧嘴壳体产品对应尺寸减去一个烧嘴法兰的厚度，再加0.5～1mm；换热器法兰定位板8与辐射管法兰定位板6的辐射管法兰定位板中心轴线12的距离L3等于烧嘴壳体产品对应尺寸减去一个换热器法兰的厚度，再加1～2mm。

L1尺寸需要比烧嘴壳体产品图纸的此处尺寸增加1-2mm，解决部件与工装的“接触间隙”、焊接变形收缩等尺寸问题(焊接方法、产品材质的不同，尺寸收缩不同)；使产品焊后尺寸符合图纸要求；

L2尺寸需要比烧嘴壳体产品图纸的此处尺寸减去一个“烧嘴法兰”的厚度，再增加0.5-1mm。因为“烧嘴法兰”部件与是在工装烧嘴法兰定位板4的外侧，“接触间隙”会使“烧嘴法兰”与换热器法兰的中心轴线11的距离变大约0.5mm，所以此处工装焊接变形收缩等尺寸只需补0.5-1mm；

L3尺寸是换热器连接法兰定位半圆弧板8与辐射管法兰定位板的中心轴线12的距离；需要比烧嘴壳体产品图纸的此处尺寸减去一个“换热器法兰”的厚度，再增加1-2mm。原因同上，区别是此处除了法兰焊接外，还多了一道“支管”与“主管”焊缝的收缩量。

该设计考虑到了焊接变量因素，解决了焊缝收缩及焊接变形等问题，使烧嘴壳体焊后成品满足各个尺寸要求，焊后无需热校整形；从而使焊接也效率提高近1倍。

该工装设计，可实现烧嘴壳体的多个零部件一次性组装完成，并同时满足法兰的平行度、垂直度，高度尺寸、中心距尺寸，等多处技术要求，省掉了在组装过程使用水平尺、高度尺、直角拐尺的测量时间；合格率实现100％，组装工序的效率提高4倍以上，降低了制造成本。

本实用新型提供的一种辐射管用烧嘴壳体的制作工装，1人即可实现组对烧嘴壳体50件/班次的高产能效率。使用工装前：多步骤组对，66元/件；焊接、焊后校型50元/件；使用工装后：一次完成组对，16元/件；焊接无需校型28元/件。节约72元/件；以常规年产值5000台计算，可节约36万/年。

尽管上文对本实用新型的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本实用新型的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：包括操作台和垂直安装在操作台上的烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板；所述烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板上均设置定位孔，所设置定位孔与待加工产品的法兰孔位置、尺寸相对应；在烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板上均设置具有圆或圆弧结构的开孔，所开圆的圆心或圆弧轴心位于同一水平高度上；烧嘴法兰定位板与辐射管法兰定位板相互平行，且与换热器法兰定位板相互垂直。

2.根据权利要求1所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述烧嘴法兰定位板包括一个四方形基板和安装在四方性基板上的圆弧形法兰定位板，在圆弧形法兰定位板中间设置U形开口，若干定位孔以圆弧轴心为圆心，以圆弧形分布在定位板上。

3.根据权利要求2所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述辐射管法兰定位板包括一个四方形基板和安装在四方性基板上的圆形法兰定位板，在圆形法兰定位板中间设置圆形开口，若干定位孔以圆形开口的圆心为圆心在定位板上呈圆形分布；圆形开口的圆心与U形开口圆弧轴心位于同一轴线上。

4.根据权利要求2所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述换热器法兰定位板由一块四方形板上端向内开圆弧开口构成，若干定位孔以圆弧轴心为圆心，以圆弧形分布在定位板上。

5.根据权利要求1所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述烧嘴法兰定位板、辐射管法兰定位板、换热器法兰定位板与操作台之间均设置有定位筋板，定位筋板的一个面连接操作台面，一个面连接定位板的立面。

6.根据权利要求5所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述烧嘴法兰定位板的定位筋板设置两块，位于烧嘴法兰定位板和辐射管法兰定位板之间的操作台面上，并以烧嘴法兰定位板的开口对称设置，所述辐射管法兰定位板的定位筋板设置两块，位于远离烧嘴法兰定位板的一侧的操作台面上，并以辐射管法兰定位板的开口对称设置，所述换热器法兰定位板的定位筋板设置两块，位于靠近烧嘴法兰定位板和辐射管法兰定位板一侧的操作台面上，并以换热器法兰定位板的开口对称设置。

7.根据权利要求1所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述操作台包括台面板和底架，底架由横竖连接的槽钢构成，台面板平铺焊接在底架上。

8.根据权利要求1所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述定位孔与待加工产品的法兰孔通过销杆连接。

9.根据权利要求1所述的辐射管用烧嘴壳体专用工装，其特征在于：所述换热器法兰定位板开孔的中心轴线至烧嘴法兰定位板的距离L1等于烧嘴壳体产品对应尺寸加1～2mm；换热器法兰定位板开孔的中心轴线至辐射管法兰定位板的距离L2等于烧嘴壳体产品对应尺寸减去一个烧嘴法兰的厚度，再加0.5～1mm；换热器法兰定位板与辐射管法兰定位板的中心轴线的距离L3等于烧嘴壳体产品对应尺寸减去一个换热器法兰的厚度，再加1～2mm。

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