立式气控自动开门硫化罐结构设计
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算
立式气控自动开门硫化罐结构设计
姜忠军， 邱先锋， 张东伟， 邵丹志 （辽宁省盘锦橡塑机械厂， 辽宁 盘锦
摘
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依靠安全连锁装置， 保证操作安全性， 通过错齿气缸和翻转气缸使罐盖、 罐口啮合与错齿， 关 要：
闭与打开， 从而实现自动开门。 罐口； 罐盖； 啮合； 气缸； 配备； 安全连锁 关键词：
图!
!’ 裙座； (’ 锥体腔； )’ 胶带胎具； *’ 胶带制品； +’ 调整行程装置； "’ 错齿汽缸； ,’ 罐口； -’ 罐盖； .’ 中心轴； !/’ 翻臂； !!’ 翻臂支座； !(’ 翻臂汽 缸； !)’ 配重； !*’ 转盖板； !+’ 限位装置； !"’ 安全连锁。
（)） 罐盖部分主要有盖缘、 球冠封头、 调整行程 装置以及上平板、 转盖板、 中心轴。盖缘上也设有沿 圆周均布的 !" 个凸齿， 与罐口上的凹齿啮合与错 开， 材质也选用 !"#$ 锻件， 球冠形封头与盖缘采用 对焊， 保证焊接质量， 材质为 !"#$% 板。调整装置 如图所示， 与球冠形封头焊在一起， 当装有胶带的胎 具放在底板上时， 罐盖关闭， 这时上平板， 通过调整 行程装置就会紧紧压在胎具上， 保证密封性。而且 调整装置与上平板也有小的 & 形密封圈， 保证紧密 性。 （*） 错齿机构是通过连在气缸上的拨杆带动罐 盖上的转盖板， 达到罐盖和罐口互相啮合和错开的 目的， 错齿气缸型号为 01(// 2 !"+ 3 4。 （+） 翻转机构主要包括翻臂、 翻转支座、 配重部 分、 翻转气缸。 翻臂与罐盖部分的中心轴连接成为一体， 通过 翻转支座与罐耳相连作为的支点， 在翻转气缸驱动 下， 加上配重部分的作用， 使罐盖部分灵活翻转与关 闭。在翻转气缸支架上设有限位装置， 保证操作安 全性， 翻转气缸型号为 01!"/ 2 "// 3 5。 （"） 安全联锁机构， 用以保证整个操作过程的安 全性， 主要在于灵敏度极高的零压开关， 当罐内无压
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管与管板焊缝硬度测试结果 硬度值 （/0） !)1， !!)， !)2， !)1， !!) !)!， !)+， !+3 )1+， )1!， )1)1.， )14， )1)14， )11， !+-
位置 焊缝 母材 热影响区 母材 热影响区
项性能试验及组织检查的结果， 均符合 $987、 制造 技术条件的要求。 同时， 设备制造过程中锆材的焊接技术， 对今后 的设备制造具有借鉴作用， 主要表现在： （)） 改变了国内只 !.*" ## 厚锆板的焊接成功， 能进行薄板焊接的现状， 使得国内对锆材的焊接又 有新的突破；
（!） 锆换热管与锆复合管板的焊接技术的突破， 为锆制设备的国产化提供了经验。 几次检验均 该台设备自 )111 年投入使用至今， 未发现腐蚀现象， 设备运转正常， 进一步证明设备制 造过程中， 采取的工艺参数合理、 可靠。
参考文献： ［)］ 美国焊接学会 # 焊接手册 ［8］ # ［!］ 美国 6<=$ 公司 # 锆焊接技术介绍 ［8］ # ［-］ 曾乐 # 现代焊接技术手册 ［ 8］ 上海科学技术出 # 上海： 版社 # ［"］ 黄嘉琥编 # 压力容器材料实用手册—特种材料 ［ 8］ #北 京： 化学工业出版社 # 收稿日期： !++- > +3 > !+ 作者简介： 葛新生 （)14. > ） ， 男， 工程师， 主要从事工程设备 的监理和监造、 高耐蚀性金属材料的应用与腐蚀性能研究等 工作， 通讯地址： 安徽省合肥市长江西路 333 号， 合肥通用机 械研究所。
万方数据 ・ (- ・
第 !+ 卷第 )) 期
压
力
容
器
总第 )-! 期
条件相同。
表" 焊接 方法 氩弧焊 表. 序号 ) ! 管板 管子 层数 ) 焊材直径 （##） !!*" 电流极性 直流正接 电流 （$）
（!） 宏观组织及缺陷
密封焊焊接工艺参数 气流量 （% & #’(） 主喷嘴 附加保护 )+ , )! !! , !" 送气时间 （#’(） 提前 ! 滞后 ! 钨极直径 （##） !-
时 （ ! ! / " //( #67） ， 零压开关打开， 气缸可以得到 电信号进行操作； 当罐内有压时 （ ! " / " //( #67） ， 零压开关关闭， 气缸得不到电信号， 无法操作， 这样 就保证了安全性。 * 工作原理 将需要硫化的胶带放入罐内， 这时罐内显示无 压 （零压开关打开） ， 按关盖按扭， 翻转气缸得到电信 号进行关盖， 显示到位后， 再按错齿按扭，错齿气缸 驱动使罐盖与罐口啮合，显示到位后，安全联锁投 入， 销杆插入并带动连杆将阀门关闭， 这时罐内已经 密闭了， 通入饱和蒸气达到一定压力、 温度后进行硫 化； 硫化完毕进行卸压， 罐内有压时， 零压开关关闭， 气缸得不到电信号， 无法操作， 保证安全。当罐内显 示无压时 （零压开关打开） ， 按退销按扭， 安全联锁插 销拨出， 并带动连杆使阀门打开排出余汽， 接着进行 错齿与翻转， 使罐盖打开， 进行下一次硫化。整个的 操作过程是相互联锁的， 即上步动作没完成， 下步动 作不能进行。 + 制造、 检验、 试运行的注意事项 （!） 制造部分的关键在于罐口 （下转第 )+ 页）
表2 拉力 （ :;） "-*2+ "4*"+ 密封焊拉脱力试验结果 断裂位置 管与管板的焊缝 管与管板的焊缝 备注 拉脱 拉脱
均无宏观裂纹和未熔 )） " 块样， )! 个检查剖面， 合； 熔深 （ ##） ： !） !*!， !*4， !*!， !*+， )*1， !*-， !*)， 平均熔深 -*+， !*!， !*+， !*)， !*"， !*+， !*)， !*+， )*1； " 平 5 !*)1 ##。 检查结果符合技术条件中的无宏观可见缺陷、 焊缝平均熔深不小于 !*+ ## 的要求。 （-） 金相组织及缺陷 焊缝与热影响区均无显微裂纹； 焊缝无非正常 组织。 由力学性能试验数据可知， 所选工艺参数合适， 满足设计要求。为验证密封焊后的强度， 做了 ! 个 试样的拉脱力试验， 试验数据见表 2。 由拉脱时的拉力可知， 密封焊强度满足 678$ 要求， 进一步验证了坡口型式及其焊接工艺参数的 合理性。 " 结语 按照上述确定的工艺参数进行了设备管箱筒 体、 换热管与管板的焊接， 焊缝成形美观。所有焊接 部分一次合格， 焊缝颜色为光亮的银白色， 再次验证 了各项工艺参数的合理性和准确性。对产品试板各 （上接第 !3 页） 与罐盖装配的准确度， 保证开关灵活 可靠。中心轴与罐盖为焊后二次加工， 可确保同轴 度， 翻转气缸装配时， 气缸行程需留有 . ## 裕量， 这样可以保证翻转关闭时， 罐盖与罐口能够相接触。 （!） 对锥体腔的压力试验需进行气压， 把底板与 大法兰紧固后， 用丝堵将底板封住， 装入一定量的 水， 从底封头内通入压缩气体， 如果水没有冒泡， 便 证明焊接处没有泄漏。
（-） 水压试验合格后进行试运行时， 必须将裙座 的地脚螺栓固定住， 避免运行时， 罐体偏心而失稳。 配重铁应逐渐增加， 直到保证操作平稳灵活为止。
收稿日期： !++- > )+Βιβλιοθήκη Baidu> )+ 修稿日期： !++- > )+ > !.
作者简介： 姜忠军 （)14+ > ） ， 男， 工程师， 毕业于抚顺石油学 院化工设备与机械专业， 从事压力容器、 锅炉的设计与制造 工作， 通讯地址： 辽宁省盘锦橡塑机械厂。
中图分类号： &’$(! 文献标识码： ) 文章编号： （"$$,） !$$! * #+,!! * $$"- * $"
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自动开门， 即错齿采用气缸驱动， 而开门则采用吊车 装卸， 这样不仅效率低， 而且使罐盖与罐口频繁相 碰， 影响设备强度和寿命。某厂研制生产的 ’L.! ! " 主要用于橡胶带的硫化， 它实现 M $ ! ( 立式硫化罐， 了全自动开门， 安全可靠， 运行 ! 年来， 各项技术指 标均满足工艺要求， 得到了用户的好评， 现在已批量 生产。 " 设计要求及参数 本设备主要用于胶带的硫化， 硫化罐如图 ! 所 示， 通过向锥体腔通入饱和蒸汽 （最大工作压力 $ ! + ， 向筒体内通入饱和蒸汽 （最大工作压力 ! ! , ?40） ， 使胶带在内外压力和温度的作用下， 实现硫 ?40） 化， 达到工艺要求， 胶带硫化一次需 #$ N/2 左右， 要
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立式气控自动开门硫化罐结构设计
9;<(/ = >;!! (//)
均布的 !" 个凹齿， 供与罐盖啮合用， 材质选用 !"#$ 锻件， 保证承压的安全性， 筒体、 封头均采用 !"#$% 板， 在底封头外缘处有两个蒸汽进出口， 而在底封头
内缘处也有两个蒸汽进出口。锥体腔有锥体， 大法 兰和与之相连的底板， 大法兰与底板靠 & 形密封圈 密封。
!
前言 在橡胶硫化设备中， 一般立式硫化罐多数为半
求开关门自动而且迅速灵活， 减少能源浪费， 提高生 产效率。 主要设计参数如下： 直径 " !"$$ NN ； 有效长度 筒体设计压力 ! ! # ?40； 设计温度 !O+ P ； 筒 ($$ NN； 体工作压力 ! ! , ?40； 工作温度 !O( P ； 锥体腔设计 压力 $ ! ++ ?40； 设计温度 !-+ P ； 锥体腔工作压力 工作温度 !-( P ； 腐蚀裕度 ! NN。 $ ! + ?40； , 主要结构 本设备主要由裙座、 罐体部分， 罐盖部分、 错齿 机构、 翻转机构及安全联锁机构组成 （见图 !） 。 （!） 裙座部分属于非受压件， 主要起支承作用， 各进排汽管线穿越裙座， 裙座内设有人孔， 供检修及 安装方便， 供固定时用。 + 个地脚螺栓孔， （"） 罐体部分主要有罐口、 筒体、 封头、 锥体腔、 罐盖限位装置， 罐体上还设有压力表、 温度计、 安全 阀以及与安全联锁相配的排放口。罐口上有沿圆周 ・ "- ・
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立式气控自动开门硫化罐结构设计
姜忠军， 邱先锋， 张东伟， 邵丹志 （辽宁省盘锦橡塑机械厂， 辽宁 盘锦
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依靠安全连锁装置， 保证操作安全性， 通过错齿气缸和翻转气缸使罐盖、 罐口啮合与错齿， 关 要：
闭与打开， 从而实现自动开门。 罐口； 罐盖； 啮合； 气缸； 配备； 安全连锁 关键词：
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!’ 裙座； (’ 锥体腔； )’ 胶带胎具； *’ 胶带制品； +’ 调整行程装置； "’ 错齿汽缸； ,’ 罐口； -’ 罐盖； .’ 中心轴； !/’ 翻臂； !!’ 翻臂支座； !(’ 翻臂汽 缸； !)’ 配重； !*’ 转盖板； !+’ 限位装置； !"’ 安全连锁。
（)） 罐盖部分主要有盖缘、 球冠封头、 调整行程 装置以及上平板、 转盖板、 中心轴。盖缘上也设有沿 圆周均布的 !" 个凸齿， 与罐口上的凹齿啮合与错 开， 材质也选用 !"#$ 锻件， 球冠形封头与盖缘采用 对焊， 保证焊接质量， 材质为 !"#$% 板。调整装置 如图所示， 与球冠形封头焊在一起， 当装有胶带的胎 具放在底板上时， 罐盖关闭， 这时上平板， 通过调整 行程装置就会紧紧压在胎具上， 保证密封性。而且 调整装置与上平板也有小的 & 形密封圈， 保证紧密 性。 （*） 错齿机构是通过连在气缸上的拨杆带动罐 盖上的转盖板， 达到罐盖和罐口互相啮合和错开的 目的， 错齿气缸型号为 01(// 2 !"+ 3 4。 （+） 翻转机构主要包括翻臂、 翻转支座、 配重部 分、 翻转气缸。 翻臂与罐盖部分的中心轴连接成为一体， 通过 翻转支座与罐耳相连作为的支点， 在翻转气缸驱动 下， 加上配重部分的作用， 使罐盖部分灵活翻转与关 闭。在翻转气缸支架上设有限位装置， 保证操作安 全性， 翻转气缸型号为 01!"/ 2 "// 3 5。 （"） 安全联锁机构， 用以保证整个操作过程的安 全性， 主要在于灵敏度极高的零压开关， 当罐内无压
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（!） 锆换热管与锆复合管板的焊接技术的突破， 为锆制设备的国产化提供了经验。 几次检验均 该台设备自 )111 年投入使用至今， 未发现腐蚀现象， 设备运转正常， 进一步证明设备制 造过程中， 采取的工艺参数合理、 可靠。
参考文献： ［)］ 美国焊接学会 # 焊接手册 ［8］ # ［!］ 美国 6<=$ 公司 # 锆焊接技术介绍 ［8］ # ［-］ 曾乐 # 现代焊接技术手册 ［ 8］ 上海科学技术出 # 上海： 版社 # ［"］ 黄嘉琥编 # 压力容器材料实用手册—特种材料 ［ 8］ #北 京： 化学工业出版社 # 收稿日期： !++- > +3 > !+ 作者简介： 葛新生 （)14. > ） ， 男， 工程师， 主要从事工程设备 的监理和监造、 高耐蚀性金属材料的应用与腐蚀性能研究等 工作， 通讯地址： 安徽省合肥市长江西路 333 号， 合肥通用机 械研究所。
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密封焊焊接工艺参数 气流量 （% & #’(） 主喷嘴 附加保护 )+ , )! !! , !" 送气时间 （#’(） 提前 ! 滞后 ! 钨极直径 （##） !-
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均布的 !" 个凹齿， 供与罐盖啮合用， 材质选用 !"#$ 锻件， 保证承压的安全性， 筒体、 封头均采用 !"#$% 板， 在底封头外缘处有两个蒸汽进出口， 而在底封头
内缘处也有两个蒸汽进出口。锥体腔有锥体， 大法 兰和与之相连的底板， 大法兰与底板靠 & 形密封圈 密封。
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前言 在橡胶硫化设备中， 一般立式硫化罐多数为半
求开关门自动而且迅速灵活， 减少能源浪费， 提高生 产效率。 主要设计参数如下： 直径 " !"$$ NN ； 有效长度 筒体设计压力 ! ! # ?40； 设计温度 !O+ P ； 筒 ($$ NN； 体工作压力 ! ! , ?40； 工作温度 !O( P ； 锥体腔设计 压力 $ ! ++ ?40； 设计温度 !-+ P ； 锥体腔工作压力 工作温度 !-( P ； 腐蚀裕度 ! NN。 $ ! + ?40； , 主要结构 本设备主要由裙座、 罐体部分， 罐盖部分、 错齿 机构、 翻转机构及安全联锁机构组成 （见图 !） 。 （!） 裙座部分属于非受压件， 主要起支承作用， 各进排汽管线穿越裙座， 裙座内设有人孔， 供检修及 安装方便， 供固定时用。 + 个地脚螺栓孔， （"） 罐体部分主要有罐口、 筒体、 封头、 锥体腔、 罐盖限位装置， 罐体上还设有压力表、 温度计、 安全 阀以及与安全联锁相配的排放口。罐口上有沿圆周 ・ "- ・