一种锥形筒体水平回转装置的制作方法

本发明涉及管路以及压力容器制造领域，尤其涉及一种塔式容器锥形裙座筒体的焊接制造。

背景技术：

塔式容器是石化容器中一种长度较大的立式容器。锥形裙座筒体广泛应用于内径小，高度高，风荷载大的塔式容器中，通过其锥体大口端直径增大的优势增加了地脚螺栓的数量以及地基板的承受面积，标准上锥形裙座筒体的半锥顶角不宜超过15°。

锥形裙座筒体根据长度由多节锥体拼接而成，由于难以沿轴线回转，无法使用自动焊机焊接锥形筒体对接焊缝，只能将锥形筒体筒节立式对接，筒节对接位置距离地面较高时，焊接操作十分困难并且存在一定危险，并且外部焊接后需要在内侧对焊道进行清根，再进行内、外侧的焊接。

锥形筒体制造完成后，需要与容器相连接，容器上的管路需要从裙座内部伸出与外部管道连接，需要在裙座上开孔并安装接管6，管路与锥体的安装角度以及其到容器轴线的距离难以测量，管路根据设计要求可以为多根并且位于多方位。

目前通过天车对锥形筒体进行翻转进行测量工作，但若长期使用天车，则存在诸多困难和不利因素，如：1.容易造成锥体装卡位置变形；2.存在磕碰锥体外壁零件的风险；3.无法准确安装接管；4.需要天车频繁作业，费时费力。

由于上述原因，本发明人对现有的塔式容器锥形裙座和滚动系统进行了深入研究，以便设计出一种可以将锥形筒体平稳放置在滚轮架上，能够像直筒体一样制造的水平回转装置。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种结构新颖、实用性强的锥形筒体水平回转装置，其中，所述水平回转装置包括支撑圈和安装于支撑圈上的铰座，本发明通过下铰座的支撑面同时与锥形筒体外圆锥面圆周均布接触，保证水平回转装置同轴装夹锥形筒体，并且通过调整上铰座与支撑圈径向通孔的联接位置，可以改变下铰座到支撑圈轴线的距离，以适应装夹不同直径的锥形筒体。本发明结构新颖、简单，当回转装置装夹锥形筒体在滚轮架上滚动，可以完成长锥形筒体对接的自动焊接以及在锥体上多方位安装和内外焊接零件等各种操作。

具体来说，本专利的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供一种锥形筒体水平回转装置，包括支撑圈1和安装于其上的铰座2。

其中，所述支撑圈1为圆盘形构件，由两个相同的半圆形构件通过预紧螺栓3对扣连接成一体，优选每个支撑圈1由弧板1-1、侧板1-2、筋板1-5以及连接板1-6固连。

所述铰座2可以环向均布设置多个，可以为铰接结构的装配体，包括上铰座2-1、心轴2-4、下铰座2-6，上铰座2-1与下铰座2-6通过心轴2-4连接成一体，下铰座2-6的支撑面可以同时与锥形筒体外圆锥面圆周均布接触，转动角度范围可以为0°～40°。

所述支撑圈1圆周均布且平行支撑圈1轴线的多组通孔，两块调整板2-10加工有与支撑圈1和侧板1-2上相同的通孔。

所述上铰座2-1为C型构件，通过调整板2-10插到支撑圈1侧板外侧，并用调节螺栓4连接。

每个支撑圈1上安装有铰座2，调整上铰座2-1与支撑圈1径向通孔的联接位置，可以改变下铰座2-6到支撑圈1轴线的距离。

本发明另一方面提供一种套装锥形筒体的方法，包括以下步骤：

步骤1，将多节锥形筒节进行立式对接，对接位置进行点焊并固定形成整体锥形筒体5；

步骤2，装配支撑圈1与铰座2，调整铰座2与支撑圈1调节孔位置，并将安装好铰座2的支撑圈1对扣连接；

步骤3，起吊支撑圈1，先后安装大口圈支撑圈1和小口支撑圈1，以及任选的定位块7；

步骤4，起吊锥形筒体5，翻转至水平，下降至支撑圈1与水平摆放的两支滚轮架8平稳接触。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.根据本发明提供的锥形筒体水平回转装置及其安装方法，通过将水平回转装置安装在锥形筒体上，进而实现锥形筒体在滚轮架上进行平稳的水平回转，且制造成本低，周期短，可反复使用。

2.根据本发明提供的锥形筒体水平回转装置及其安装方法，通过将支撑圈设计成两个半圆形构件，以便于安装拆卸。

3.根据本发明提供的锥形筒体水平回转装置及其安装方法，通过调节铰座与支撑圈的连接位置，可实现水平回转装置装卡锥形筒体不等径位置及其它规格锥体，应用广泛，可调性好，适应性强。

4.根据本发明提供的锥形筒体水平回转装置及其安装方法，、装置上的铰座与工件接触，其夹紧可靠性好，可以保证工件安全可靠定位，实现锥体反复在滚轮架上转动而不发生轴向窜动。

5.根据本发明提供的锥形筒体水平回转装置及其安装方法，容易实现大型锥体环缝自动焊接，锥体上的开孔、内外安装各种零件等复杂工序。

附图说明

图1示出本发明中水平回转装置与锥形筒体安装三维示图

图2示出本发明中水平回转装置与锥形筒体安装示意图

图3示出本发明中图1中A-A剖视图

图4示出本发明中支撑圈1结构示意图

图5示出本发明中铰座2结构示意图

图6示出本发明中下铰座2-6结构示意图

图7示出本发明中上铰座2-1结构示意图

附图标号说明：

1-支撑圈

2-铰座

3-预紧螺栓

4-调节螺栓

5-锥形筒体

6-接管

7-定位块

8-滚轮架

1-1-弧板

1-2-侧板

1-3-吊耳

1-4-导向板

1-5-筋板

1-6-连接板

2-1-上铰座

2-2-扣盖

2-3-螺母

2-4-心轴

2-5-螺栓螺母

2-6-下铰座

2-7-橡胶垫板

2-8-下心轴支撑

2-9-支撑板

2-10-调整板

2-11-上心轴支撑

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据一个方面，本发明提供一种锥形筒体水平回转装置，该装置包括支撑圈1和安装于支撑圈1上的铰座2，如图1所示。

根据本发明，所述支撑圈1为圆盘形构件，由两个相同的半圆形构件通过预紧螺栓3对扣连接成一体，所述预紧螺栓3可以是多组，优选4组，如图2所示。

根据本发明优选的实施方式，优选每个支撑圈1由弧板1-1、侧板1-2、筋板1-5以及连接板1-6固连。

根据本发明另一种实施方式，优选构成支撑圈1的每个半圆形构件包括弧板1-1、侧板1-2、吊耳1-3、导向板1-4、筋板1-5以及连接板1-6。

如图4所示，所述侧板1-2为外缘为圆形，内侧为正多边形的钢板，优选为正八边形，两侧的孔为铰座2连接孔，在整体焊接完成后加工连接铰座的通孔，两处孔的中心线夹角为90°并且沿支撑圈1中心线对称，两侧板内侧通过筋板1-5焊接连接。

本发明中，所述导向板1-4在安装和调整铰座2与支撑圈1安装位置时起到导向的作用。所述筋板1-5为多块，焊接在两侧板1-2之间受力较大位置，用于增加侧板1-2对弧板1-1的支撑强度。

根据本发明，所述连接板1-6连接面到支撑圈1水平中心线有间隙，所述间隙优选为2～20mm，更优选为5～10mm，用来提供预紧螺栓3的预紧力。

根据本发明，所述铰座2可以环向均布设置多个，为利于定位，优选设置至少3个，更优选设置3至8个，尤其是4个，为铰接结构的装配体，包括上铰座2-1、心轴2-4、下铰座2-6，上铰座2-1与下铰座2-6通过心轴2-4连接成一体，所述心轴2-4为铰座2的倾动轴。

本发明优选地通过扣盖2-2与螺母2-3将心轴2-4固定在上铰座2-1与下铰座2-6之间，如图5所示，所述扣盖2-2优选为环状部件，设有内凹槽。

根据本发明优选的实施方式，所述上铰座2-1为C型构件，与支撑圈1通过螺栓连接。优选地，所述上铰座2-1通过调整板2-10插到支撑圈1侧板外侧，并用调节螺栓4连接，如图2、5所示。

本发明中，所述支撑圈1圆周均布且平行支撑圈1轴线的多组通孔，优选每组通孔可以是沿支撑圈1径向等距分布的通孔，所述通孔优选为四对，和/或

两块调整板2-10加工有与支撑圈1和侧板1-2上相同的通孔。

优选地，所述上铰座2-1通过调整连接板2-10与支撑圈1连接，调整连接板2-10的间距可以沿导向板1-4插入两侧板1-2外侧，上心轴支撑2-11作为铰接的上部连接件，如图7所示。

根据本发明优选的实施方式，所述下铰座2-6的支撑面可以同时与锥形筒体外圆锥面圆周均布接触，优选地，下铰座2-6通过下心轴支撑2-8和支撑板2-9将锥形筒体与整个回转装置连接。

根据本发明优选的实施方式，优选下铰座围绕心轴2-4(相对水平位置而言)的转动角度范围为0°～40°，优选为5°～30°，更优选为10°～20°，如图6所示。

本发明中，所述心轴2-4的轴肩与上、下心轴支撑加工槽完全配合，通过扣盖2-2加以固定，进而在工作时不会发生轴向窜动，也不会径向脱落，还能便于安装，例如图5所示。

优选地，所述支撑板2-9可通过螺栓螺母2-5将橡胶垫板2-7固定在支撑面上，橡胶垫板2-7有良好的性能，可起到对锥形筒体的清洁、表面防护、增大接触面积以及增加摩擦力等作用，根据锥体的特性可选择不同的厚度。

优选地，所述支撑板2-9多侧加工圆角，防止套入锥形筒体时因棱角接触而损伤到筒体表面。

在一个优选的实施方式中，每个支撑圈1上安装多个铰座2，调整上铰座2-1与支撑圈1径向通孔的联接位置，可以改变下铰座2-6到支撑圈1轴线的距离，来适应水平回转装置装卡锥形筒体两处不等径位置以及其他规格类似的锥体。

根据本发明所述的水平回转装置，其可以根据锥形筒体5的实际情况选择竖立套装或者水平对扣安装。

本发明人提供一种锥形筒体竖立套装水平回转装置的方法，优选地，利用上述的水平回转装置进行套装，包括以下步骤：

步骤1，将多节锥形筒节进行立式对接，对接位置进行点焊并固定形成整体锥形筒体5，优选利用连接板进行固定；

步骤2，装配支撑圈1与铰座2，调整铰座2与支撑圈1调节孔位置，并将安装好铰座2的支撑圈1对扣连接；

步骤3，起吊支撑圈1，先后安装大口圈支撑圈1和小口支撑圈1，以及任选的定位块7；

步骤4，起吊锥形筒体5，翻转至水平，下降至支撑圈1与水平摆放的两支滚轮架8平稳接触。

其中，在步骤2中，在平台进行支撑圈1与铰座2的装配，具体操作如下：首先在锥形筒体5上选择两处合适的安装位置，该位置要求在本装置调节范围内的筒体重心两侧，且不与筒节对接位置以及其他零件安装位置干涉，满足以上条件后可根据锥形筒体5的实际情况进行合理调整。测量两处位置所对应的外径，通过测量尺寸分别调整好大、小端的铰座2与支撑圈1调节孔位置，以满足测量尺寸位置区域。将安装好铰座2的支撑圈1对扣连接。安装铰座2时应注意下铰座倾斜方向与锥形筒体2锥度方向一致。

在步骤3中，通过支撑圈1四处吊耳1-3水平起吊支撑圈1，具体操作如下：首先安装大口圈支撑圈1，从竖立的锥形筒体小口端套入，平稳下降直至下铰座2-6与锥形筒体5完全贴合，在下铰座2-6上部对应位置的筒体上焊接定位块7，定位块7要求与下铰座贴合后再与锥体进行焊接，在本装置拆除前去除。其次安装小口支撑圈1及定位块7；

其中，定位块7为临时性附件，在水平回转装置与锥形筒体安装后焊接在铰座与筒体接触位置小口端的筒体上，并与铰座贴合。由于水平回转装置与锥形筒体5装配后，既受到筒体自重对本装置带来的径向力，也受到沿锥体表面朝小口端方向带来的轴向力，在滚轮架8上长期回转会存在锥形筒体5发生轴向窜动并与本装置的脱离的风险，故需要通过定位块7来固定本装置与锥形筒体5，并且在本装置使用拆除时从锥形筒体5上去除。步骤4中，测量两组装置间距离，按尺寸在水平地面摆放好两支滚轮架8，起吊锥形筒体5，平稳翻转至水平，下降至支撑圈1与滚轮架8平稳接触，实现锥形筒体在滚轮架8上的回转操作。

根据本发明的一个优选的实施方式，如图1、3所示，安装后的锥形筒体5可以平稳地放置在滚轮架8上，锥形筒体5的轴线与水平地面平行。以水平地面为基准测量锥体轴线到水平地面的距离，接管6距离锥体轴线的距离及角度，可以通过回转滚轮架8将接管位置升到最高位置，用水平尺调整接管与筒体角度以及测量接管6端部到水平地面的距离，便可计算出接管6端面到锥形筒体轴线的距离，并调节至符合要求的高度进行固定及焊接。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。