封头冲压成型模具、封头冲压成型方法
【专利摘要】本申请的一种封头冲压成型模具，在生产过程中，使封头的成型端口向下，避免了钢板高温氧化皮脱落后在封头内表面的堆积，消除了传统压制成形过程中氧化皮被压缩在封头内表面造成局部凹坑、麻点或减薄区，从而封头内表面光滑，减少内表面抛光工作量，也减少基础钢板的厚度，降低反应器制造成本。还提供了一种封头冲压成型方法，该方法采用上述模具，从而成型出端口朝下的封头，制造出的封头表面光滑整齐，一方面能够有效防止介质粘结，使介质流动顺畅，反应均匀；另一方面，在调整工艺切换不同牌号产品的生产时，可以便捷地清理干净前一牌号产品的残余，保证产品的生产质量。
【专利说明】
封头冲压成型模具、封头冲压成型方法
技术领域
[0001]本申请涉及用于石油炼制与化工、煤化工、化肥工业、及其它各种化工装备中的各种高等级压力容器技术领域，特别涉及一种生产封头的反向冲压模具、封头及其压力容器。
【背景技术】
[0002]在石油化工的聚合反应生产工艺技术领域，目前聚丙烯生产主要采用气相工艺、本体工艺或者淤浆工艺。传统的淤浆工艺在聚丙烯生产中，除了在一些特殊需求情况下才用到之外，淤浆工艺已逐渐被淘汰。本体法工艺则仍保持着原有的优势。而气相法工艺则迅速增长，以工艺简单、单线生产能力大、投资少而备受青睐，全球气相工艺和本体环管工艺生产的树酯产量快速增长。由于聚烯烃物料和反应物的粘性，以及颗粒物介质等原因，聚合反应器的内部在循环气作用下形成流化床状态，所以壳体内壁需要有较高的光洁度，才能一方面预防介质粘结，使介质流动顺畅，反应均匀，另一方面在调整工艺，切换不同牌号的产品生产时，可以方便地清理干净前一牌号产品的残余，保证产品质量。而现有的生产设备生产出来的封头往往满足不了要求。
[0003]在炼油工艺各种加氢反应器中，尤其是用于聚烯烃聚合等反应的反应器要求壳体的内壁具有较高光洁度。
[0004]压力容器封头的传统制造工艺是由钢材热压成形的，用于制造封头的圆形毛坯先被放置到加热炉里加热，再从炉中取出安放到大型冲压机上，然后向下压制成封头的端口向上的形状。加热钢板时，高温使钢板表面高度氧化，冲压准备前，下模具从周边支承圆平板毛坯，上模具从中间往下压把圆平板毛坯冲压成端口向上而成，在这过程中，钢板高温氧化皮不断脱落，并且堆积在封头内表面，最终压制成形后，氧化皮被压缩在封头内表面造成局部凹坑、麻点或减薄区，封头内表面很不光滑，需要花费很大的人力物力和工期对内表面抛光，也容易减薄钢板的厚度，降低反应器强度，成为高等级反应器制造的一大难题。
[0005]因此，开发一种封头成形方法、封头结构、压力容器以及封头反向成形模具，应用于各种石油化工或煤化工领域，对安全生产、经济效益和社会效益都具有重要的工程意义。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在上述技术问题，本申请提供一种封头冲压成型模具和使用该模具的封头冲压成型方法，该模具和方法能够生产出内表面光滑整齐的封头。
[0007]为实现上述目的，本申请提供以下技术方案:
提供一种封头冲压成型模具，包括上模头和下模头，上模头包括对平板毛坯的边缘施加向下力的抵压部，上模头在对应平板毛坯中部的上方留有成型空间，下模头包括对平板毛坯中部施加向上力的上凸部。
[0008]其中，所述成型空间为与所述下模头相对应的通孔。
[0009]其中，该封头冲压成型模具还包括驱动所述上模头向下运动的压力柱，所述压力柱与所述上模头连接。
[0010]其中，所述压力柱驱动所述上模头垂直向下运动。该种封头的成型端口向下的冲压成形方法也可用于封头端口向下的旋压成形。
[0011]其中，所述上模头为圆形的上模头，所述压力柱设置有多条，且多条压力柱沿所述上模头的周向均匀分布。
[0012]其中，该模具还包括用于固定所述下模头的下模支座，所述下模支座通过移动机构能够水平移动。
[0013]其中，所述上模头设置有多个用于使成形后的封头与所述下模头分离的脱模勾，所述脱模勾与所述上模头固定连接，且多个脱模勾沿所述上模头的周向均匀分布。
[0014]还提供一种封头冲压成型方法，该方法采用上述任一项所述的模具，从而成型出端口朝下的封头。
[0015]其中，所述封头为椭圆形封头或球形封头。
[0016]其中，所述封头为单层板封头或多层板封头。
[0017]本申请的有益效果:
与现有技术相比，本申请提供的一种封头冲压成型模具，在生产过程中，避免了钢板高温氧化皮脱落后在封头内表面的堆积，消除了传统压制成形过程中氧化皮被压缩在封头内表面造成局部凹坑、麻点或减薄区，从而封头内表面光滑，减少内表面抛光工作量，也减少基础钢板的厚度，降低反应器制造成本。
[0018]还提供了一种封头冲压成型方法，该方法采用上述模具，从而成型出端口朝下的封头，该封头表面光滑整齐，一方面能够有效防止介质粘结，使介质流动顺畅，反应均匀；另一方面，在调整工艺切换不同牌号产品的生产时，可以便捷地清理干净前一牌号产品的残余，保证产品的生产质量。
【附图说明】
[0019]图1为本申请的压力容器的结构示意图。
[0020]图2为本申请的封头反向成形模具的第一工作状态时的结构示意图。
[0021]图3为本申请的封头反向成形模具的第二工作状态时的结构示意图。
[0022]图4为本申请的封头反向成形模具的第三工作状态时的结构示意图。
[0023]图5为本申请的封头反向成形模具的第四工作状态时的结构示意图。
[0024]图6为本申请的封头反向成形模具的第五工作状态时的结构示意图。
[0025]图7为本申请的封头结构的结构示意图。
[0026]附图标记:
筒体I，封头2，上开口 3，下开口 4，支座5，内支承结构6;
下模头7，下模支座8;
上模头9，压力柱10;
圆平板毛坯11，脱模勾12;
封头端口内半径R，通孔的半径R+。
【具体实施方式】
[0027]以下结合具体实施例及附图对本申请进行详细说明。
[0028]本申请提供一种封头反向成形模具，如图2至图4所示，包括上模头9、以及形状与封头2相对应的下模头7，下模头7设置在上模头9的下方，上模头9开设有与下模头7相对应的通孔，通孔的直径R+和封头2的外壁直径相等，下模头7的直径R和封头2的内壁直径相等；该模具还包括驱动上模头9向下运动的压力柱10，压力柱10与上模头9连接。实际中，下模头7固定，通过压力机驱动压力柱10，(图中没有画出压力机架等整体机构)以使上模头9向下运动，下模头9插入通孔，上模头9把毛坯11的边缘往下压以成形封头2。
[0029]该模具生产封头包括以下步骤:
第一步，参见图1和图2，根据压力容器的封头2半径R，选好相应半径的下模头7和相应半径的上模头9。
[0030]其中，该模具还包括固定下模头7的下模支座8，下模支座8通过移动机构能够水平移动。通过下模支座8安装下模头7，下模支座8可以水平移出到压力机架外面，以便安装下模头7。下模支座8可适配多种尺寸的下模头7，但是每一个规格的下模头7只适于压制一种半径规格的封头2。
[0031]压力柱10设置有多条，且多条压力柱10沿上模头9的周向均匀分布，上模头9通过多条相同的压力柱10连接在压力机架上。压力柱10的数量不是仅仅封头2规格设定，而是根据封头2直径大小和毛坯11厚度、按一定的尺寸规格范围设定。但是每一件规格的上模头9只适于压制一种半径规格的封头2。
[0032]第二步，参见图2，开动压力机，检查确认仪表管线以及各安全附件功能正常。按箭头上下运动上模头9，检测上模头9与下模头7之间的周向间隙，确保调整均匀。
[0033]第三步，参见图3，利用铲车臂或者其他辅助性工装把冷态或加热的钢板毛坯11安置到下模头7上，圆平板毛坯11中心与下模头7中心一致。
[0034]第四步，参见图4，运动上模头9下来压住毛坯11钢板，迅速退出铲车臂或者其他辅助性工装。
[0035]第五步，参见图5，继续运动上模头9下来把毛坯11钢板压成封头2，操作中是否均匀或加速压制，由经验决定。
[0036]第六步，参见图6，压成封头2后，短暂静止让封头2定形，然后操作上模头9提升，期间适时使用工具在上模头9和成形封头2之间挂上脱模勾12，脱模勾12在上模头9和封头2上周向均衡分布，使上模头9提升的同时把封头2从下模头7上取出。
[0037]第七步，水平移动下模支座8到压力机架外面，利用铲车臂或者其他辅助性工装把成形封头2从机架下封头2脱模勾12上取出，妥善安置，参见图7。
[0038]压力柱10驱动上模头9向下运动，可以是竖直向下运动也可以是螺旋向下运动，螺旋向下运动能够保护封头2外表面的光洁度，而且提供更大的压力。该种封头的成型端口向下的冲压成形方法也可用于封头端口向下的旋压成形。
[0039]本申请的一种封头冲压成型方法，该方法采用上述任一项所述的模具，主要包括以下步骤:
准备步骤:把圆平板毛坯11放置到加热炉里加热，然后把加热后的圆平板毛坯11放置在模具中；反向成形步骤:通过模具将圆平板毛坯11压成封头2，成形过程中，封头2的端口朝向下方。
[0040]与传统的模具将圆平板毛坯11冲压成端口向上的方法相比，本申请封头成形方法，在生产过程中避免了钢板高温氧化皮脱落后在封头2内表面的堆积，消除了传统压制成形过程中氧化皮被压缩在封头2内表面造成的局部凹坑、麻点或减薄区，使得封头2内表面光滑，减少内表面抛光工作量，也减少基础钢板的厚度，降低反应器制造成本。
[0041]图7示出了本发明的一种封头结构，封头为反向成形封头，如图1和图7所示，该反向成形封头是上述封头冲压成型方法制造的。该封头2表面光滑整齐，一方面能够有效防止介质粘结，使介质流动顺畅，反应均匀；另一方面，在调整工艺切换不同牌号产品的生产时，可以便捷地清理干净前一牌号产品的残余，保证产品的生产质量。
[0042]具体的，反向成形封头2为椭圆形封头，当然封头也可以设置为球形封头，不同形状的封头2适用于不同的筒体I，适用范围更加广。
[0043]具体的，封头2的壁厚非均匀设置，包括基本厚度区域及其局部增厚区域，可以根据不同反应，根据不同地方的反应剧烈程度，对应设置增厚区域，可以有效延长封头2的使用寿命。
[0044]具体的，封头2为单层板封头或多层板封头，可根据加工成本和实际需求，根据实际情况选择单层板的封头2或者高强度的多层板封头2。
[0045]具体的，封头2包括各种不同口径和壁厚的规格，满足不同大小的容器需求。
[0046]具体的，封头2包括整体封头和局部封头，整体封头2—体成形，生产效率高；局部封头2可满足一些特殊需求。
[0047]具体的，封头2开设有多个开口，满足实际需要。
[0048]具体的，封头2包括封头基层及其内壁防护层，防护层能够有效保护封头2。
[0049]具体的，封头2包括锻坯机加工成形封头、钢板整体压制成形封头和钢板分瓣压制后再组焊成形的封头，或者锻件与钢板的组合。
[0050]上述任一种封头结构，实际中均使用于压力容器，图1为本申请的一种压力容器的结构示意图，如图1所示，压力容器包括圆筒体I和封头2，封头2设置在圆筒体I的两端，封头2为上述本申请任一种封头2，该压力容器还包括设置在圆筒体I的内壁的内支承结构6，设置于筒体I或封头2外壁的外支承结构，封头2和圆筒体I均设置有各种开口。其中封头2包括分别设置于圆筒体I的两端的上封头2和下封头2，上封头2设置有上开口 3，下封头2设置有下开口 4，圆筒体I由钢板或锻件制成。为防止腐蚀，在反应器内表面堆焊一层或两层奥氏体不锈钢衬里，封头2内表面的光滑整齐对堆焊质量有一定的影响。该压力容器通过支座5固定。
[0051]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.封头冲压成型模具，包括上模头和下模头，其特征是:上模头包括对平板毛坯的边缘施加向下力的抵压部，上模头在对应平板毛坯中部的上方留有成型空间，下模头包括对平板毛坯中部施加向上力的上凸部。2.根据权利要求1所述的封头冲压成型模具，其特征是:所述成型空间为与所述下模头相对应的通孔。3.根据权利要求2所述的封头冲压成型模具，其特征是:该封头冲压成型模具还包括驱动所述上模头向下运动的压力柱，所述压力柱与所述上模头连接。4.根据权利要求3所述的封头冲压成型模具，其特征是:所述压力柱驱动所述上模头垂直向下运动。5.根据权利要求3所述的封头冲压成型模具，其特征是:所述上模头为圆形的上模头，所述压力柱设置有多条，且多条压力柱沿所述上模头的周向均匀分布。6.根据权利要求1所述的封头冲压成型模具，其特征是:该模具还包括用于固定所述下模头的下模支座，所述下模支座通过移动机构能够水平移动。7.根据权利要求1所述的封头冲压成型模具，其特征是:所述上模头设置有多个用于使成形后的封头与所述下模头分离的脱模勾，所述脱模勾与所述上模头固定连接，且多个脱模勾沿所述上模头的周向均匀分布。8.封头冲压成型方法，其特征是采用权I?7任一项所述的模具，从而成型出端口朝下的封头。9.根据权利要求8所述的封头冲压成型方法，其特征是:所述封头为椭圆形封头或球形封头。10.根据权利要求8所述的封头冲压成型方法，其特征是:所述封头为单层板封头或多层板封头。
【文档编号】B21D37/10GK105855395SQ201610342990
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】陈孙艺
【申请人】茂名重力石化机械制造有限公司