一种自增强超高压容器的制作方法

1.本发明涉及特种设备技术领域，具体为一种自增强超高压容器。


背景技术：

2.目前工业使用超高压压力容器为提高其使用寿命，一般采用自增强处理措施，自增强措施一般分为热套形式与缠绕形式。其中热套形式(见图1所示)一般为采用过盈配合方法将两个筒体进行自增强，但由于内筒外表面与外筒内表面无法处理到绝对镜面(见图2所示)，因此，在热套过程中必然有局部的虚接触，虚接触部分无法对内筒进行自增强处理，使得此部分在循环使用时容易产生疲劳破坏，导致内筒的失效，最终导致设备的损坏；缠绕形式(见图3所示)为采用扁平式钢带在一定的预应力下对内筒进行缠绕，但由于钢带截面(见图4所示)无法做到绝对矩形或方形，在棱边处存在一定的倒角，因此在缠绕过程中也会形成部分虚接触(见图5所示)，此部分虚接触无法对内筒进行自增强处理，使得此部分在循环使用时容易产生疲劳破坏，导致内筒的失效，最终导致设备的损坏。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种自增强超高压容器，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自增强超高压容器，包括内筒和外筒，所述外筒设置于内筒外侧，所述内筒和外筒的两端均设置有挡板，且所述内筒的外侧壁与外筒的内侧壁之间形成有中控区域，所述挡板上一体成型设置有圆环凸起，所述圆环凸起的环形边上开设有倒角，且所述圆环凸起的环形边内侧倒角处设置有内三角圈，所述圆环凸起的环形边外侧倒角处设置有外三角圈。
5.在一个优选的实施方式中，所述内筒为中空圆柱形结构，所述外筒为中空圆柱形结构，且所述外筒的内径大于内筒的外径至少40mm，以便在内筒外径与外筒内径形成的中空区域安装外三角圈、内三角圈、挡圈及固定螺钉。
6.在一个优选的实施方式中，所述外筒的两端侧壁上均开设有第一螺纹孔，所述挡板上开设有第二螺纹孔，所述挡板与外筒通过螺钉、第一螺纹孔和第二螺纹孔固定连接，利用螺钉和螺纹孔将挡板与外筒固定，方便挡板的安装和拆卸。
7.在一个优选的实施方式中，所述挡板为具有圆环凸起的中空圆饼形结构，且中空圆饼结构的内径与内筒内径一致，中空圆饼结构的外径与外筒外径一致。
8.在一个优选的实施方式中，所述圆环凸起的外径与外筒的内径相匹配，圆环凸起的内径与内筒的外径相匹配，以便圆环凸起能够安装于内筒外径与外筒内径形成的中空区域。
9.在一个优选的实施方式中，所述内三角圈和外三角圈的外侧通过挡圈固定在倒角处，所述圆环凸起的侧壁上开设有第三螺纹孔，所述挡圈通过螺钉和第三螺纹孔固定设置在圆环凸起上。
10.在一个优选的实施方式中，所述挡圈为中空圆饼形结构，且中空圆饼形结构内径大于螺钉的直径，外径小于圆环凸起的径向尺寸。
11.在一个优选的实施方式中，所述挡板上开设有注水用的螺纹通孔。
12.在一个优选的实施方式中，所述外三角圈为径向截面为顶角朝轴线中心的三角形，材料为具有弹性的金属材料的圆环。
13.在一个优选的实施方式中，所述内三角圈为径向截面为顶角远离轴线中心的三角形，材料为具有弹性的金属材料的圆环。
14.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
15.本发明利用中空部分注入高压水实现自增强处理，由于水的流动性能够填充中空所有区域，实现所有接触面压力一致，消除了热套结构由于光洁度带来的虚接触，对比缠绕式自增强处理，同样利用水的流动性消除由于钢带截面棱边带来的虚接触，有效保证了所有位置的自增强处理。同时，由于采用水压实现自增强，可免除热套结构的加热过程，节约了工艺流程；对比缠绕式自增强措施，去除了钢带，节约了材料，同时节约了缠绕工艺流程，本发明提出的装置，对比已有技术，能够有效消除虚接触，使得内筒外表面所有位置得到均匀的自增强处理，消除了应力集中系数，提高了内筒的使用寿命。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
17.图1是现有热套形式自增强方式的结构示意图；
18.图2是图1中i处结构放大示意图；
19.图3是现有钢带缠绕形式自增强方式结构示意图；
20.图4是图3中钢带的截面图；
21.图5是图3中i处结构放大示意图；
22.图6是本发明的整体结构示意图；
23.图7是本发明图6中a-a剖视结构示意图；
24.图8是本发明图6中i处结构放大示意图；
25.图9是本发明外筒的正视结构示意图；
26.图10是本发明挡板的轴向剖视结构示意图；
27.图11是本发明挡板的正视结构示意图；
28.图12是本发明挡圈的正视结构示意图；
29.图13是本发明外三角圈轴向剖视结构示意图；
30.图14是本发明外三角圈的正视结构示意图；
31.图15是本发明内三角圈轴向剖视结构示意图；
32.图16是本发明内三角圈的正视结构示意图；
33.图中：1、内筒；2、外筒；3、圆环凸起；302、注水孔；303、中空区域；4、挡板；5、螺钉；6、挡圈；7、外三角圈；8、内三角圈。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图6-图16，本发明提供一种自增强超高压容器，包括内筒1和外筒2，所述外筒2设置于内筒1外侧，所述内筒1和外筒2的两端均设置有挡板4，且所述内筒1的外侧壁与外筒2的内侧壁之间形成有中控区域303，所述挡板4上一体成型设置有圆环凸起3，所述圆环凸起3的环形边上开设有倒角，且所述圆环凸起3的环形边内侧倒角处设置有内三角圈8，所述圆环凸起3的环形边外侧倒角处设置有外三角圈7。
36.在一个优选的实施方式中，所述内筒1为中空圆柱形结构，所述外筒2 为中空圆柱形结构，且所述外筒2的内径大于内筒1的外径至少40mm，以便在内筒1外径与外筒2内径形成的中空区域安装外三角圈7、内三角圈8、挡圈6及固定螺钉5。
37.在一个优选的实施方式中，所述外筒2的两端侧壁上均开设有第一螺纹孔，所述挡板4上开设有第二螺纹孔，所述挡板4与外筒2通过螺钉5、第一螺纹孔和第二螺纹孔固定连接。
38.在一个优选的实施方式中，所述挡板4为具有圆环凸起3的中空圆饼形结构，且中空圆饼结构的内径与内筒1内径一致，中空圆饼结构的外径与外筒2外径一致。
39.在一个优选的实施方式中，所述圆环凸起3的外径与外筒2的内径相匹配，圆环凸起3的内径与内筒1的外径相匹配。
40.在一个优选的实施方式中，所述内三角圈8和外三角圈7的外侧通过挡圈6固定在倒角处，所述圆环凸起3的侧壁上开设有第三螺纹孔，所述挡圈 6通过螺钉5和第三螺纹孔固定设置在圆环凸起3上。
41.在一个优选的实施方式中，所述挡圈6为中空圆饼形结构，且中空圆饼形结构内径大于螺钉5的直径，外径小于圆环凸起3的径向尺寸。
42.在一个优选的实施方式中，所述挡板4上开设有注水用的螺纹通孔302。
43.在一个优选的实施方式中，所述外三角圈7为径向截面为顶角朝轴线中心的三角形，材料为具有弹性的金属材料的圆环。
44.在一个优选的实施方式中，所述内三角圈8为径向截面为顶角远离轴线中心的三角形，材料为具有弹性的金属材料的圆环。
45.本发明的工作原理：首先将内三角圈8与外三角圈7安装于挡板4的圆环凸台3开设的倒角中，利用挡圈6与螺钉5将内三角圈8与外三角圈7约束至挡板4上，由于挡圈6内径大于固定螺钉5，外径小于挡板4的圆环凸起3径向尺寸且大于圆环凸起3倒角后的径向尺寸，因此可将内三角圈8与外三角圈7实现轴向约束，然后将内三角圈8、外三角圈7、螺钉5、挡圈6、挡板4组成的整体利用挡板4的圆环凸起3安装于内筒1与外筒2形成的中空区域303中，利用螺钉5将挡板4与外筒2连接，最后，利用挡板4上开设的注水孔302向内筒1与外筒2形成的中空区域303中注入设定好的高压水，至此，完成一种自增强超高压压力容器。
46.本发明利用中空部分注入高压水实现自增强处理，由于水的流动性能够填充中空所有区域，实现所有接触面压力一致，消除了热套结构由于光洁度带来的虚接触，对比缠绕
式自增强处理，同样利用水的流动性消除由于钢带截面棱边带来的虚接触，有效保证了所有位置的自增强处理。同时，由于采用水压实现自增强，可免除热套结构的加热过程，节约了工艺流程；对比缠绕式自增强措施，去除了钢带，节约了材料，同时节约了缠绕工艺流程，本发明提出的装置，对比已有技术，能够有效消除虚接触，使得内筒外表面所有位置得到均匀的自增强处理，消除了应力集中系数，提高了内筒的使用寿命。
47.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。