CN105463921A - 一种钢制扬克式烘缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢制扬克式烘缸，改进了端板与壳体的焊接结构，从常用的角接形式改成对接形式，具体是采用双U形坡口对接焊接，并在烘缸的内壁，坡口的两侧分别设置应力转化区和端板卸荷区，即设置壳体内壁与坡口光滑连接的圆弧面一和端板内端面与坡口光滑连接的圆弧面二，既能避免应力集中，也能减少垂直作用壳体内壁和端板内端面的压力值，避免焊接处失效。该发明的一种钢制扬克式烘缸，新型的缸体结构，尤其是端板与壳体的焊接结构，大大提高了壳体与端板的连接强度，使整个缸体结构稳定可靠，能使用在高压、高速的高速卫生纸机中，使用寿命长。

Description

一种钢制扬克式烘缸

技术领域

本发明涉及烘缸领域，具体涉及一种钢制扬克式烘缸。

背景技术

进入21世纪，随着社会发展的不断推进，人民生活水平大幅提高，生活用纸需求逐年增加。因此高速卫生纸机缺口很大，每年都在成倍增加。而高速卫生纸机核心部件钢制扬克式烘缸的制造，目前完全由欧洲国家垄断。进口成本高、交货周期长、售后服务慢等因素严重制约着我国卫生纸行业的发展步伐。

钢制扬克式烘缸属于烘缸的一种，是一种制造要求很高的烘缸。现在国内的钢制烘缸一般是通过将壳体和端板焊接而成，焊接接头采用角接形式，这种焊接结构，制造简单，对焊接要求低，但焊接强度比较差，只能适用于低压、低速场合。由于扬克式烘缸直径大、压力高、转速高，因此，这种制作烘缸的焊接结构，不能用于扬克式烘缸。

当然，还有一些高速卫生纸机是使用铸铁扬克式烘缸，铸铁扬克式烘缸不需要焊接，是一体铸造而成，强度也不差，但是其壁厚比较厚，热量传递能力不如钢制的(蒸发效率低)，而且对高速卫生纸机来说，负载较大，能耗较高。

因此，设计一种新型的钢制扬克式烘缸，强度高，结构稳定可靠，能使用在高压、高速的高速卫生纸机中，使用寿命长，是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：设计一种新型的钢制扬克式烘缸，采用新型的焊接结构，强度高，能使用在高压、高速的高速卫生纸机中。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种钢制扬克式烘缸，包括圆形的缸体、芯轴体和泠凝水排水***，所述缸体一端为操作侧，一端为传动侧，所述缸体包括环形的壳体和焊接在所述壳体两端的端板，所述端板与所述壳体相接处为焊接区，所述操作侧为端板一，所述传动侧为端板二，所述芯轴体通过端板固定在所述缸体上，所述焊接区包括定位接口、焊接坡口和焊料，所述定位接口包括设在所述壳体端面的凸环和设在所述端板端面与所述凸环配合的止口环，所述凸环的外径与所述止口环的内径相匹配；所述焊接坡口在所述壳体和端板的相接处的内壁和外壁各有一个，分别为内坡口和外坡口，其截面形状均呈U形，所述焊接坡口的底部为定位接口；所述焊接坡口内固结有所述焊料，所述焊料将所述壳体和端板固结在一起；所述壳体内壁与所述内坡口相接处设有应力转化区，所述应力转化区包括坡口端和内壁端，所述坡口端的壁厚大于所述内壁端的壁厚，所述坡口端与内壁端之间设有光滑连接所述坡口端和内壁端的圆弧面一；所述端板与所述内坡口相接处设有端板卸荷区，所述端板卸荷区为一段相对端板内壁内凹的圆弧面二，所述圆弧面二光滑连接所述端板与内坡口。

优选的，所述圆弧面一的半径为150～300mm，所述圆弧面二的半径为10～20mm。

优选的，所述芯轴体通过径向的过盈配合固定在所述端板上，所述端板设有与所述芯轴体的外圆配合的圆孔；在所述缸体的操作侧的芯轴体设有多个垂直拧入所述端板一的螺钉一，所述端板二设有多个垂直拧入所述芯轴体的螺钉二，所述端板一的外端面和端板二的内端面均设有密封垫圈一，所述螺钉一和螺钉二均垂直穿过所述密封垫圈一。

优选的，所述芯轴体与所述端板二配合的轴向长度为所述芯轴体与所述端板一配合的轴向长度的2倍。

优选的，所述芯轴体在与所述端板二配合的轴向长度上均匀分成两段，分别为导向段和加强段，所述导向段的直径小于所述加强段，所述端板二设有与所述导向段和加强段匹配的台阶孔。

优选的，所述芯轴体包括中间的中心腔体和两端的轴头，所述中心腔体和轴头通过焊接固定在一起。

优选的，所述轴头均设有连通所述中心腔体的通孔，所述通孔内壁设有隔热套，所述隔热套为不锈钢管体中间嵌设玻璃纤维环，所述隔热套朝向所述中心腔体的一端的端面设有密封垫圈二，所述隔热套另一端的外圆上设有密封套。

优选的，所述隔热套朝向所述中心腔体的一端设有凸缘挡圈，所述凸缘挡圈上设有拧入所述轴头的螺钉三，所述螺钉三垂直穿过所述密封垫圈二。

优选的，所述轴头的外圆设有装配轴承的轴承档，所述轴承档外侧设有注油孔，所述注油孔向中心腔体倾斜一定角度，一端在所述轴头的外圆上，一端朝向所述中心腔体，所述轴承档的外圆上开设有高压油顶出孔，所述高压油顶出孔与所述注油孔连通。

优选的，所述缸体两端各设有一个人孔，两个所述人孔到所述缸体中心线的距离一致，且在周向上错开180度分布，所述端板在其内壁设有加强所述人孔的补强圈，所述补强圈与所述人孔同心，且通过焊接固定在所述端板上，所述端板外壁设有盖住所述人孔的人孔盖，所述人孔盖通过螺钉四固定到所述端板上，所述人孔盖与端板之间设有密封垫圈三。

通过上述技术方案，本发明提供的一种钢制扬克式烘缸，改进了端板与壳体的焊接结构，从常用的角接形式改成对接形式，具体是采用双U形坡口对接焊接，并在烘缸的内壁，坡口的两侧分别设置应力转化区和端板卸荷区，即设置壳体内壁与坡口光滑连接的圆弧面一和端板内端面与坡口光滑连接的圆弧面二，既能避免应力集中，也能减少垂直作用壳体内壁和端板内端面的压力值，避免焊接处失效。其有益效果是：新型的缸体结构，尤其是端板与壳体的焊接结构，大大提高了壳体与端板的连接强度，使整个缸体结构稳定可靠，能使用在高压、高速的高速卫生纸机中，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的一种钢制扬克式烘缸的示意图；

图2为图1中A处的局部示意图；

图3为图1中B处的局部示意图；

图4为图1中C处旋转的局部示意图；

图5为图1中D处的局部示意图；

图6为图5中H处的局部示意图；

图7为图1中E处的局部示意图；

图8为图1中F向的局部示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

11.壳体12.端板一13.端板二21.凸环22.止口环23.内坡口24.外坡口25.焊料3.应力转化区31.圆弧面一4.端板卸荷区41.圆弧面二5.芯轴体51.导向段52.加强段53.通孔61.螺钉一62.螺钉二63.密封垫圈一71.隔热套72.玻璃纤维环73.密封垫圈二74.密封套75.凸缘挡圈76.螺钉三81.轴承档82.注油孔83.高压油顶出孔9.人孔91.螺钉四92.密封垫圈三。

具体实施方式

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作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。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例：

如图1-7所示，一种钢制扬克式烘缸，包括圆形的缸体、芯轴体5和泠凝水排水***(图中未示出)，所述缸体一端为操作侧，一端为传动侧，所述缸体包括环形的壳体11和焊接在所述壳体两端的端板，所述端板与所述壳体相接处为焊接区，所述操作侧为端板一12，所述传动侧为端板二13，所述芯轴体5通过端板固定在所述缸体上，所述焊接区包括定位接口、焊接坡口和焊料，所述定位接口包括设在所述壳体端面的凸环21和设在所述端板端面与所述凸环21配合的止口环22，所述凸环21的外径与所述止口环22的内径相匹配；所述焊接坡口在所述壳体和端板的相接处的内壁和外壁各有一个，分别为内坡口23和外坡口24，其截面形状均呈U形，所述焊接坡口的底部为定位接口；所述焊接坡口内固结有所述焊料25，所述焊料将所述壳体11和端板固结在一起；所述壳体内壁与所述内坡口相接处设有应力转化区3，所述应力转化区3包括坡口端和内壁端，所述坡口端的壁厚大于所述内壁端的壁厚，所述坡口端与内壁端之间设有光滑连接所述坡口端和内壁端的圆弧面一31；所述端板与所述内坡口相接处设有端板卸荷区4，所述端板卸荷区为一段相对端板内壁内凹的圆弧面二41，所述圆弧面二光滑连接所述端板与内坡口。

本实施例中，采用的焊接结构，通俗的说法叫双U形坡口对接焊，是比角接形式的强度更高的一种焊接方式，但是这种对接形式的焊接，不容易定位。因此我们创造性的设计了定位接口，即在壳体的端面设置凸环21，在端板设置止口环22，凸环的外径与止口环的内径相匹配，类似于塑料件配合中的止口，只不过止口一般都是在边缘，而本实施例中的凸环和止口环都是在中间的。

巧妙之处还在于，凸环和止口环连接后，就自然形成了双U形坡口，即内坡口23和外坡口24。

焊接坡口内的焊料25是通过熔焊的方式焊进去的，焊料是采用和壳体和端板材料差不多强度的焊丝种类。

另外，焊接处(焊接坡口处)容易应力集中，因此设置了应力转化区3和端板卸荷区4，应力转化区3和端板卸荷区4分别设有圆弧面一31和圆弧面二41，这两个圆弧面的作用有两个：

1)光滑连接壳体11与内坡口23、端板与内坡口23，避免应力集中；

2)将垂直作用于壳体11内壁和端板内端面的压力减小(根据物理学原理，会有多个分力，而垂直力是最容易是焊接处失效的力)。

其中，所述圆弧面一31的半径为150～300mm，所述圆弧面二41的半径为10～20mm。这是和扬克缸的尺寸相配合的，既能光滑连接，又不会影响到缸体的强度。

其中，所述芯轴体5通过径向的过盈配合固定在所述端板上，所述端板设有与所述芯轴体的外圆配合的圆孔；在所述缸体的操作侧的芯轴体设有多个垂直拧入所述端板一12的螺钉一61，所述端板二设有多个垂直拧入所述芯轴体的螺钉二62，所述端板一的外端面和端板二的内端面均设有密封垫圈一63，所述螺钉一和螺钉二均垂直穿过所述密封垫圈一。径向过盈配合，定位精度高，且刚性高。密封垫圈一加螺钉一和螺钉二的紧固，确保不会泄漏。

其中，所述芯轴体5与所述端板二13配合的轴向长度为所述芯轴体5与所述端板一12配合的轴向长度的2倍。这样，当芯轴体从缸体的操作侧装入时，芯轴体的下端可以与端板二先接触，起到导向的作用，确保芯轴体与缸体的配合正确，不会倾斜。

其中，所述芯轴体5在与所述端板二13配合的轴向长度上均匀分成两段，分别为导向段51和加强段52，所述导向段的直径小于所述加强段，所述端板二设有与所述导向段和加强段匹配的台阶孔。导向段就是芯轴体从缸体的操作侧装入时导向的，而加强段是装入完成后，心轴体与端板配合的，过盈配合，确保芯轴体与端板配合牢固。

其中，所述芯轴体5包括中间的中心腔体和两端的轴头，所述中心腔体和轴头通过焊接固定在一起。这样相比一体的，更便于加工。

其中，所述轴头均设有连通所述中心腔体的通孔53，所述通孔53内壁设有隔热套71，所述隔热套71为不锈钢管体中间嵌设玻璃纤维环72，所述隔热套朝向所述中心腔体的一端的端面设有密封垫圈二73，所述隔热套另一端的外圆上设有密封套。由于通入的蒸汽的温度是很高的，会影响轴承的性能和寿命(主要是对轴承内润滑脂的影响)，所以设置隔热套来阻挡热传入轴承。

其中，所述隔热套朝向所述中心腔体的一端设有凸缘挡圈75，所述凸缘挡圈上设有拧入所述轴头的螺钉三，所述螺钉三垂直穿过所述密封垫圈二。这是为了便于安装隔热套，而且确保隔热效果好。

其中，所述轴头的外圆设有装配轴承的轴承档81，所述轴承档81外侧设有注油孔82，所述注油孔82向中心腔体倾斜一定角度，一端在所述轴头的外圆上，一端朝向所述中心腔体，所述轴承档的外圆上开设有高压油顶出孔83，所述高压油顶出孔与所述注油孔连通。此处为轴承拆卸的注油孔，轴承档设计成1：12的锥度，通过专用液压螺母装配，保证轴承内圈与芯轴体过盈配合。轴承定位精度高，刚性可靠。拆卸轴承时使用专用油泵将高压油注入注油孔，高压油通过注油孔进入高压油顶出孔，高压油顶出孔内的油将轴承内圈顶起，达到拆卸目的，对轴头无损伤且可重复使用。

其中，所述缸体两端各设有一个人孔，两个所述人孔到所述缸体中心线的距离一致，且在周向上错开180度分布，所述端板在其内壁设有加强所述人孔的补强圈，所述补强圈与所述人孔同心，且通过焊接固定在所述端板上，所述端板外壁设有盖住所述人孔的人孔盖，所述人孔盖通过螺钉四固定到所述端板上，所述人孔盖与端板之间设有密封垫圈三。人孔是便于操作人员进入内部安装附件或检修设备的孔，也是定期检验时检验人员进入内部的孔。缸体两端各一处人孔，在周向上错开180度分布，以使质量分布均匀，减少转动时的不平衡量，保证动平衡比较好。

在上述实施例中，本发明提供的一种钢制扬克式烘缸，改进了端板与壳体的焊接结构，从常用的角接形式改成对接形式，具体是采用双U形坡口对接焊接，并在烘缸的内壁，坡口的两侧分别设置应力转化区和端板卸荷区，即设置壳体内壁与坡口光滑连接的圆弧面一和端板内端面与坡口光滑连接的圆弧面二，既能避免应力集中，也能减少垂直作用壳体内壁和端板内端面的压力值，避免焊接处失效。其有益效果是：新型的缸体结构，尤其是端板与壳体的焊接结构，大大提高了壳体与端板的连接强度，使整个缸体结构稳定可靠，能使用在高压、高速的高速卫生纸机中，使用寿命长。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢制扬克式烘缸，包括圆形的缸体、芯轴体和泠凝水排水***，所述缸体一端为操作侧，一端为传动侧，所述缸体包括环形的壳体和焊接在所述壳体两端的端板，所述端板与所述壳体相接处为焊接区，所述操作侧为端板一，所述传动侧为端板二，所述芯轴体通过所述端板固定在所述缸体上，其特征在于，所述焊接区包括定位接口、焊接坡口和焊料，所述定位接口包括设在所述壳体端面的凸环和设在所述端板端面与所述凸环配合的止口环，所述凸环的外径与所述止口环的内径相匹配；所述焊接坡口在所述壳体和端板的相接处的内壁和外壁各有一个，分别为内坡口和外坡口，其截面形状均呈U形，所述焊接坡口的底部为定位接口；所述焊接坡口内固结有所述焊料，所述焊料将所述壳体和端板固结在一起；所述壳体内壁与所述内坡口相接处设有应力转化区，所述应力转化区包括坡口端和内壁端，所述坡口端的壁厚大于所述内壁端的壁厚，所述坡口端与内壁端之间设有光滑连接所述坡口端和内壁端的圆弧面一；所述端板与所述内坡口相接处设有端板卸荷区，所述端板卸荷区为一段相对端板内壁内凹的圆弧面二，所述圆弧面二光滑连接所述端板与内坡口。

2.根据权利要求1所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述圆弧面一的半径为150～300mm，所述圆弧面二的半径为10～20mm。

3.根据权利要求1所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述芯轴体通过径向的过盈配合固定在所述端板上，所述端板设有与所述芯轴体的外圆配合的圆孔；在所述缸体的操作侧的芯轴体设有多个垂直拧入所述端板一的螺钉一，所述端板二设有多个垂直拧入所述芯轴体的螺钉二，所述端板一的外端面和端板二的内端面均设有密封垫圈一，所述螺钉一和螺钉二均垂直穿过所述密封垫圈一。

4.根据权利要求3所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述芯轴体与所述端板二配合的轴向长度为所述芯轴体与所述端板一配合的轴向长度的2倍。

5.根据权利要求4所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述芯轴体在与所述端板二配合的轴向长度上均匀分成两段，分别为导向段和加强段，所述导向段的直径小于所述加强段，所述端板二设有与所述导向段和加强段匹配的台阶孔。

6.根据权利要求3所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述芯轴体包括中间的中心腔体和两端的轴头，所述中心腔体和轴头通过焊接固定在一起。

7.根据权利要求6所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述轴头均设有连通所述中心腔体的通孔，所述通孔内壁设有隔热套，所述隔热套为不锈钢管体中间嵌设玻璃纤维环，所述隔热套朝向所述中心腔体的一端的端面设有密封垫圈二，所述隔热套另一端的外圆上设有密封套。

8.根据权利要求7所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述隔热套朝向所述中心腔体的一端设有凸缘挡圈，所述凸缘挡圈上设有拧入所述轴头的螺钉三，所述螺钉三垂直穿过所述密封垫圈二。

9.根据权利要求3所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述轴头的外圆设有装配轴承的轴承档，所述轴承档外侧设有注油孔，所述注油孔为盲孔，其向中心腔体倾斜一定角度，一端在所述轴头的外圆上，一端朝向所述中心腔体，所述轴承档的外圆上开设有高压油顶出孔，所述高压油顶出孔与所述注油孔连通。

10.根据权利要求3所述的一种钢制扬克式烘缸，其特征在于，所述缸体两端各设有一个人孔，两个所述人孔到所述缸体中心线的距离一致，且在周向上错开180度分布，所述端板在其内壁设有加强所述人孔的补强圈，所述补强圈与所述人孔同心，且通过焊接固定在所述端板上，所述端板外壁设有盖住所述人孔的人孔盖，所述人孔盖通过螺钉四固定到所述端板上，所述人孔盖与端板之间设有密封垫圈三。