封頭沖壓成型模具、封頭沖壓成型方法
【專利摘要】本申請的一種封頭沖壓成型模具，在生產過程中，使封頭的成型端口向下，避免了鋼板高溫氧化皮脫落后在封頭內表面的堆積，消除了傳統壓制成形過程中氧化皮被壓縮在封頭內表面造成局部凹坑、麻點或減薄區，從而封頭內表面光滑，減少內表面拋光工作量，也減少基礎鋼板的厚度，降低反應器制造成本。還提供了一種封頭沖壓成型方法，該方法采用上述模具，從而成型出端口朝下的封頭，制造出的封頭表面光滑整齊，一方面能夠有效防止介質粘結，使介質流動順暢，反應均勻；另一方面，在調整工藝切換不同牌號產品的生產時，可以便捷地清理干凈前一牌號產品的殘余，保證產品的生產質量。
【專利說明】
封頭沖壓成型模具、封頭沖壓成型方法
技術領域
[0001]本申請涉及用于石油煉制與化工、煤化工、化肥工業、及其它各種化工裝備中的各種高等級壓力容器技術領域，特別涉及一種生產封頭的反向沖壓模具、封頭及其壓力容器。
【背景技術】
[0002]在石油化工的聚合反應生產工藝技術領域，目前聚丙烯生產主要采用氣相工藝、本體工藝或者淤漿工藝。傳統的淤漿工藝在聚丙烯生產中，除了在一些特殊需求情況下才用到之外，淤漿工藝已逐漸被淘汰。本體法工藝則仍保持著原有的優勢。而氣相法工藝則迅速增長，以工藝簡單、單線生產能力大、投資少而備受青睞，全球氣相工藝和本體環管工藝生產的樹酯產量快速增長。由于聚烯烴物料和反應物的粘性，以及顆粒物介質等原因，聚合反應器的內部在循環氣作用下形成流化床狀態，所以殼體內壁需要有較高的光潔度，才能一方面預防介質粘結，使介質流動順暢，反應均勻，另一方面在調整工藝，切換不同牌號的產品生產時，可以方便地清理干凈前一牌號產品的殘余，保證產品質量。而現有的生產設備生產出來的封頭往往滿足不了要求。
[0003]在煉油工藝各種加氫反應器中，尤其是用于聚烯烴聚合等反應的反應器要求殼體的內壁具有較高光潔度。
[0004]壓力容器封頭的傳統制造工藝是由鋼材熱壓成形的，用于制造封頭的圓形毛坯先被放置到加熱爐里加熱，再從爐中取出安放到大型沖壓機上，然后向下壓制成封頭的端口向上的形狀。加熱鋼板時，高溫使鋼板表面高度氧化，沖壓準備前，下模具從周邊支承圓平板毛坯，上模具從中間往下壓把圓平板毛坯沖壓成端口向上而成，在這過程中，鋼板高溫氧化皮不斷脫落，并且堆積在封頭內表面，最終壓制成形后，氧化皮被壓縮在封頭內表面造成局部凹坑、麻點或減薄區，封頭內表面很不光滑，需要花費很大的人力物力和工期對內表面拋光，也容易減薄鋼板的厚度，降低反應器強度，成為高等級反應器制造的一大難題。
[0005]因此，開發一種封頭成形方法、封頭結構、壓力容器以及封頭反向成形模具，應用于各種石油化工或煤化工領域，對安全生產、經濟效益和社會效益都具有重要的工程意義。
【發明內容】
[0006]針對現有技術存在上述技術問題，本申請提供一種封頭沖壓成型模具和使用該模具的封頭沖壓成型方法，該模具和方法能夠生產出內表面光滑整齊的封頭。
[0007]為實現上述目的，本申請提供以下技術方案:
提供一種封頭沖壓成型模具，包括上模頭和下模頭，上模頭包括對平板毛坯的邊緣施加向下力的抵壓部，上模頭在對應平板毛坯中部的上方留有成型空間，下模頭包括對平板毛坯中部施加向上力的上凸部。
[0008]其中，所述成型空間為與所述下模頭相對應的通孔。
[0009]其中，該封頭沖壓成型模具還包括驅動所述上模頭向下運動的壓力柱，所述壓力柱與所述上模頭連接。
[0010]其中，所述壓力柱驅動所述上模頭垂直向下運動。該種封頭的成型端口向下的沖壓成形方法也可用于封頭端口向下的旋壓成形。
[0011]其中，所述上模頭為圓形的上模頭，所述壓力柱設置有多條，且多條壓力柱沿所述上模頭的周向均勻分布。
[0012]其中，該模具還包括用于固定所述下模頭的下模支座，所述下模支座通過移動機構能夠水平移動。
[0013]其中，所述上模頭設置有多個用于使成形后的封頭與所述下模頭分離的脫模勾，所述脫模勾與所述上模頭固定連接，且多個脫模勾沿所述上模頭的周向均勻分布。
[0014]還提供一種封頭沖壓成型方法，該方法采用上述任一項所述的模具，從而成型出端口朝下的封頭。
[0015]其中，所述封頭為橢圓形封頭或球形封頭。
[0016]其中，所述封頭為單層板封頭或多層板封頭。
[0017]本申請的有益效果:
與現有技術相比，本申請提供的一種封頭沖壓成型模具，在生產過程中，避免了鋼板高溫氧化皮脫落后在封頭內表面的堆積，消除了傳統壓制成形過程中氧化皮被壓縮在封頭內表面造成局部凹坑、麻點或減薄區，從而封頭內表面光滑，減少內表面拋光工作量，也減少基礎鋼板的厚度，降低反應器制造成本。
[0018]還提供了一種封頭沖壓成型方法，該方法采用上述模具，從而成型出端口朝下的封頭，該封頭表面光滑整齊，一方面能夠有效防止介質粘結，使介質流動順暢，反應均勻；另一方面，在調整工藝切換不同牌號產品的生產時，可以便捷地清理干凈前一牌號產品的殘余，保證產品的生產質量。
【附圖說明】
[0019]圖1為本申請的壓力容器的結構示意圖。
[0020]圖2為本申請的封頭反向成形模具的第一工作狀態時的結構示意圖。
[0021]圖3為本申請的封頭反向成形模具的第二工作狀態時的結構示意圖。
[0022]圖4為本申請的封頭反向成形模具的第三工作狀態時的結構示意圖。
[0023]圖5為本申請的封頭反向成形模具的第四工作狀態時的結構示意圖。
[0024]圖6為本申請的封頭反向成形模具的第五工作狀態時的結構示意圖。
[0025]圖7為本申請的封頭結構的結構示意圖。
[0026]附圖標記:
筒體I，封頭2，上開口 3，下開口 4，支座5，內支承結構6;
下模頭7，下模支座8;
上模頭9，壓力柱10;
圓平板毛坯11，脫模勾12;
封頭端口內半徑R，通孔的半徑R+。
【具體實施方式】
[0027]以下結合具體實施例及附圖對本申請進行詳細說明。
[0028]本申請提供一種封頭反向成形模具，如圖2至圖4所示，包括上模頭9、以及形狀與封頭2相對應的下模頭7，下模頭7設置在上模頭9的下方，上模頭9開設有與下模頭7相對應的通孔，通孔的直徑R+和封頭2的外壁直徑相等，下模頭7的直徑R和封頭2的內壁直徑相等；該模具還包括驅動上模頭9向下運動的壓力柱10，壓力柱10與上模頭9連接。實際中，下模頭7固定，通過壓力機驅動壓力柱10，(圖中沒有畫出壓力機架等整體機構)以使上模頭9向下運動，下模頭9插入通孔，上模頭9把毛坯11的邊緣往下壓以成形封頭2。
[0029]該模具生產封頭包括以下步驟:
第一步，參見圖1和圖2，根據壓力容器的封頭2半徑R，選好相應半徑的下模頭7和相應半徑的上模頭9。
[0030]其中，該模具還包括固定下模頭7的下模支座8，下模支座8通過移動機構能夠水平移動。通過下模支座8安裝下模頭7，下模支座8可以水平移出到壓力機架外面，以便安裝下模頭7。下模支座8可適配多種尺寸的下模頭7，但是每一個規格的下模頭7只適于壓制一種半徑規格的封頭2。
[0031]壓力柱10設置有多條，且多條壓力柱10沿上模頭9的周向均勻分布，上模頭9通過多條相同的壓力柱10連接在壓力機架上。壓力柱10的數量不是僅僅封頭2規格設定，而是根據封頭2直徑大小和毛坯11厚度、按一定的尺寸規格范圍設定。但是每一件規格的上模頭9只適于壓制一種半徑規格的封頭2。
[0032]第二步，參見圖2，開動壓力機，檢查確認儀表管線以及各安全附件功能正常。按箭頭上下運動上模頭9，檢測上模頭9與下模頭7之間的周向間隙，確保調整均勻。
[0033]第三步，參見圖3，利用鏟車臂或者其他輔助性工裝把冷態或加熱的鋼板毛坯11安置到下模頭7上，圓平板毛坯11中心與下模頭7中心一致。
[0034]第四步，參見圖4，運動上模頭9下來壓住毛坯11鋼板，迅速退出鏟車臂或者其他輔助性工裝。
[0035]第五步，參見圖5，繼續運動上模頭9下來把毛坯11鋼板壓成封頭2，操作中是否均勻或加速壓制，由經驗決定。
[0036]第六步，參見圖6，壓成封頭2后，短暫靜止讓封頭2定形，然后操作上模頭9提升，期間適時使用工具在上模頭9和成形封頭2之間掛上脫模勾12，脫模勾12在上模頭9和封頭2上周向均衡分布，使上模頭9提升的同時把封頭2從下模頭7上取出。
[0037]第七步，水平移動下模支座8到壓力機架外面，利用鏟車臂或者其他輔助性工裝把成形封頭2從機架下封頭2脫模勾12上取出，妥善安置，參見圖7。
[0038]壓力柱10驅動上模頭9向下運動，可以是豎直向下運動也可以是螺旋向下運動，螺旋向下運動能夠保護封頭2外表面的光潔度，而且提供更大的壓力。該種封頭的成型端口向下的沖壓成形方法也可用于封頭端口向下的旋壓成形。
[0039]本申請的一種封頭沖壓成型方法，該方法采用上述任一項所述的模具，主要包括以下步驟:
準備步驟:把圓平板毛坯11放置到加熱爐里加熱，然后把加熱后的圓平板毛坯11放置在模具中；反向成形步驟:通過模具將圓平板毛坯11壓成封頭2，成形過程中，封頭2的端口朝向下方。
[0040]與傳統的模具將圓平板毛坯11沖壓成端口向上的方法相比，本申請封頭成形方法，在生產過程中避免了鋼板高溫氧化皮脫落后在封頭2內表面的堆積，消除了傳統壓制成形過程中氧化皮被壓縮在封頭2內表面造成的局部凹坑、麻點或減薄區，使得封頭2內表面光滑，減少內表面拋光工作量，也減少基礎鋼板的厚度，降低反應器制造成本。
[0041]圖7示出了本發明的一種封頭結構，封頭為反向成形封頭，如圖1和圖7所示，該反向成形封頭是上述封頭沖壓成型方法制造的。該封頭2表面光滑整齊，一方面能夠有效防止介質粘結，使介質流動順暢，反應均勻；另一方面，在調整工藝切換不同牌號產品的生產時，可以便捷地清理干凈前一牌號產品的殘余，保證產品的生產質量。
[0042]具體的，反向成形封頭2為橢圓形封頭，當然封頭也可以設置為球形封頭，不同形狀的封頭2適用于不同的筒體I，適用范圍更加廣。
[0043]具體的，封頭2的壁厚非均勻設置，包括基本厚度區域及其局部增厚區域，可以根據不同反應，根據不同地方的反應劇烈程度，對應設置增厚區域，可以有效延長封頭2的使用壽命。
[0044]具體的，封頭2為單層板封頭或多層板封頭，可根據加工成本和實際需求，根據實際情況選擇單層板的封頭2或者高強度的多層板封頭2。
[0045]具體的，封頭2包括各種不同口徑和壁厚的規格，滿足不同大小的容器需求。
[0046]具體的，封頭2包括整體封頭和局部封頭，整體封頭2—體成形，生產效率高；局部封頭2可滿足一些特殊需求。
[0047]具體的，封頭2開設有多個開口，滿足實際需要。
[0048]具體的，封頭2包括封頭基層及其內壁防護層，防護層能夠有效保護封頭2。
[0049]具體的，封頭2包括鍛坯機加工成形封頭、鋼板整體壓制成形封頭和鋼板分瓣壓制后再組焊成形的封頭，或者鍛件與鋼板的組合。
[0050]上述任一種封頭結構，實際中均使用于壓力容器，圖1為本申請的一種壓力容器的結構示意圖，如圖1所示，壓力容器包括圓筒體I和封頭2，封頭2設置在圓筒體I的兩端，封頭2為上述本申請任一種封頭2，該壓力容器還包括設置在圓筒體I的內壁的內支承結構6，設置于筒體I或封頭2外壁的外支承結構，封頭2和圓筒體I均設置有各種開口。其中封頭2包括分別設置于圓筒體I的兩端的上封頭2和下封頭2，上封頭2設置有上開口 3，下封頭2設置有下開口 4，圓筒體I由鋼板或鍛件制成。為防止腐蝕，在反應器內表面堆焊一層或兩層奧氏體不銹鋼襯里，封頭2內表面的光滑整齊對堆焊質量有一定的影響。該壓力容器通過支座5固定。
[0051]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本申請的技術方案，而非對本申請保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本申請作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本申請的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本申請技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.封頭沖壓成型模具，包括上模頭和下模頭，其特征是:上模頭包括對平板毛坯的邊緣施加向下力的抵壓部，上模頭在對應平板毛坯中部的上方留有成型空間，下模頭包括對平板毛坯中部施加向上力的上凸部。2.根據權利要求1所述的封頭沖壓成型模具，其特征是:所述成型空間為與所述下模頭相對應的通孔。3.根據權利要求2所述的封頭沖壓成型模具，其特征是:該封頭沖壓成型模具還包括驅動所述上模頭向下運動的壓力柱，所述壓力柱與所述上模頭連接。4.根據權利要求3所述的封頭沖壓成型模具，其特征是:所述壓力柱驅動所述上模頭垂直向下運動。5.根據權利要求3所述的封頭沖壓成型模具，其特征是:所述上模頭為圓形的上模頭，所述壓力柱設置有多條，且多條壓力柱沿所述上模頭的周向均勻分布。6.根據權利要求1所述的封頭沖壓成型模具，其特征是:該模具還包括用于固定所述下模頭的下模支座，所述下模支座通過移動機構能夠水平移動。7.根據權利要求1所述的封頭沖壓成型模具，其特征是:所述上模頭設置有多個用于使成形后的封頭與所述下模頭分離的脫模勾，所述脫模勾與所述上模頭固定連接，且多個脫模勾沿所述上模頭的周向均勻分布。8.封頭沖壓成型方法，其特征是采用權I?7任一項所述的模具，從而成型出端口朝下的封頭。9.根據權利要求8所述的封頭沖壓成型方法，其特征是:所述封頭為橢圓形封頭或球形封頭。10.根據權利要求8所述的封頭沖壓成型方法，其特征是:所述封頭為單層板封頭或多層板封頭。
【文檔編號】B21D37/10GK105855395SQ201610342990
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】陳孫藝
【申請人】茂名重力石化機械制造有限公司