水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于內(nèi)套中的高壓內(nèi)膽，所述內(nèi)套通過端面法蘭與高強(qiáng)度螺栓與外套固接，內(nèi)套的兩端頭對(duì)設(shè)有進(jìn)水端及出水端，所述進(jìn)水端及出水端通過環(huán)形焊口與高壓內(nèi)膽固接；內(nèi)套材質(zhì)為不銹鋼；外套材質(zhì)為普通鋼材或不銹鋼；不銹鋼為SS304不銹鋼或SS316不銹鋼。本實(shí)用新型利用材料力學(xué)科學(xué)原理，結(jié)構(gòu)巧妙，選材科學(xué)，材料成本低，安全性能可靠，節(jié)能、環(huán)保，應(yīng)用于適用環(huán)境時(shí)，節(jié)約了能源，提高了工作效率，產(chǎn)品使用壽命可延長(zhǎng)30%左右。本實(shí)用新型不受適用環(huán)境條件制約，可廣泛應(yīng)用于需要儲(chǔ)能器的場(chǎng)所，由于其自身具有的優(yōu)勢(shì)能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的需求，成本可降低30%左右，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益廣闊。
【專利說明】水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儲(chǔ)能器的結(jié)構(gòu)，特別涉及水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對(duì)生活的品質(zhì)要求的日漸提升，為適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)節(jié)能.環(huán)保的要求，各企業(yè)一直以來不斷對(duì)新技術(shù)研究，力圖開發(fā)性能更優(yōu)越、質(zhì)量更高的產(chǎn)品，各種新產(chǎn)品均以“節(jié)能?高效?環(huán)?！睘樽谥?，不斷研發(fā)質(zhì)量更好、結(jié)構(gòu)更合理、實(shí)用性更強(qiáng)的產(chǎn)品，以增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，打造環(huán)保.節(jié)能產(chǎn)品。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)控超高壓水切割技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。
[0004]水切割技術(shù)是利用水刀超高壓儲(chǔ)能器流出高壓，高速水流吸入砂子，形成帶砂的高壓，高速水砂混合射流切割材料， 該技術(shù)特別適用于建筑業(yè)石板，陶瓷板高硬度材料拼花加工。由于水刀工作時(shí)，為獲得穩(wěn)定壓力輸出的超高壓水流，需用超高壓增壓器將水推入水刀超高壓儲(chǔ)能器，儲(chǔ)能器有一大空腔。
[0005]高壓水流從增壓器打入儲(chǔ)能器的體積和儲(chǔ)能器射出水量體積與儲(chǔ)能器的空腔相比體積很小，此方法可保證儲(chǔ)能器壓力波動(dòng)很小，從而保證水刀射出的高壓，高速水流穩(wěn)定，保證水刀切割切口均勻，一致。
[0006]高壓泵推入儲(chǔ)能器的水壓高達(dá)420 MPa,在工作過程中，儲(chǔ)能器的工作壓力一直處于交變狀態(tài)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)水刀超高壓儲(chǔ)能器均用機(jī)械緊固結(jié)構(gòu)，包括:設(shè)于內(nèi)套中的高壓內(nèi)膽，內(nèi)套通過壓緊法蘭及高強(qiáng)度螺栓與外套固接，內(nèi)套兩端對(duì)設(shè)有進(jìn)水端與出水端，高壓內(nèi)膽與內(nèi)套的進(jìn)水端及出水端的連接處設(shè)有不銹鋼密封環(huán)。
[0008]上述結(jié)構(gòu)須采用高強(qiáng)度，高硬度的馬氏體不銹鋼。此類不銹鋼材料成本很高，特別是由于高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼硬度非常，在超高壓交變應(yīng)力作用下，往往一年左右即會(huì)因應(yīng)力疲勞開裂。由于水刀儲(chǔ)能器成本很高，更換儲(chǔ)能器會(huì)大大影響水刀設(shè)備維修成本。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽(內(nèi)腔)超高壓力達(dá)300 MP a以上時(shí)，儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽(內(nèi)腔)受抗拉應(yīng)力已達(dá)300 M P a以上，一般的耐腐蝕不銹鋼如S S 304不銹鋼屬奧氏體不銹鋼，此類屈服強(qiáng)度僅為200 - 250 M P a，這類材料在承受的拉應(yīng)力大于其屈服強(qiáng)度時(shí)，在持續(xù)的拉應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生變形，此變形會(huì)影響機(jī)械緊固面密封效果。
[0010]儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽(內(nèi)腔)在增壓器反復(fù)推入水時(shí)是受交變應(yīng)力。往往要求材料的設(shè)計(jì)保險(xiǎn)系數(shù)要大于2，即材料的屈服強(qiáng)度要達(dá)到800 M P a以上。
[0011 ] 儲(chǔ)能器的材質(zhì)均采取高強(qiáng)度，高硬度馬氏體類型不銹鋼。這類不銹鋼價(jià)格很高，通常為S S 304不銹鋼4~6倍。
[0012]特別是這類不銹鋼必需經(jīng)熱處理才能使使強(qiáng)度和硬度達(dá)到要求。由于此類材料的熱處理非常復(fù)雜，產(chǎn)品的使用壽命往往會(huì)因熱處理工藝的缺陷導(dǎo)致無法長(zhǎng)期使用。
[0013]另外，此類結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)蓄能器高壓內(nèi)膽(內(nèi)腔)在受到交變應(yīng)力，特別是拉應(yīng)力作用時(shí)，允許的變形量很小，材料的硬度很高，易引起內(nèi)膽開裂。[0014]材料硬度大，機(jī)械加工非常困難，制作成本很高。水刀更換此類配件費(fèi)用很大。
[0015]故現(xiàn)有技術(shù)存在:結(jié)構(gòu)不合理，安全性差，材質(zhì)成本高，制作難度大，成本高，使用壽命短的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種設(shè)計(jì)巧妙、結(jié)構(gòu)新穎、合理，安全性好、節(jié)能、環(huán)保、適用性廣、使用壽命長(zhǎng)、具有廣闊經(jīng)濟(jì)效益的水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)。
[0017]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0018]水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于內(nèi)套中的高壓內(nèi)膽，所述內(nèi)套通過端面法蘭與高強(qiáng)度螺栓與外套固接，內(nèi)套的兩端頭對(duì)設(shè)有進(jìn)水端及出水端，所述進(jìn)水端及出水端通過環(huán)形焊口與高壓內(nèi)膽固接。
[0019]所述內(nèi)套材質(zhì)為不銹鋼。
[0020]所述外套材質(zhì)為普通鋼材。
[0021]所述外套材質(zhì)為不銹鋼。
[0022]所述不銹鋼為SS304不銹鋼。
[0023]所述不銹鋼為SS316不銹鋼。
[0024]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后可達(dá)到如下有益效果:
[0025]1、創(chuàng)造性。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，采用成本較低的S S 304不銹鋼制作。
[0026]由于水刀設(shè)備中儲(chǔ)能器在設(shè)備成本為8_12%，本實(shí)用新型利用材料力學(xué)科學(xué)原理，結(jié)構(gòu)巧妙，選材科學(xué)，材料成本低，降低了產(chǎn)品的成本。
[0027]2、安全性能可靠。本實(shí)用新型造型新穎、獨(dú)特，結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單；完全采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，安全性能可靠。
[0028]3、節(jié)能、環(huán)保。本實(shí)用新型應(yīng)用于適用環(huán)境時(shí)，節(jié)約了能源，提高了工作效率，降低了工人的工作強(qiáng)度。
[0029]本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)性能指數(shù)更佳，產(chǎn)品使用壽命可延長(zhǎng)30%左右。
[0030]4、持久耐用。本實(shí)用新型由于其材質(zhì)采用SS304不銹鋼，故其性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。
[0031]5、適用范圍廣。本實(shí)用新型不受適用環(huán)境條件制約，可廣泛應(yīng)用于需要儲(chǔ)能器的場(chǎng)所。
[0032]6、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益廣闊。本實(shí)用新型由于其自身具有的優(yōu)勢(shì)能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的需求，成本可降低30%左右，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中水刀超高壓儲(chǔ)能器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]附圖標(biāo)記說明
[0036]1、高強(qiáng)度螺栓2、外套3、內(nèi)套4、高壓內(nèi)膽5、壓緊法蘭6、進(jìn)水端7、不銹鋼密封環(huán)8、出水端9、端面法蘭10、環(huán)形焊口。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0038]參見圖1
[0039]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中水刀超高壓儲(chǔ)能器結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，水刀超高壓儲(chǔ)能器，包括:設(shè)于內(nèi)套3中的高壓內(nèi)膽4，內(nèi)套3通過壓緊法蘭5及高強(qiáng)度螺栓I與外套2固接，內(nèi)套3兩端對(duì)設(shè)有進(jìn)水端6與出水端8，高壓內(nèi)膽4與內(nèi)套3的進(jìn)水端6及出水端8的連接處設(shè)有不銹鋼密封環(huán)7。該結(jié)構(gòu)采取高強(qiáng)度螺栓I緊固方式。
[0040]由于儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽4 (內(nèi)腔)超高壓力達(dá)300 MP a以上時(shí)，儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽4(內(nèi)腔)受抗拉應(yīng)力已達(dá)300 MP a以上，一般的耐腐蝕不銹鋼如S S 304不銹鋼屬奧氏體不銹鋼，此類屈服強(qiáng)度僅為200 - 250 M P a，這類材料在承受的拉應(yīng)力大于其屈服強(qiáng)度時(shí)，在持續(xù)的拉應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生變形，此變形會(huì)影響機(jī)械緊固面密封效果。
[0041]儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽4 (內(nèi)腔)在增壓器反復(fù)推入水時(shí)是受交變應(yīng)力，往往要求材料的設(shè)計(jì)保險(xiǎn)系數(shù)要大于2，即材料的屈服強(qiáng)度要達(dá)到800 M P a以上。
[0042]故現(xiàn)有技術(shù)的儲(chǔ)能器均采取高強(qiáng)度，高硬度馬氏體類型不銹鋼。這類不銹鋼價(jià)格很高，通常為s S 304不銹鋼的4~6倍。
[0043]特別是這類不銹鋼必須經(jīng)熱處理才能使強(qiáng)度和硬度達(dá)到要求。由于此類材料的熱處理非常復(fù)雜，產(chǎn)品的使用壽命往往會(huì)因熱處理工藝的缺陷導(dǎo)致無法長(zhǎng)期使用。
[0044]另外，此類結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽4在受到交變應(yīng)力，特別是拉應(yīng)力作用時(shí)，允許的變形量很小，材料的硬度很高，易引起高壓內(nèi)膽4開裂。
[0045]而目前使用的高強(qiáng)度螺栓I緊固型的水切割儲(chǔ)能器，采取高強(qiáng)度，高硬度的馬氏體類型不銹鋼塑性很差，耐交變應(yīng)力的能力差，耐裂紋擴(kuò)展能力也差。長(zhǎng)時(shí)間在交變應(yīng)力的超高壓工作條件下易開裂。
[0046]參見圖2
[0047]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于內(nèi)套3中的高壓內(nèi)膽4，所述內(nèi)套3通過端面法蘭9及高強(qiáng)度螺栓I與外套2固接，內(nèi)套3的兩端頭對(duì)設(shè)有進(jìn)水端6及出水端8，所述進(jìn)水端6與出水端8通過環(huán)形焊口 10與高壓內(nèi)膽4固接。
[0048]所述內(nèi)套3材質(zhì)可采用不銹鋼。
[0049]所述外套2材質(zhì)可采用普通鋼材。
[0050]所述外套2材質(zhì)可采用不銹鋼。
[0051]所述不銹鋼可采用SS304不銹鋼。
[0052]所述不銹鋼可采用SS316不銹鋼。
[0053]儲(chǔ)能器高壓內(nèi)膽4使用S S 304不銹鋼制作，采取焊接方法將進(jìn)水端6，出水端8與高壓內(nèi)膽4 (內(nèi)腔)焊接。
[0054]該結(jié)構(gòu)使用的S S 304不銹鋼制作高壓內(nèi)膽4，S S 304材料具備很好的焊接性能，焊口具有良好的塑性和密封性。
[0055]由于S S 304不銹鋼高壓內(nèi)膽4的壓力超出S S 304不銹鋼的屈服強(qiáng)度，在長(zhǎng)期承受拉力大于S S 304不銹鋼屈服強(qiáng)度條件下工作，高壓內(nèi)膽4會(huì)變大，膨脹，時(shí)間長(zhǎng)會(huì)開一故為S S 304不銹鋼內(nèi)膽設(shè)計(jì)一個(gè)外套2，并在兩端安裝端面法蘭9，通過高強(qiáng)度螺栓I緊固。外套2，端面法蘭9采用45#鋼制作。
[0056]由于S S 304高壓內(nèi)膽4 (內(nèi)腔)在封閉的外套2內(nèi)，S S 304內(nèi)腔承受的工作應(yīng)力狀態(tài)主要為壓應(yīng)力，s S 304不銹鋼塑性好。
[0057]塑性很好的S S 304高壓內(nèi)膽4(內(nèi)腔)，在水切割工作的高壓條件，主要承受壓應(yīng)力，在交變拉應(yīng)力時(shí)由于材料變形很小，s S 304不銹鋼良好的塑性可產(chǎn)生微量的變形，不易發(fā)生開裂，具有可長(zhǎng)期使用的良好性能。
[0058]其制作流程:將進(jìn)水端6和出水端8及高壓內(nèi)膽4焊接成形，形成儲(chǔ)能器儲(chǔ)水空腔，然后將高壓內(nèi)膽4加工與45#鋼外套2過盈配合裝入外套2，再將端面法蘭9用高強(qiáng)度螺栓I緊固在外套2上，構(gòu)成水刀超高壓儲(chǔ)能器。
[0059]本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，儲(chǔ)能器能長(zhǎng)期承受超高壓工作。
[0060]本實(shí)用新型的其他工藝可采用現(xiàn)有技術(shù)。
[0061]本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例已經(jīng)闡明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型做出的進(jìn)一步拓展均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于內(nèi)套中的高壓內(nèi)膽，所述內(nèi)套通過端面法蘭與高強(qiáng)度螺栓與外套固接，內(nèi)套的兩端頭對(duì)設(shè)有進(jìn)水端及出水端，其特征在于:所述進(jìn)水端及出水端通過環(huán)形焊口與高壓內(nèi)膽固接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)套材質(zhì)為不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外套材質(zhì)為普通鋼材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外套材質(zhì)為不銹鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述不銹鋼為SS304不銹鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的水刀超高壓儲(chǔ)能器焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述不銹鋼為SS316不銹鋼。
【文檔編號(hào)】F15B1/04GK203702684SQ201420103679
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王偉亢 申請(qǐng)人:佛山市能博機(jī)電有限公司