一種核電超級管道管嘴拔制裝置及方法
【專利摘要】一種核電超級管道管嘴拔制裝置及方法，用于解決在核電超級管道上拔制管嘴的技術問題。它包括基座平臺、拔制模具、旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構、升降臂、升降油缸和PLC系統(tǒng)，所述基座平臺固定在水平地面上，在基座平臺一側安裝拔制模具，在其另一側固定安裝升降油缸，所述升降油缸的伸縮臂與升降臂連接，所述升降臂為倒置的“L”型結構，其末端位于拔制模具上方，在升降臂的末端安裝旋轉式火焰加熱機構。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了自動化控制，降低了操作者勞動強度，改善了作業(yè)條件，而且提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質量。
【專利說明】一種核電超級管道管嘴拔制裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道管嘴拔制裝置和拔制方法，尤其是一種核電超級管道管嘴拔制裝置及方法，屬于鋼管加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]核電超級管道是核電站主蒸汽管道的重要組成部分，由于它與安全閥相連，因此需要在管壁上設置管嘴。為滿足核電管道設計要求，超級管道上管嘴應當與母管整體成型，以保證管道與管嘴材料內(nèi)部纖維組織的連續(xù)。
[0003]傳統(tǒng)的核電超級管道管嘴加工采用先預制管嘴、再將管嘴與管道部件主體焊接的方式，這樣不僅工藝繁瑣，而且還因焊縫造成產(chǎn)品使用受限和使用壽命短等問題。雖然目前部分生產(chǎn)企業(yè)采用了拔制成型工藝，通過對管材加熱，利用模具擠壓使管材局部產(chǎn)生塑性形變，從而在管材母體上得到符合尺寸要求的管嘴，但是現(xiàn)有技術中，由于采用管材整體加熱方式，不僅操作者勞動強度大、工作效率低，而且在管嘴成型后還要進行修磨工作，造成了能源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術之弊端，提供一種可實現(xiàn)自動控制、能降低操作者勞動強度、保證產(chǎn)品質量的核電超級管道管嘴拔制裝置及方法。
[0005]本發(fā)明所述問題是以下述技術方案實現(xiàn)的:
一種核電超級管道管嘴拔制裝置，它包括基座平臺、拔制模具、旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構、升降臂、升降油缸和PLC系統(tǒng)，所述基座平臺固定在水平地面上，在基座平臺一側安裝拔制模具，在其另一側固定安裝升降油缸，所述升降油缸的伸縮臂與升降臂連接，所述升降臂為倒置的“L”型結構，其末端位于拔制模具上方，在升降臂末端安裝旋轉式火焰加熱機構。
[0006]上述核電超級管道管嘴拔制裝置，所述旋轉式火焰加熱機構包括旋轉噴嘴座、噴嘴和噴嘴冷卻水套，所述旋轉噴嘴座外面設有保溫層，旋轉噴嘴座為空腔結構，其內(nèi)部空腔與燃氣管路及氧氣管路連通，旋轉噴嘴座一端通過止推軸承與升降臂裝配，在其另一端均布一組噴嘴，所述噴嘴噴射端設置噴嘴冷卻水套，所述噴嘴冷卻水套與冷卻水系統(tǒng)管路連通。
[0007]上述核電超級管道管嘴拔制裝置，所述旋轉驅動機構包括電機和皮帶傳動組件，所述電機固定在升降臂上，其輸出軸與皮帶傳動組件主動帶輪裝配，所述皮帶傳動組件從動帶輪與旋轉噴嘴座固定裝配。
[0008]上述核電超級管道管嘴拔制裝置，所述拔制模具包括外合模、內(nèi)模、頂出模、頂出油缸和滑動底座，所述外合模為上下分體式結構，在外合模頂部設置與內(nèi)模匹配的開口，所述內(nèi)模側壁與管嘴外壁形狀匹配，它通過銷釘與外合模裝配，所述頂出模固定在頂出油缸伸縮臂上，頂出模外廓曲面與管嘴內(nèi)壁形狀匹配，所述頂出油缸固定在滑動底座上。[0009]上述核電超級管道管嘴拔制裝置，所述旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構及升降油缸的動作均由PLC系統(tǒng)控制。
[0010]一種核電超級管道管嘴拔制方法，它通過對管材局部加熱，利用拔制模具擠壓管材使其局部產(chǎn)生塑性形變，從而在管材母體上得到符合尺寸要求的管嘴，其操作步驟如下:
a、將外合模的下半部分固定在基座平臺的一側，將管材工件放置在外合模下半部分空腔中，將外合模上半部分與外合模下半部分裝配；
b、將頂出油缸固定在滑動底座上，在頂出油缸伸縮臂的頂端安裝頂出模，將滑動底座送入管材工件內(nèi)腔中，并在設定位置處固定；
C、將內(nèi)模放入外合模的開口中并用銷釘固定；
d、由PLC系統(tǒng)控制升降油缸動作，使旋轉式火焰加熱機構與管材工件加熱部位的距離滿足設計要求，然后再由PLC系統(tǒng)控制旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構及水冷卻系統(tǒng)工作；
e、在管材工件加熱部位達到工藝要求溫度后，由PLC系統(tǒng)控制頂出油缸的伸縮臂伸出，帶動頂出模向上運動，在管材工件上形成管嘴。
[0011]上述核電超級管道管嘴拔制方法，預先在管材工件上預開設工藝孔，所述工藝孔的孔徑符合圖紙尺寸要求。
[0012]上述核電超級管道管嘴拔制方法，所述管嘴拔制成型后，進行機加工處理。
[0013]本發(fā)明的核電超級管道管嘴拔制裝置通過旋轉驅動機構帶動噴嘴旋轉，確保了管材工件變形部位均勻受熱；本發(fā)明的核電超級管道管嘴拔制裝置在底座上設置了升降油缸和升降臂，通過升降油缸動作來滿足火焰與工件變形部位距離調整要求；本發(fā)明的核電超級管道管嘴拔制裝置在噴嘴的底部設置噴嘴冷卻水套，通過水冷卻系統(tǒng)對噴嘴進行冷卻，有效地避免了噴嘴的回火爆鳴現(xiàn)象發(fā)生；本發(fā)明的核電超級管道管嘴拔制方法利用核電超級管道管嘴拔制裝置，由PLC系統(tǒng)控制旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構及升降油缸的動作，并通過模具的配合，有效地保證了管嘴成型的精度?？傊景l(fā)明不僅實現(xiàn)了自動化控制，降低了操作者勞動強度，改善了作業(yè)條件，而且提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]圖1是核電超級管道管嘴拔制裝置結構示意圖；
圖2?圖6是核電超級管道管嘴拔制過程示意圖。
[0016]圖中各標號清單為:1、基座平臺，2、滑動底座，3、頂出油缸，4、外合模，5、內(nèi)模，6、銷釘，7、管材工件，7-1、工藝孔，8、頂出模，9、噴嘴冷卻水套，10、噴嘴，11、皮帶，12、從動帶輪，13，升降臂，14、主動帶輪，15、電機，16、升降油缸，17、旋轉噴嘴座，18、止推軸承，19、保溫層。
【具體實施方式】
[0017]參看圖1，本發(fā)明包括基座平臺1、拔制模具、旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構、升降臂13、升降油缸16和PLC系統(tǒng)，所述基座平臺I固定在水平地面上，在基座平臺I 一側安裝拔制模具，在其另一側固定安裝升降油缸16，所述升降油缸16的伸縮臂與升降臂13連接，所述升降臂13為倒置的“L”型結構，其末端位于拔制模具上方，在升降臂13的末端安裝旋轉式火焰加熱機構；所述旋轉式火焰加熱機構包括旋轉噴嘴座17、噴嘴10和噴嘴冷卻水套9，所述旋轉噴嘴座17外面設有保溫層19，旋轉噴嘴座17為空腔結構，其內(nèi)部空腔與燃氣管路及氧氣管路連通，旋轉噴嘴座17 —端通過止推軸承18與升降臂13裝配，在其另一端均布一組噴嘴10，所述噴嘴10底部設置噴嘴冷卻水套9，所述噴嘴冷卻水套9與冷卻水系統(tǒng)管路連通；所述旋轉驅動機構包括電機15和皮帶傳動組件，所述電機15固定在升降臂13上，其輸出軸與皮帶傳動組件主動帶輪14裝配，所述皮帶傳動組件從動帶輪12與旋轉噴嘴座17固定裝配，皮帶傳動組件的皮帶11與主動帶輪14及從動帶輪12裝配；所述拔制模具包括外合模4、內(nèi)模5、頂出模8、頂出油缸3和滑動底座2,所述外合模4為上下分體式結構，在外合模4頂部設置與內(nèi)模匹配的開口，所述內(nèi)模5側壁與管嘴外壁形狀匹配，它通過銷釘6與外合模4裝配，所述頂出模8固定在頂出油缸3的伸縮臂上，頂出模8外廓曲面與管嘴內(nèi)壁形狀匹配，所述頂出油缸3固定在滑動底座2上。
[0018]參看圖2?圖6，一種核電超級管道管嘴拔制方法，它通過對管材局部加熱，利用拔制模具擠壓管材工件7使其局部產(chǎn)生塑性形變，從而在管材母體上得到符合尺寸要求的管嘴。其操作過程為:預先在管材工件7上預開設工藝孔7-1，所述工藝孔7-1的孔徑符合圖紙尺寸要求，然后按下述步驟操作，
a、將外合模4的下半部分固定在基座平臺I的一側，將管材工件7放置在外合模4下半部分空腔中，將外合模4上半部分與外合模4下半部分裝配；
b、將頂出油缸3固定在滑動底座2上，在頂出油缸3伸縮臂的頂端安裝頂出模8，將滑動底座2送入管材工件7內(nèi)腔中，并在設定位置處固定；
C、將內(nèi)模5放入外合模4的開口中并用銷釘6固定；
d、由PLC系統(tǒng)控制升降油缸16動作，使旋轉式火焰加熱機構與管材工件7加熱部位的距離滿足設計要求，然后再由PLC系統(tǒng)控制旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構及水冷卻系統(tǒng)工作；
e、在管材工件加熱部位達到工藝要求溫度后，由PLC系統(tǒng)控制頂出油缸3的伸縮臂伸出，帶動頂出模8向上運動，在管材工件7上形成管嘴。
[0019]在管嘴拔制成型后，進行機加工處理。
[0020]參看圖1?圖6，本發(fā)明通過旋轉驅動機構帶動噴嘴10旋轉，確保了管材工件7變形部位均勻受熱；本發(fā)明在基座平臺I上設置了升降油缸16和升降臂13，通過升降油缸16動作來滿足火焰與工件變形部位距離調整要求；本發(fā)明在噴嘴10的底部設置噴嘴冷卻水套9，通過水冷卻系統(tǒng)對噴嘴10進行冷卻，有效地避免了噴嘴的回火爆鳴現(xiàn)象發(fā)生；本發(fā)明可通過對模具尺寸的精確計算，充分保證管嘴成型的精度。
【權利要求】
1.一種核電超級管道管嘴拔制裝置，其特征是，它包括基座平臺(I)、拔制模具、旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構、升降臂(13)、升降油缸(16)和PLC系統(tǒng)，所述基座平臺(O固定在水平地面上，在基座平臺(I) 一側安裝拔制模具，在其另一側固定安裝升降油缸(16)，所述升降油缸(16)的伸縮臂與升降臂(13)連接，所述升降臂(13)為倒置的“L”型結構，其末端位于拔制模具上方，在升降臂(13)的末端安裝旋轉式火焰加熱機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種核電超級管道管嘴拔制裝置，其特征是，所述旋轉式火焰加熱機構包括旋轉噴嘴座(17)、噴嘴(10)和噴嘴冷卻水套(9)，所述旋轉噴嘴座(17)外面設有保溫層(19)，旋轉噴嘴座(17)為空腔結構，其內(nèi)部空腔與燃氣管路及氧氣管路連通，旋轉噴嘴座(17)—端通過止推軸承(18)與升降臂(13)裝配，在其另一端均布一組噴嘴(10)，所述噴嘴(10)底部設置噴嘴冷卻水套(9)，所述噴嘴冷卻水套(9)與冷卻水系統(tǒng)管路連通。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種核電超級管道管嘴拔制裝置，其特征是，所述旋轉驅動機構包括電機(15 )和皮帶傳動組件，所述電機(15 )固定在升降臂(13 )上，其輸出軸與皮帶傳動組件主動帶輪(14)裝配，所述皮帶傳動組件從動帶輪(12)與旋轉噴嘴座(17)固定裝配。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種核電超級管道管嘴拔制裝置，其特征是，所述拔制模具包括外合模(4)、內(nèi)模(5)、頂出模(8)、頂出油缸(3)和滑動底座(2)，所述外合模(4)為上下分體式結構，它與管材工件(7)匹配，在外合模(4)頂部設置與內(nèi)模匹配的開口，所述內(nèi)模(5)側壁與管嘴外壁形狀匹配，它通過銷釘(6)與外合模(4)裝配，所述頂出模(8)固定在頂出油缸(3)的伸縮臂上，頂出模(8)的外廓曲面與管嘴內(nèi)壁形狀匹配，所述頂出油缸(3)固定在滑動底座(2)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種核電超級管道管嘴拔制裝置，其特征是，所述旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構及升降油缸(16)的動作均由PLC系統(tǒng)控制。`
6.一種核電超級管道管嘴拔制方法，其特征是，它通過對管材局部加熱，利用拔制模具擠壓管材使其局部產(chǎn)生塑性形變，從而在管材母體上得到符合尺寸要求的管嘴，其操作步驟如下: a、將外合模(4)的下半部分固定在基座平臺(I)的一側，將管材工件(7)放置在外合模下半部分空腔中，將外合模上半部分與外合模下半部分裝配； b、將頂出油缸(3)固定在滑動底座(2)上，在頂出油缸(3)伸縮臂的頂端安裝頂出模(8)，將滑動底座(2)送入管材工件(7)的內(nèi)腔中，并在設定位置處固定； C、將內(nèi)模(5)放入外合模(4)的開口中并用銷釘(6)固定； d、由PLC系統(tǒng)控制升降油缸(16)動作，使旋轉式火焰加熱機構與管材工件(7)加熱部位的距離滿足設計要求，然后再由PLC系統(tǒng)控制旋轉式火焰加熱機構、旋轉驅動機構及水冷卻系統(tǒng)工作； e、在管材工件加熱部位達到工藝要求溫度后，由PLC系統(tǒng)控制頂出油缸(3)的伸縮臂伸出，帶動頂出模(8)向上運動，在管材工件(7)上形成管嘴。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種核電超級管道管嘴拔制方法，其特征是，預先在管材工件(7)上預開設工藝孔(7-1)，所述工藝孔(7-1)的孔徑符合圖紙尺寸要求。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種核電超級管道管嘴拔制方法，其特征是，所述管嘴拔制成型后，進行機加工處理。`
【文檔編號】B21C25/02GK103722036SQ201310691632
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】許金元, 王志順, 張金德, 楊杰, 馬樂, 王永亮 申請人:河北宏潤重工股份有限公司