[实用新型]薄壁压力容器封头大开孔补强结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工机械设计技术领域，特别是一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构。

背景技术

薄壁容器一般指外直径与内直径比值（Do/Di）max≤1.1—1.2的外压（P<0.1MPa）和低压容器（0.1<P<1.6MPa）。主要用于化工、石油、航空航天等领域的储罐、容器和塔设备，还经常用于食品制药领域的储罐，其用途非常广泛。但是在现实应用中，由于工艺或结构上的要求，常常需要在容器上开孔安装接管，如人孔、手孔、排污口、介质出入口等。然而当在薄壁容器上开孔后，结构连续性遭到破坏，使其开孔区域产生很高的局部应力，为降低开孔区域的应力，需要在开孔边缘处进行合理的补强。当开孔率较小时可以按照GB—150的第8部分——“开孔和开孔补强”中提出的等面积法对开孔结构进行补强设计。当薄壁容器上出现超出规范的大开孔时，开孔区的应力集中系数更大，应力分布更为复杂，目前还没有统一的方法对薄壁容器大开孔进行补强设计。开孔补强的结构目前主要有补强圈补强、厚壁接管补强和整体锻件补强。补强圈补强结构简单、补强区较为分散，制造方便，有一定的补强效果，但补强效果不佳、补强后的应力集中系数比较大，引起补强圈附近结构刚性增强，增加了和邻近处相接的结构不连续性，而且壳体本身和壳体上的其它部件通常会限制过大的补强圈；厚壁接管补强的壁厚相对筒体较大，容易增加焊接难度和制造成本，且当有接管力和接管弯矩作用时，接管壁厚过大，会造成开孔区的应力增大；整体锻件补强时，由于补强器件和壳体、接管之间的焊接采用对接焊缝，焊接质量得到保证，且焊缝及热影响区离开最大应力点的位置，抗疲劳性能好，所在的补强区域集中于应力集中区，能有效地降低应力集中系数，但是制造繁琐，成本较高，因此只在重要设备中使用。大开孔的薄壁容器封头要求补强面积更为集中，采用厚度与壳体相等的补强圈补强时，补强圈的面积较大，引起补强圈附近结构刚性增强，增加了和邻近处相接的结构不连续性，而且壳体本身和壳体上的其它部件通常会限制过大的补强圈。因此，本实用新型将提出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构，它避免上述技术所存在的不足之处，它是针对薄壁容器封头大开孔补强的一种新型结构，可以在满足强度和刚度要求的前提下降低加工难度和加工成本。

为实现上述目的，本实用新型是这样实现的。

一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构，它由补强板和焊接筋板组成，其特征在于：所述的补强板贴焊在封头与接管连接处，而筋板角焊在补强板与接管之间。

所述的薄壁压力容器封头大开孔补强结构，其特征在于：所述的补强板和焊接筋板有8组， 且均匀分布在接管周围。

本实用新型的技术效果是：可以在满足强度和刚度要求的前提下大大减小了材料的消耗，节约了生产成本。在内压作用下，采用新型补强结构的补强板加筋板组合结构，对薄壁容器封头大开孔进行补强时，结构的总体受力较好。筋板数目越多，结构的总应力与一次加二次应力越小，应力集中区域面积也越小，但相应的加工成本也随之增加，应综合强度要求和加工成本来确定新型补强结构筋板的合适数目。压力容器在承受均布外压作用时，补强后结构的稳定性也大大提高，满足刚度要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2为实施例1的轴剖视结构图示。

图3为图2的俯视图。

图中标号：A为补强板，B为焊接筋板，C为薄壁压力容器封头，D为大开孔接管。

具体实施方式

请参阅图1-3，本实用新型公开了一种薄壁压力容器封头大开孔补强结构。如图所示：补强板A贴焊在封头C上，筋板B均布在接管D周围，并角焊在接管D与补强板A之间。设计大开孔薄壁容器时，由于超出了GB—150对开孔补强设计的要求范围，可以采用本实用新型设计开孔补强。在本实施例中整个补强结构由均布于接管周围的8组补强板和焊接筋板组合而成。

本实用新型的使用方法为：在设计薄壁压力容器时，对于开孔率大于0.5的大开孔压力容器，超出了GB—150对开孔补强设计的要求范围，这时封头设计可以采用本实用新型，即新型的大开孔补强结构设计。

综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。