压力储罐的制作方法

1.本实用新型涉及压力容器技术领域，特别涉及一种压力储罐。


背景技术：

2.在食品、化工等领域中，很多储存食品和化工介质的储罐高度受到安装空间的限制。对此，现有储罐多采用两凸形封头对接的结构，设计为矮胖型结构。而对于对高度要求极其严格的情况，由于受限于高度，储罐的体积、容量较小，只能改用多个罐体以达到储存目的。
3.并且，对于设计压力较高、底部有较大直径接口的立式罐，当采用凸形封头开大孔的结构，将无法用常规方法计算其所承受的应力载荷，且在开孔处会产生较大的应力集中，对储罐的安全性造成影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种压力储罐，以解决现有技术中储罐采用凸形封头受限于安装空间而容积偏小、开孔处压力集中的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种压力储罐，所述压力储罐呈立式放置，且该压力储罐的高度和直径之比小于1，所述压力储罐包括：顶部封头，其为凸型封头，包括封头本体和从所述封头本体的外周向下突伸出的环形的第一连接圈；底部封头，包括底部为平面的平底本体和从所述平底本体的外周向上突伸出的第二连接圈，所述第二连接圈与所述第一连接圈对接，以与所述平底本体和封头本体共同围合形成储存腔；所述平底本体上设有与所述储存腔相通的进料口和出料口。
7.根据本实用新型的一个实施例，所述平底本体的内表面从平底本体的中部向周侧逐渐向下倾斜；所述出料口相比于所述进料口更靠近所述平底本体的周缘。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述平底本体的内表面和所述第二连接圈的内表面圆弧过渡连接。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述进料口的口径大于所述出料口的口径。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述进料口位于所述平底本体的中心；所述出料口具有多个，周向分布于所述平底本体的周缘上。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述平底本体的底部上围绕所述进料口处设有多个连接孔；所述压力储罐还包括密封盖；所述密封盖通过所述连接孔和适配的紧固件连接于所述底部封头上，并密封所述进料口。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述封头本体的中部向上突出设有一凸缘口，所述凸缘口和所述进料口同轴；所述压力储罐还包括法兰盖，所述法兰盖适配地密封设于所述凸缘口。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述第二连接圈的厚度和所述第一连接圈的厚度
一致；所述平底本体的厚度大于所述第二连接圈的厚度。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述平底本体和所述第二连接圈一体成型。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述压力储罐的高度和内径之比小于1。
16.本实用新型还提供一种压力储罐，所述压力储罐呈立式放置，且该压力储罐的高度和直径之比小于1，所述压力储罐包括：顶部封头，其为凸型封头，包括封头本体和从所述封头本体的外周向下突伸出的环形的第一连接圈；底部封头，包括底部为平面的平底本体和从所述平底本体的外周向上突伸出的第二连接圈；所述平底本体上设有进料口和出料口；筒节，其上下两端分别与所述第一连接圈和第二连接圈对接。
17.根据本实用新型的一个实施例，所述筒节和所述第一连接圈及筒节和第二连接圈的连接处的厚度一致。
18.由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种压力储罐至少具有如下优点和积极效果：
19.首先，压力储罐的高度和内径之比(高径比)小于1，表明该储罐与常见的高度较大呈细长型的立式储罐不一样，而是为储罐中的高度较低、横向尺寸较大的“矮胖”类型，以适应乳品、制药、食品、酿酒、化工等行业高度受限的安装空间。同时，该储罐的底部封头的平底本体的底部为平面，相比于底部呈弧形的凸型封头，可以进一步地在高度上节省空间，以此降低罐体的整体高度，满足较为严格的高度需求。而且由于平底本体的底部为平面，该底部的开孔结构相比于凸型封头开孔结构，可以减少局部高应力的产生，提高罐体的安全性能。进一步地，相比于具有相同外形尺寸(高度、直径一致)的凸型封头，该底部封头具有更大的容量，提高了罐体的容积利用率。
20.本实用新型还提供一种压力储罐，其相比上述罐体还增设了筒节。该筒节的上下两端分别与第一连接圈和第二连接圈对接，以形成完整的罐体。由于筒节的存在，罐体整体高度增加，容量也相应增加了，以满足罐体大容量的储存需求。
附图说明
21.图1为本实用新型第一实施例中压力储罐的结构示意图。
22.图2为图1的a处放大图。
23.图3为本实用新型第二实施例中压力储罐的结构示意图。
24.附图标记说明如下：
[0025]1‑
顶部封头、10
‑
封头本体、11
‑
第一连接圈、13
‑
法兰盖、101
‑
凸缘口、
[0026]3‑
底部封头、30
‑
平底本体、32
‑
第二连接圈、301
‑
进料口、302
‑
出料口、
[0027]
303
‑
连接孔、
[0028]5‑
筒节。
具体实施方式
[0029]
体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0030]
本实施例提供一种呈立式设置的压力储罐，通过改进压力储罐的结构以此降低罐
体高度，并满足罐体限高要求，达到罐体的工艺需求，可适应于乳品、制药、食品、酿酒、化工等行业中对高度有特殊要求的设备。
[0031]
压力储罐的第一实施例
[0032]
请参照图1，图1示出了本实施例提供的一种压力储罐的具体结构。该压力储罐，包括顶部封头1和底部封头3，其中，顶部封头1为凸型封头，底部封头3为平底封头。上述两封头的上下两端对接形成一内部中空的储存腔，用以储存物料。本实施例的压力储罐的高度和直径之比小于1，构成矮胖型罐体形式。
[0033]
需要说明的是，压力储罐的高度和直径之比为高径比。当罐体高径比的比值越大，则表明该罐体的高度越大，其外形表现为“细长型”，通常为立式粉料罐。当罐体的高径比越小(高径比小于1)，高度越小，容量越大，罐体外形表现为“矮胖型”。这类矮胖型的罐体通常应用于食品化工领域中，以储存碳酸饮料等介质。
[0034]
在本实施例中，根据安装空间的高度限制，以及出于对储罐容量的要求与其直径和高度的合理化要求，可以确定该压力储罐的设计高度和直径。
[0035]
本实施例的压力罐体的高径比小于1，甚至可以达到1/3。
[0036]
具体地，压力罐体的高度在图1中标识为h，其高度范围可以为0.5m～2m。压力罐体的直径在图1中标识为l，其直径范围为0.5m～5m。在具有相同容积的情况下，传统的采用双凸形封头的罐体的高度至少为本实用新型罐体高度的3～5倍；因为当罐体容积越小时，直径也可以越小，传统的罐体高度甚至可以为高达至十多米。
[0037]
因此，本实施例的压力储罐能够更好的适应于高度要求极其严格的工况。
[0038]
进一步地，该底部封头3相比于具有相同外形尺寸(高度、直径一致)的凸型封头具有更大的容量，提高了罐体的容积利用率。
[0039]
顶部封头1为凸型封头，包括封头本体10和从封头本体10的外周向下突伸出的环形的第一连接圈11。具体地，凸型封头包括球形封头、蝶形封头、椭圆形封头等。其中，封头本体10呈球冠形，第一连接圈11为圆筒形直边。封头本体10和第一连接圈11可整体压制而一体成型，两者的连接处为平滑过渡，应力分布均匀，改善了连接处的受力状况，从而可承受更大的压力。
[0040]
底部封头3为平底封头，其包括底部为平面的平底本体30和从平底本体30的外周向上突伸出的第二连接圈32。
[0041]
其中，平底本体30的横截面轮廓为圆形；第二连接圈32为与第一连接圈11类似的圆筒形直边结构，且第二连接圈32与第一连接圈11的厚度一致、外径一致。并且，平底本体30的外径尺寸与封头本体10的下端缘的外径尺寸、第二连接圈32的外径和第一连接圈11的外径一致。
[0042]
在本实施例中，平底本体30和第二连接圈32采用碗形锻件经过机加工一体成型。其中，平底本体30的厚度大于第二连接圈32的厚度，同时平底本体30的外径尺寸与第二连接圈32的外径一致。
[0043]
请结合图2，为了减少连接处由于几何形状不连续而产生的局部应力，平底本体30的内表面和第二连接圈32的内表面圆弧过渡连接，以此改善连接处的受力状态。
[0044]
在装配的过程中，第二连接圈32与第一连接圈11上下对接，两者的连接处的厚度一致为平滑过渡，从而与平底本体30和封头本体10共同围合形成一个完整的具有中空储存
腔的立式储罐。平底本体30上设有与储存腔相通的进料口301和出料口302，从而实现物料于罐体底部的进出。
[0045]
由于平底本体30的底部为平面，上述储罐的底部可以水平贴合在工作台上或者支撑架上，相比于传统的立式储罐的底部需要支腿的结构，省去了支腿，不仅减少了部件的数量，还同时减少了支腿在高度方向上的占用，以此降低罐体的整体高度，满足较为严格的高度需求。并且，由于平底本体30的底部为平面，该底部的开孔结构相比于凸型封头开孔结构，可以减少局部高应力的产生，提高罐体的安全性能。
[0046]
而且，在平底本体30上开设进料口301和出料口302。由于平面的存在使得开孔处不会存在明显的形状突变，不会产生较高的局部应力。因此适用于设计压力较高、下面有较大直径接口的储罐，当安装空间的高度受限时，采用该平底封头结构可以减少局部高应力的产生，提高罐体安全性能。
[0047]
进一步地，平底本体30的内表面从平底本体30的中部向周侧逐渐向下倾斜。
[0048]
在图1中，平底本体30的内表面与平直的虚线l1之间在高度方向上具有间隙。
[0049]
平底本体30的内表面为中部是最高点、从中部至周侧向下的倾斜状态，即呈中间高外侧低状。具体表现为：平底本体30的内表面的截面轮廓为光滑的曲线，该曲线的坡度较为平缓，应力是连续而均匀变化的，受力状态好。平底本体30的内表面和第二连接圈32的内表面圆弧过渡连接，受力较好。
[0050]
出料口302在平底本体30上分布位置相比于进料口301更靠近平底本体30的周缘，以便于卸料。即出料口302相比于进料口301更靠下，位于低处。如此，罐内的物料在卸料时在重力作用下会沿着平底本体的内表面自发朝向出料口302流动，从而满足粘稠度较大的介质的罐底排净的要求，减少物料堆积的情况。
[0051]
优选地，进料口301位于平底本体30的中心，出料口302位于平底本体30的周缘上。出料口302的靠边设计，能够尽可能的方便物料排出，避免产生卸料死角。同时，出料口302具有多个，以周向分布于平底本体30的周缘上。其中，进料口301的口径大于出料口302的口径，以提高进料效率。进料口301的口径较大，可称之其为顶部封头1上的大孔。
[0052]
当然，在其他实施例中，在满足出料口302相比于进料口301更靠下的前提下，进料口301和出料口302的分布位置与具体数量可以根据需求而具体设计，不限于上述情况。
[0053]
在其他实施例中，平底本体30的内表面还可以是平面，或者其内表面的中间是凹陷的，这种平面或凹面的结构更适用于储存粘稠度较小的介质。
[0054]
在本实施例中，平底本体30的底部上围绕进料口301处设有多个连接孔303，该连接孔303为盲孔，其内设有螺纹。压力储罐还包括密封盖。密封盖的外形尺寸和进料口301的口径适配。密封盖通过连接孔303和适配的螺栓紧固件连接于底部封头3上，并密封进料口301。上述密封盖和底部封头3为可拆卸连接，方便装卸和维修。
[0055]
在本实施例中，封头本体10的中部向上突出设有一凸缘口101，凸缘口101和进料口301同轴，该凸缘口101能够用于增设管口。压力储罐还包括法兰盖13，法兰盖13适配地密封设于凸缘口101。并且，该法兰盖13上设置一定的工艺性管口，如液位计口、温度计口等。
[0056]
综上所述，本实用新型提供的一种压力储罐至少具有如下优点和积极效果：
[0057]
上述压力储罐通过用平底封头为底代替凸形封头为底的结构设计，满足罐体限高要求，满足罐体排净需求，提高生产效率，缩短制作工期。具体为：压力储罐的高度和内径之
比(高径比)小于1，表明该储罐与常见的高度较大呈细长型的立式储罐不一样，而是为储罐中的高度较低、横向尺寸较大的“矮胖”类型，以适应高度受限的安装空间。同时，该储罐的底部封头3的平底本体30的底部为平面，相比于底部呈弧形的凸型封头，可以进一步地在高度上节省空间，以此降低罐体的整体高度，满足较为严格的高度需求。并且，由于平底本体30的底部为平面，该底部的开孔结构相比于凸型封头的开孔结构，可以减少局部高应力的产生，提高罐体的安全性能。
[0058]
压力储罐的第二实施例
[0059]
请参照图3，本实用新型还提供另一种压力储罐，该压力储罐的高度和直径之比小于1，即为“矮胖型”结构。压力储罐包括顶部封头1、底部封头3和筒节5，筒节5的上下两端分别与第一连接圈11和第二连接圈32对接。
[0060]
该压力储罐相比于第一实施例中的仅有顶部封头1、底部封头3的储罐而言，由于增加了一筒节5，其整体高度增加了，罐体的容积也扩大了，满足了罐体的大容积的需求。
[0061]
其中，顶部封头1为凸型封头，包括封头本体10和从封头本体10的外周向下突伸出的环形的第一连接圈11。底部封头3包括底部为平面的平底本体30和从平底本体30的外周向上突伸出的第二连接圈32，平底本体30上设有与储存腔相通的进料口301和出料口302，从而实现物料于罐体底部的进出。上述的顶部封头1和底部封头3均为一体成型结构；其第一连接圈11和第一连接圈11均为圆筒形直边，两者的厚度一致、外径一致。
[0062]
筒节5的厚度和外径分别与上述的各连接圈的厚度和外径一致。
[0063]
在装配的过程中，采用焊接将筒节5的上端和第一连接圈11对接，保证筒节5的内外两侧分别和第一连接圈11的内外两侧齐平，使得两者的连接处的厚度一致，为平滑过渡连接，实现筒节5和顶部封头1的焊接固定。而且，为了保证筒节5和封头的连接处不易遭到破坏，其连接处的焊缝为全焊透。然后采用相同的操作将筒节5的下端和第二连接圈32对接，保证筒节5和第二连接圈32的连接处的厚度一致形成平滑过渡，最终筒节5、顶部封头1和底部封头3围合形成一个完整的具有中空储存腔的立式储罐。
[0064]
在本实施例中，筒节5的上下两端分别与顶部封头1、底部封头3对接，其连接处为平滑过渡，从而避免了连接处产生较大的局部应力，保证受力状态良好，罐体的安全性能得到了提升。
[0065]
进一步地，本实施例中的平底本体30的内表面从平底本体30的中部向周侧逐渐向下倾斜；出料口302相比于进料口301更靠近平底本体30的周缘。当出料口302相比于进料口301更靠近平底本体30的周缘时，则表明出料口302相比于进料口301更靠下。如此，罐内的物料在卸料时在重力作用下会自发朝向出料口302流动，从而满足罐底排净的要求，避免物料堆积的情况。
[0066]
综上所述，本实施例的压力储罐能够通过用平底封头为底代替凸形封头为底的结构设计，满足罐体限高要求，满足罐体排净需求，并可根据罐体总容积需求，而增设筒节，从而扩大容量，以此提高生产效率，缩短制作工期。
[0067]
虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和
改型都应为随附权利要求所涵盖。