夹套单元、夹套罐和夹套罐的制造方法

摘要

一种夹套单元包括：罐体板和夹套板，所述罐体板的厚度大于所述夹套板的厚度。所述夹套板的周缘与所述罐体板的周缘对齐且彼此固定连接在一起，所述夹套板的中间部分通过均匀分布的多个点或多条线与所述罐体板固定连接，所述夹套板的不固定连接至所述罐体板的部分与所述罐体板彼此分开而形成流体通道。

说明书

技术领域

本发明涉及一种夹套单元、采用该夹套单元的夹套罐以及该夹套罐的制造方法。

背景技术

在啤酒、饮料等的工业生产中，常常需要对生产中所使用的罐类设备冷却。例如，在 发酵过程中，罐内的物料会释放出大量热量，需要对罐体进行冷却以在罐体内保持发酵所 需的温度。因此，需要为这些罐类设备设置传热元件以导出罐内物料的反应热。

目前本领域中经常采用一种传热元件是夹套式传热元件。采用夹套式传热元件的罐体 具有两层结构，即用于容纳物料的罐体和设置在罐体外侧的夹套板。图1示意性地示出了 一种现有技术的夹套罐。该夹套罐1包括罐体2和围绕设置在罐体2外侧的夹套板3，夹 套板3的周缘焊接至罐体2的外侧表面上，夹套板3的中间部分以离散的多点方式连接至 罐体2的外侧表面。夹套板3的不与罐体2的外侧表面相连接的部分与罐体2的外侧表面 彼此分离，从而在夹套板3和罐体2之间形成冷却介质能够流过的流体通道6(见图2)。 流体状态的冷却介质在流体通道6内流动，带走罐体2内物料产生的热量，使得罐体2内 的温度保持在规定范围内。

为了制造生产中使用的大容量罐体，本领域通常采用拼接的方式来形成夹套罐。具体 来说，现有技术中已知的一种制造方法是，先把长度与宽度都小于罐体板4的较薄的夹套 板3叠置定位于较厚的罐体板4上，对夹套板3的周缘进行激光缝焊使之液密连接至罐体 板4，对夹套板3的中间部分则进行分散的激光圈焊；然后将焊接在一起的罐体板4和夹 套板3一起卷制成弧形；之后向卷制成弧形的夹套板3与罐体板4之间充以高压气体，使 得较薄的夹套板3塑性变形而鼓胀至所需高度，保压一定时间后卸压而形成单个夹套单元 5；接着，纵向焊接多个夹套单元5的罐体板4以形成单个筒节；最后对多个筒节进行环 状焊接，并使之分别与夹套罐底部和顶部焊接在一起而形成容纳物料的夹套罐1。

在上述方法中，为了便于进行夹套单元5的纵向焊接以及对筒节的环状焊接，需要使 夹套板3的长度与宽度都小于罐体板4的长度与宽度，以避免受压鼓胀的夹套板3干涉焊 接工具操作，从而有利于形成贯穿罐体板4的焊缝7。然而，由于夹套板3的长度和宽度 均小于罐体板4，因此在形成夹套罐1以后，夹套板3在罐体2外侧表面的周向和纵向上 都不连续，所以夹套板3仅对其覆盖的罐体部分有加强作用，而从整体上对罐体2没有加 强作用。因此，在设计夹套罐1时，通常需要按内压容器的标准来计算罐体板4的厚度， 即罐体板4的厚度要足以承受罐体2内物料的压力，这不利于减小罐体板4的厚度，使得 整个夹套罐1的材料成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明所要解决的技术问题就在于提供一种夹 套单元、夹套罐和制造方法，以降低夹套罐的材料成本。

根据本发明的一个方面，提供了一种夹套单元，所述夹套单元包括罐体板和夹套板， 所述罐体板的厚度大于所述夹套板的厚度。所述夹套板的周缘与所述罐体板的周缘对齐且 彼此固定连接在一起，所述夹套板的中间部分通过均匀分布的多个点或多条线与所述罐体 板固定连接，所述夹套板的不固定连接至所述罐体板的部分与所述罐体板彼此分开而形成 流体通道。

根据本发明的另一方面，提供了一种夹套罐，所述夹套罐包括夹套罐顶部、夹套罐底 部和介于所述夹套罐顶部和夹套罐底部的复数个如前所述的夹套单元，所述复数个夹套单 元通过贯穿所述夹套单元的罐体板和夹套板的厚度方向的焊缝彼此连接并且连接至所述 夹套罐顶部和夹套罐底部。

根据本发明的又一个方面，提供了一种夹套罐的制造方法，所述方法包括以下步骤：

S1：使夹套板的周缘与形状和面积与之相同的罐体板的周缘液密地焊接在一起；

S2：通过均匀分布的焊点或平行焊缝将所述夹套板的中间部分固定连接至所述罐体 板；

S3：将所述夹套板和所述罐体板一起卷制成弧形的夹套单元；

S4：将复数个所述弧形的夹套单元纵向焊接成筒节，并环向焊接至少一个所述筒节、 夹套罐顶和夹套罐底而形成夹套罐；

S5：对单个夹套单元充压预定时间之后卸压。

由于夹套单元的夹套板的周缘与罐体板的周缘对齐且彼此固定连接在一起，当用夹套 单元焊接形成夹套罐时，连接相邻夹套单元的焊缝贯穿夹套板和罐体板的整个厚度，从而 使得如此形成的夹套罐外周表面上的夹套板彼此连续地覆盖该夹套罐的整个外周表面，并 因此能够对夹套罐起到加强作用。在夹套压力与夹套罐体内压一定条件下，上述构造的夹 套单元和夹套罐能够改善夹套板和罐体板的受力状态，减小罐体板的厚度，进而减少整个 罐体所需的制造材料，降低了材料成本。

附图简要说明

以下将结合附图说明根据本发明的具体实施方式，图中示出：

图1是示出现有技术的蜂窝状夹套罐的整体结构的示意图；

图2a和2b分别是示意性地示出现有技术的蜂窝状夹套单元的结构的正视图和剖视 图；

图3是示出现有技术的夹套单元彼此焊接部位的放大剖视图；

图4是示出根据本发明的一个实施例的夹套罐的整体结构的示意图；

图5a和5b分别是示意性地示出根据本发明的一个实施例的蜂窝状夹套单元结构的正 视图和剖视图；

图6是图5a所示夹套单元彼此连接部位的放大剖视图；

图7是示出根据本发明的另一个实施例的拱形夹套单元的局部剖视图。

具体实施方式

图4示意性地示出了根据本发明的一个实施例的蜂窝状的夹套罐11的整体结构。图 5a和5b示出了用于形成图4所示的夹套罐11的单个夹套单元15的具体结构。

如图5a和5b所示，夹套单元15由较薄的夹套板13和较厚的罐体板14构成。其中， 在制作夹套单元时，首先把形状、大小与罐体板14相同的夹套板13叠置于罐体板14上， 在夹套板13和罐体板14侧面对两块板进行点焊以使两板定位对齐。然后通过激光焊接的 方式使夹套板13的周缘与罐体板14的周缘液密地固定连接在一起，并通过由激光圈焊形 成的多个均匀分布的焊点将夹套板13的中间部分，也就是说，夹套板13的除周缘之外的 部分固定连接至罐体板14。如此加工之后，将彼此贴合在一起的夹套板13与罐体板14一 起卷制成弧形。在此之后，纵向缝焊若干个卷制成弧形的夹套单元15使之形成筒节，再 由多个筒节(图4所示的实施例中为4个筒节)环向焊接形成夹套罐11的主体部分，并 在该主体部分的上下两端分别环向焊接夹套罐顶部21和夹套罐底部22。经过纵向缝焊和 环向缝焊之后，相邻夹套单元15的周缘(由夹套板13和罐体板14两者的周缘形成)彼 此焊接在一起，两个相邻夹套单元15的周缘之间的焊缝17贯穿夹套板13和罐体板14的 整个厚度，如图5b所示。在焊接完成之后，通过各个夹套板13上的冷却介质入口18和 冷却介质出口19对各个夹套单元11充以高压气体并保持一定时间，使得较薄的夹套板13 在不与罐体板14相连的部位塑性变形而相对于较厚的罐体板14鼓起预定高度，从而在夹 套板13和罐体板14之间的流体通道16之间形成冷却介质可流过其中的流体通道。在此 之后，对单个夹套单元11卸压，夹套罐11制造完成。

在图4-6所示的上述实施例中，给出了冷却介质入口18位于夹套单元11的左上角， 而冷却介质出口19位于夹套单元11的右下角、与冷却介质入口18对角相对的位置处， 以适用于冷却过程中始终呈液态的冷却介质。但冷却介质入口18和冷却介质出口19的位 置不局限于此，冷却介质入口18也可以设置在夹套单元11的右上角，而将冷却介质出口 19设置在左下角。或者，本发明的夹套单元11还可以将冷却介质入口18和冷却介质出口 19都设置在夹套单元11的上部，使两者位于夹套单元11的水平方向上的两端，以适用于 在冷却过程中受热气化的冷却介质。

另外，尽管图中给出的夹套板13的中间部分通过圆形的激光圈焊连接至罐体板14， 但本发明还可以根据设计需要采用椭圆形、长圆形等各种合适形状的激光圈焊。形成夹套 罐11的筒节数目也不限于实施例给出的4个，还可以根据夹套罐11的容积大小进行变化， 例如可以由1个、2个、3个或者4个以上的筒节形成夹套罐11的主体部分。

进一步地，图7给出了根据本发明另一实施例的夹套单元的局部剖视图，该实施例所 述的夹套单元与前面所述的夹套单元11的主要区别在于夹套板23的中间部分与罐体板24 的连接形式不同。

具体来说，在图7所示的夹套单元中，夹套板23的中间部分不是通过均匀分布的焊 点连接至罐体板24上的，而是通过均匀分布的平行焊缝固定连接至罐体板24。基于此， 在加压鼓胀之后，夹套板23与罐体板24之间形成图7所示的拱形流体通道，而非第一实 施例所述的蜂窝状流体通道。

尽管上面结合实施例对本发明进行了说明，但是本发明不局限于所介绍的实施例，还 能够在不脱离本发明的范围的前提下做出各种变化和组合。