專利名稱：冷箱板罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于低溫空氣分離設(shè)備的一些部件的殼體，該殼體具有一些垂直于殼體的基面延伸的側(cè)壁，其中殼體的垂直于基面的延伸定義了它的高度，及其中這些側(cè)壁分別用一個(gè)由多個(gè)拼板組成的金屬板罩來(lái)覆蓋。此外本發(fā)明還涉及一種制造殼體的方法，該殼體具有一些垂直于殼體的基面延伸的側(cè)壁。
在通過(guò)精餾進(jìn)行的低溫空氣分離時(shí)待分離的原料空氣被事先冷卻及至少部分被液化。該空氣然后在一個(gè)或多個(gè)塔中在約100K的溫度下通過(guò)精餾被分離。
為了隔熱這些冷的部件如塔，機(jī)組，管道或閥被設(shè)有殼體。具有這些待隔熱部件的殼體也被稱為冷箱(Coldbox)。對(duì)于殼體在以下尤其可理解為外罩或外殼，它適合容納一個(gè)低溫分離設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)部件及將它們相對(duì)周圍環(huán)境隔熱。該殼體或本身是隔熱的或可填充適合的隔熱材料。
這種通常為長(zhǎng)方六面體的殼體迄今具有鋼結(jié)構(gòu)，它的頂及其側(cè)壁用金屬板覆蓋。
為了隔熱，該冷箱通常填充了珍珠巖(Perlite)。在冷箱的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到外部的影響、如風(fēng)及可能的地震以及內(nèi)部的影響如金屬板罩、內(nèi)裝件和管道以及珍珠巖-隔熱結(jié)構(gòu)的自重及沖洗氣體壓力。
本發(fā)明的任務(wù)在于，開(kāi)發(fā)一種殼體，它能快及效率高地被裝配，并能靈活地適配這些待隔熱的內(nèi)裝件的不同尺寸，尤其能適應(yīng)工地的狀況。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)將通過(guò)開(kāi)始部分所述類型的冷箱來(lái)解決，其中，在殼體的高度方向上一個(gè)側(cè)壁的這些拼板的各個(gè)接合處彼此之間基本上均具有相同的距離。
本發(fā)明的、用于制造殼體的方法，該殼體具有垂直于殼體的基面延伸的一些側(cè)壁，其特征在于這些側(cè)壁各由多個(gè)拼板構(gòu)成，每個(gè)拼板具有一個(gè)設(shè)有金屬蓋板的框，其中，將這些拼板定位及彼此連接。
出于運(yùn)輸技術(shù)的原因，殼體的這些側(cè)壁應(yīng)分成多個(gè)單個(gè)的元件。根據(jù)本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn)該劃分，即這些側(cè)壁在殼體高度方向上即在垂直方向上由多個(gè)元件-以下稱為拼板-組成。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的側(cè)壁劃分使冷箱的運(yùn)輸明顯變得容易，因?yàn)樗袉蝹€(gè)拼板均具有相同高度。僅是在被設(shè)計(jì)的冷箱的最下面或最上面位置上設(shè)置的拼板或一些個(gè)別例如設(shè)有專門(mén)穿通部分的拼板在將來(lái)的冷箱高度方向上具有不同的延伸尺寸。在此，最好所有拼板的最大高度由多數(shù)拼板的高度來(lái)確定，這就是說(shuō)，多數(shù)拼板具有同一高度及其它拼板的高度小于該高度。
合適的是，一個(gè)側(cè)壁的這些拼板在垂直于殼體高度的方向上分別具有相同的延伸距離。在這些拼板的尺寸相同的情況下使向安裝地點(diǎn)的運(yùn)輸變得容易。具有矩形基面的殼體被證明合適的是，一個(gè)側(cè)壁的這些拼板被這樣定尺寸，即這些拼板分別延伸在該側(cè)壁的長(zhǎng)度或?qū)挾壬?。在此，長(zhǎng)度及寬度通過(guò)基面的邊界來(lái)確定。最好一側(cè)的幾乎所有拼板具有相同尺寸。通常僅是最上排和/或最下排的拼板具有不同的高度，尤其用于補(bǔ)償冷箱所需高度與基于網(wǎng)格(Raster)的可能高度之間的差別及用于構(gòu)成屋頂傾斜。
這些拼板在殼體的高度方向上優(yōu)選地具有一個(gè)2至4米，最好為3米的延伸尺寸。通過(guò)這些拼板的最佳定尺寸可避免運(yùn)輸中的問(wèn)題、例如超出通常的運(yùn)輸寬度。例如3米的寬度可使用標(biāo)準(zhǔn)的載重卡車運(yùn)輸。在3.5米的寬度時(shí)還需要有伴送載重卡車運(yùn)輸?shù)臋C(jī)動(dòng)車。
此外3米的高度網(wǎng)格符合上樓梯的在許多規(guī)章中的最大允許高度。在殼體上需加入的查看設(shè)施因此可在殼體最終裝配前與相應(yīng)的拼板連接，由此可進(jìn)一步提高預(yù)制的程度。
這些拼板有利地具有一個(gè)由四側(cè)環(huán)繞的U形型材作成的框，該框設(shè)有一個(gè)蓋板。
這些拼板的框被這樣地定尺寸，即可承受冷箱自身的負(fù)荷及在安裝地點(diǎn)出現(xiàn)的力，這些力可由風(fēng)或地震引起。最好這樣進(jìn)行框的構(gòu)造，即U形型材的腿總是向內(nèi)伸，即該框由一些U形型材的基部及腿構(gòu)成對(duì)外的邊界。因此該拼板具有三個(gè)平滑的外側(cè)，由此一個(gè)拼板與相鄰拼板的連接可通過(guò)擰裝接合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了改善板蓋的承載能力設(shè)置了垂直的加強(qiáng)部分，例如為L(zhǎng)形鋼型材的形式。
為了接收水平的力最好在框上設(shè)置斜撐。這些斜撐可由圓管、H或U形型材制成。對(duì)此尤其是圓管被證明是有利的，因?yàn)樗鼘?duì)于抗彎強(qiáng)度具有特別適合的面積及由此重量的比例關(guān)系。因此它是抵償壓力的最佳型材。此外具有不同橫截面的圓型材到處容易獲得，因此對(duì)于已預(yù)制的框可事后進(jìn)行對(duì)在安裝地點(diǎn)出現(xiàn)的負(fù)荷影響的適配。
圓管斜撐可在相同外部尺寸即相同外徑的情況下通過(guò)壁厚來(lái)適配所需的橫截面。對(duì)其它機(jī)構(gòu)、如管道系統(tǒng)的適配與該變化無(wú)關(guān)。
可變換地，在相對(duì)小的水平力時(shí)，所述加強(qiáng)也可不用斜撐，而對(duì)此通過(guò)蓋板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
最好這些框延伸在殼體的一個(gè)側(cè)面的整個(gè)長(zhǎng)度或?qū)挾壬?。殼體的自重及由外部作用的垂直力可有利地由框的位于殼體角部的垂直的U形型材來(lái)承受。中間支架被盡可能避免。如果垂直的U形型材的橫截面不足以承受這些力，則這些角部支架通過(guò)焊接上的型材被再加強(qiáng)。在支架少的情況下殼體的自重被集中削減，每個(gè)支架分別承受較高的壓力。由外部的干預(yù)影響、如風(fēng)及地震產(chǎn)生的拉力將由此得到更好的補(bǔ)償，錨固部分可具有小的尺寸。
有利地，作為蓋板使用3至5mm厚的鋼板。在確定板厚時(shí)將在板的靜態(tài)負(fù)荷能力、其可加工性及其重量之間作出折衷。就此而論，4mm的板厚被證明是特別有利的。
各個(gè)拼板最好彼此用螺釘(栓)連接。為了達(dá)到殼體的氣密密封，還附加地要求將這些拼板的接觸處密封。對(duì)此最好使用焊縫。這可通過(guò)很小的縫橫截面來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)螺釘連接承受了靜態(tài)力，而焊縫的設(shè)置僅用于密封之目的。
本發(fā)明的殼體相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)。該殼體可適配于各種不同的設(shè)備技術(shù)的邊界條件，例如不同的塔高度或熱交換單元的可變尺寸。原則上根據(jù)本發(fā)明也可制造圓柱形箱(Bopxen)。工程技術(shù)上的處理可通過(guò)封閉空間及靜力學(xué)需要的元件的適當(dāng)劃分或通過(guò)封閉空間的元件易于被加強(qiáng)的可能性來(lái)并行地進(jìn)行。通常的處理順序(首先是基礎(chǔ)工程，接著是靜力學(xué)計(jì)算，然后是車間圖紙及最后是材料采購(gòu)及工作準(zhǔn)備)不必被遵循。廣泛的重疊處理是可能的，例如車間圖紙與靜力學(xué)計(jì)算可并行地處理。由此得到了處理時(shí)間的節(jié)約及也縮短了交付時(shí)間。
用于框封閉所需的橫截面及尺寸、尤其是拼板的U形型材一般可與具體項(xiàng)目無(wú)關(guān)地確定。與安裝地點(diǎn)相關(guān)的部件可通過(guò)板罩壁厚參數(shù)或通過(guò)附加的加強(qiáng)型材來(lái)考慮。由此可事先確定橫截面的大部分，制造拼板的材料采購(gòu)工作可與殼體的靜力學(xué)計(jì)算無(wú)關(guān)地進(jìn)行。
拼板可被預(yù)制好及基于其尺寸易于運(yùn)輸?shù)綒んw的安裝地點(diǎn)。此外殼體具有基于到處可提供的部件的結(jié)構(gòu)及由此對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)大的影響地可廣泛由現(xiàn)場(chǎng)可得到的型材來(lái)制造。
通過(guò)本發(fā)明可使殼體的制造優(yōu)化，因?yàn)樾柚圃於鄠€(gè)相同的拼板。不僅在設(shè)計(jì)、靜力學(xué)計(jì)算及實(shí)施圖紙的產(chǎn)生上而且在殼體制造上、無(wú)論在一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)還是項(xiàng)目重疊地可利用重復(fù)效應(yīng)。項(xiàng)目專用的靜力學(xué)計(jì)算成本可明顯地下降。
一些預(yù)組裝段的尺寸及重量可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有的吊車能力及現(xiàn)有的裝配能力、即在很晚的時(shí)刻來(lái)確定。因此不再需要早期的協(xié)調(diào)(在基礎(chǔ)階段)。對(duì)于達(dá)到氣體密封所需的焊縫可在任意時(shí)刻補(bǔ)充，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這些拼板的螺釘連接實(shí)現(xiàn)了承載的連接。吊車的使用時(shí)間可被減少。
以下將借助附圖中所示的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明及本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)。附圖為

圖1本發(fā)明的、由拼板構(gòu)成的殼體的一部分，圖2本發(fā)明的一個(gè)拼板，圖3兩個(gè)拼板的角連接部分的詳細(xì)視圖，圖4一個(gè)由多個(gè)拼板預(yù)制成的組件(Feld)，圖5由多個(gè)拼板組成的一個(gè)預(yù)制圈，及圖6根據(jù)本發(fā)明的由多個(gè)拼板預(yù)制成的單元(Schuss)。
圖1中表示出一個(gè)本發(fā)明殼體的一個(gè)部分結(jié)構(gòu)，該殼體被用作容納一個(gè)低溫空氣分離設(shè)備的多個(gè)部件用的冷箱。在該冷箱中例如安裝具有相應(yīng)附件的低壓塔和/或主冷凝器和/或原料氬塔。
圖示的冷箱具有其長(zhǎng)度為L(zhǎng)及寬度為B的一個(gè)矩形基面。它在垂直于基面的方向上的延伸被稱作該冷箱的高度。冷箱的這些側(cè)壁由多個(gè)拼板1a，2a，1b，2b構(gòu)成。拼板1a與2a或1b與2b分別被作成相同的并且分別延伸在相應(yīng)冷箱側(cè)壁的整個(gè)延伸L或B上。
圖2中詳細(xì)地表示出一個(gè)拼板。該拼板由鋼制的U形型材3，4作的一個(gè)矩形框架組成。在其安裝在冷箱中后水平延伸的U形型材4的長(zhǎng)度在所示的例子中相應(yīng)于冷箱的邊長(zhǎng)L。這些用于具有寬度B的側(cè)面的拼板被相應(yīng)地構(gòu)成。在安裝狀態(tài)中垂直延伸的U形型材3的長(zhǎng)度最好為3m。
這些U形型材3，4被連接成一個(gè)矩形框架。由圓管作的一些斜撐7用來(lái)抵償水平負(fù)荷。整個(gè)框架最后被罩上一個(gè)板8，該板具有3與5mm之間的厚度，最好為4mm及該板被用垂直設(shè)置的型材6加強(qiáng)。
在所計(jì)劃的冷箱安裝地點(diǎn)上建立一個(gè)地基，在該地基上安裝最下面的拼板1a，1b。將兩個(gè)在一個(gè)角上彼此貼靠的拼板1a，1b安置到位及彼此用螺釘/栓固定。
可與在地基上的安裝無(wú)關(guān)地，最好在地基的附近，將設(shè)在一個(gè)底框之上的一些拼板預(yù)組裝成一些段。
在圖3中詳細(xì)地表示出拼板1a及1b的連接。這些拼板1a及1b被這樣地設(shè)置，拼板1a的所述垂直的U形型材3a的基部與拼板1b的垂直的U形型材3b的一個(gè)腿彼此相貼靠。這兩個(gè)U形型材3a及3b在接觸處通過(guò)螺釘連接9彼此連接。兩個(gè)U形型材3a及3b的接觸處被接著設(shè)置一個(gè)焊縫10，以便達(dá)到兩個(gè)拼板1a及1b的氣體密封的連接。
這兩個(gè)垂直的U形型材3a及3b以及位于它們上面的拼板-例如拼板2a及2b(圖1)-的相應(yīng)垂直的U形型材構(gòu)成了冷箱的這些角部支架。為了加強(qiáng)冷箱的這些角，當(dāng)靜力學(xué)需要時(shí)，附加地焊上一個(gè)L形型材11，它延伸在多個(gè)拼板1a，2a的高度上或延伸在冷箱的整個(gè)高度H上及可根據(jù)靜力學(xué)要求設(shè)置階梯。
在最下面的拼板圈1a，1b完成后將下批拼板2a，2b定位在最下面的拼板圈1a，1b上并與其連接。為此，下面的拼板1a與位于其上的拼板2a的相疊置的水平U形型材4彼此用螺釘/栓連接。為了產(chǎn)生一個(gè)氣體密封的冷箱，在兩個(gè)拼板1a及2a的接觸處也設(shè)置焊縫。上面的拼板圈的拼板2a及2b的角連接通過(guò)上面借助圖3所述的方式方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如果需要，可在冷箱內(nèi)附加地安裝一些支架12(見(jiàn)圖1)，并且它們固定在這些拼板上，以便在它們上安裝例如管道或其它的組件。類似地，可在殼體的外側(cè)設(shè)置一個(gè)查看設(shè)施(Begehungseinrichtung)13。
也可使用一些由多個(gè)拼板組成的預(yù)制段來(lái)替代所述的由一些單個(gè)拼板1a，1b，2a，2b組成的冷箱結(jié)構(gòu)。
在圖4中表示一個(gè)例如由三個(gè)拼板14，15，16組成的預(yù)制元件，即一個(gè)所謂的組件(Feld)。這些拼板14，15，16在裝入冷箱前彼此就用螺釘連接好及這些連接處用焊縫密封。然后將該由三個(gè)拼板14，15，16組成的完成組件作為一個(gè)單一部件裝入冷箱的側(cè)壁中。一個(gè)組件的拼板數(shù)目可根據(jù)工地現(xiàn)場(chǎng)的情況，例如根據(jù)現(xiàn)有的吊車能力來(lái)選擇。
圖5中也可看到一個(gè)由多個(gè)拼板17，18，19，20預(yù)制成的段。在該實(shí)施例中各個(gè)拼板17，18，19，20不是彼此上下疊置，而是這樣地彼此并排(nebeneinander)布置及彼此連接，即它們構(gòu)成一個(gè)與冷箱的尺寸相應(yīng)的圈。然后將該完成的圈定位在冷箱的預(yù)定位置上及與位于其下面的拼板用螺釘連接。
圖6中表示預(yù)制單元的第三變例。由多個(gè)拼板預(yù)制形成的殼體的一個(gè)單元。這些彼此并排布置的拼板構(gòu)成了殼體的外部尺寸L及B，而彼此上下疊放布置的拼板構(gòu)成整個(gè)高度的一部分。該單元可以或者由一些單個(gè)拼板、由預(yù)制成的組件或者由一些圈組成。所述單元的高度主要由現(xiàn)有的吊車的能力來(lái)確定。
當(dāng)然，在這些預(yù)制的元件上可以象在各個(gè)單個(gè)拼板上那樣在裝入冷箱前安裝上一些設(shè)備部件或附加裝置，例如管道、電纜井筒、閥或查看設(shè)施及支架。
除了上述的方案即在工地建立殼體及逐步地裝配內(nèi)裝件外，所提出的方案還適用所謂的集裝單元方案，即臥著地組裝殼體、裝入內(nèi)裝件及布置管道系統(tǒng)及接著將整個(gè)冷箱運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.用于低溫空氣分離設(shè)備的部件的殼體，該殼體具有垂直于殼體的基面延伸的一些側(cè)壁，其中殼體的垂直于基面的延伸定義了它的高度，及其中這些側(cè)壁分別用一個(gè)由多個(gè)拼板組成的板罩覆蓋，其特征在于在殼體的高度方向上，一個(gè)側(cè)壁的這些拼板(1a，1b，2a，2b)的各個(gè)接合處彼此之間基本上均具有相同的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的殼體，其特征在于在殼體的高度方向上一個(gè)側(cè)壁的這些拼板(1a，1b，2a，2b)的各個(gè)接合處彼此之間均具有相同的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的殼體，其特征在于一個(gè)側(cè)壁的這些拼板(1a，2a)在垂直于殼體高度的方向上分別具有相同的延伸距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的殼體，其特征在于殼體具有一個(gè)矩形的基面，通過(guò)該基面的邊界確定了殼體的長(zhǎng)度及寬度，其中一個(gè)側(cè)壁的這些拼板(1a，1b，2a，2b)分別延伸在該側(cè)壁的整個(gè)長(zhǎng)度或?qū)挾壬稀?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項(xiàng)的殼體，其特征在于拼板在殼體的高度方向上具有2至4米，最好為3米的延伸距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)的殼體，其特征在于拼板設(shè)有一個(gè)由一些U形型材(3，4)作成的四側(cè)環(huán)繞的框。
7.制造用于低溫空氣分離設(shè)備的部件的殼體的方法，該殼體具有垂直于殼體的基面延伸的一些側(cè)壁，其特征在于這些側(cè)壁分別由多個(gè)拼板構(gòu)成，每個(gè)拼板具有一個(gè)設(shè)有板罩(8)的框(3，4)，其中，將這些拼版(3，4)定位及相互連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于這些拼板彼此用螺釘連接，由此形成了一個(gè)承載的連接結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其特征在于由至少兩個(gè)拼板(14，15，16)預(yù)組裝成一個(gè)段及該段被組合至側(cè)壁中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中一項(xiàng)的方法，其特征在于在安裝到側(cè)壁中前在一個(gè)拼板或段上安裝一些設(shè)備部件或附加裝置(12，13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于低溫空氣分離設(shè)備的部件的殼體。垂直于殼體的基面延伸的側(cè)壁各用一個(gè)由多個(gè)拼板(1a，1b，2a，2b)組成的金屬板罩覆蓋。一個(gè)側(cè)壁的這些拼板(1a，1b，2a，2b)的各個(gè)接合處彼此之間均具有相同的距離。
文檔編號(hào)E04H5/10GK1666001SQ03815767
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月2日
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