專利名稱：球罐上u型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及球形儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)，更具體地說是由U型柱連接球形儲(chǔ)罐球殼的結(jié)構(gòu)形式。
背景技術(shù)：
球形儲(chǔ)罐簡稱“球罐”，是由各板片焊接組成的球體，主要用于盛裝高壓氣體、液化氣體和石油化工原料等。球罐是一個(gè)鋼制球殼通過支柱相連后立于球罐基礎(chǔ)之上，球罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中提供了四種支柱與球殼連接處的連接型式，分別為直接連接型式(簡稱a型)、 加托板結(jié)構(gòu)型式(簡稱b型)、U形柱結(jié)構(gòu)型式(簡稱c型)和支柱翻邊結(jié)構(gòu)型式(簡稱d 型)。其中，U形柱結(jié)構(gòu)型式是上支柱1為U型柱，U型柱下部為橫托板2，橫托板2下部為圓形下支柱3，作為一個(gè)整體和球罐球殼4相連(結(jié)構(gòu)見圖1)。U型柱結(jié)構(gòu)型式在球罐中盛裝介質(zhì)密度較大的液化氣體時(shí)具有一定的優(yōu)越性，但隨著設(shè)計(jì)壓力和介質(zhì)密度的增大，為了保證球罐托板和球殼連接部位的應(yīng)力滿足要求，需要一直增加橫托板的厚度，這樣的結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致橫托板和球罐球殼連接處焊接殘余應(yīng)力很高，而且有較大的應(yīng)力集中，同時(shí)要增大支柱的規(guī)格，因此加大了球罐支柱的用材。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，通過對(duì)U形柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以減小橫托板的厚度，減小球罐支柱的規(guī)格，改善橫托板和球殼連接處的變形和應(yīng)力集中情況，提高設(shè)備的安全性。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)是由U型上支柱，圓形下支柱和連接在U型上支柱與圓形下支柱之間的橫托板構(gòu)成，其特征是在所述U型上支柱中，位于靠近球罐球殼一側(cè)的橫托板上設(shè)置與橫托板相互垂直的豎向筋板，所述豎向筋板的底端與橫托板相連接，所述豎向筋板的兩側(cè)邊與U型上支柱的內(nèi)側(cè)壁相連接。本實(shí)用新型球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述豎向筋板為間隔設(shè)置的多道。在距離球罐球殼漸遠(yuǎn)的位置上的各道豎向筋板高度逐漸增加。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型將U型上支柱的底端、橫托板和豎向筋板連成為一體，增加了這一部位的剛度，改善了橫托板和球殼連接部位的應(yīng)力狀況，使支柱的應(yīng)力分布更加合理，避免了球殼和橫托板連接處的應(yīng)力過于集中導(dǎo)致裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。2、本實(shí)用新型可節(jié)省球罐支柱的用材。

圖1為已有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的C-C剖面圖；圖4為圖2的A向視圖；圖5為本實(shí)用新型應(yīng)用在7000m3 二甲醚球罐中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號(hào)1上支柱；2橫托板；3下支柱；4球罐球殼；5豎向筋板。
具體實(shí)施方式
參見圖2、圖3和圖4，球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)是由U型上支柱1，圓形下支柱3 和連接在U型上支柱1與圓形下支柱3之間的橫托板2構(gòu)成，在U型上支柱1中，位于靠近球罐球殼4 一側(cè)的橫托板2上設(shè)置與橫托板2相互垂直的豎向筋板5，豎向筋板5的底端與橫托板2相連接，豎向筋板5的兩側(cè)邊與U型上支柱1的內(nèi)側(cè)壁相連接；豎向筋板5為間隔設(shè)置的多道，在距離球罐球，4漸遠(yuǎn)的位置上的各道豎向筋板5的高度逐漸增加。實(shí)施例1 本實(shí)施例針對(duì)7000m3 二甲醚球罐，支柱和球罐球殼的連接型式為U型柱結(jié)構(gòu)，球罐球殼4名義厚度為48mm，采用已有技術(shù)中的U型柱結(jié)構(gòu)，則橫托板2所需厚度為46mm，U 型上支柱1需要拉長至3800mm，如此設(shè)置的橫托板2和球罐球殼4的連接處的有限元分析結(jié)果才能滿足要求；采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)形式，如圖5所示，設(shè)置三塊豎向筋板5，距離球罐球殼漸遠(yuǎn)的豎向筋板高度依次為330mm、550mm和750mm，各豎向筋板之間的間距為40mm， 三塊豎向筋板的設(shè)置使U型上支柱1、橫托板2和球罐球殼4連接處的應(yīng)力狀況得到了很大的改善，橫托板的厚度僅為20mm，U型上支柱的長度縮短為3620mm。而且U型柱、橫托板和球罐球殼連接處的應(yīng)力狀況和變形協(xié)調(diào)都得到了很大的改善。實(shí)施例2 本實(shí)施例針對(duì)IOOOOm3天然氣球罐，支柱和球殼的連接型式為U型柱結(jié)構(gòu)，球罐球殼4名義厚度為38mm。采用已有技術(shù)的U型柱結(jié)構(gòu)，則橫托板2需要厚度為34mm，U型上支柱1的長度為3600mm，如此設(shè)置的橫托板2和球罐球殼4的連接處的有限元分析結(jié)果才能滿足要求；采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)形式，如圖2所示，設(shè)置兩塊豎向筋板5，距離球罐球殼漸遠(yuǎn)的豎向筋板5高度分別為400mm和600mm，豎向筋板5的厚度為10mm，豎向筋板5之間的間距為50mm，通過兩塊豎向筋板5的設(shè)置，U型上支柱1、橫托板2和球罐球殼4連接處的應(yīng)力狀況和變形協(xié)調(diào)都得到了很大的改善，橫托板的厚度僅為20mm，U型上支柱的長度為 3600mm，在U型上支柱、橫托板和球殼連接處的應(yīng)力狀況和變形協(xié)調(diào)都得到了很大的改善。
權(quán)利要求1.一種球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，所述U型柱結(jié)構(gòu)是由U型上支柱(1)，圓形下支柱 (3)和連接在U型上支柱(1)與圓形下支柱C3)之間的橫托板( 構(gòu)成，其特征是在所述 U型上支柱中，位于靠近球罐球殼(4) 一側(cè)的橫托板( 上設(shè)置與橫托板相互垂直的豎向筋板(5)，所述豎向筋板(5)的底端與橫托板相連接，所述豎向筋板的兩側(cè)邊與U型上支柱的內(nèi)側(cè)壁相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，其特征是所述豎向筋板(5)為間隔設(shè)置的多道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，其特征是在距離球罐球殼漸遠(yuǎn)的位置上的各道豎向筋板(5)高度逐漸增加。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種球罐上U型柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，U型柱結(jié)構(gòu)由U型上支柱，圓形下支柱和連接在U型上支柱與圓形下支柱之間的橫托板構(gòu)成，其特征是在U型上支柱中，位于靠近球殼一側(cè)的橫托板上設(shè)置與橫托板相互垂直的豎向筋板，豎向筋板的底端與橫托板相連接，豎向筋板的兩側(cè)邊與U型上支柱的內(nèi)側(cè)壁相連接。本實(shí)用新型通過對(duì)U形柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以減小橫托板的厚度，減小球罐支柱的規(guī)格，改善橫托板和球殼連接處的變形和應(yīng)力集中情況，提高設(shè)備的安全性。
文檔編號(hào)F17C13/00GK202152180SQ20112025341
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者喻金法, 李云福, 李永泰, 王林, 耿永豐, 郭春光, 顧永干, 黃金國 申請(qǐng)人:合肥通用機(jī)械研究院, 浙江華辰能源有限公司