專利名稱：布簾式密封貯氣柜殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種布簾式密封貯氣柜的殼體，也即主要由圓柱形筒殼、立柱、水平桁架及球面頂蓋四大部分構(gòu)成的威金斯(Wiggins)型氣柜的殼體。
現(xiàn)有技術(shù)中的威金斯型(也稱威氏)氣柜，是由美國人威金斯在1940年發(fā)明的。其殼體為全焊接鋼結(jié)構(gòu)，主要由圓柱形筒殼、立柱、水平桁架及球面頂蓋四大部分構(gòu)成。筒殼由鋼板分段焊接而成，沿高度方向以一定間距一般為1.5米設(shè)有環(huán)向角鋼加勁肋。豎向?qū)捯砭塇型鋼立柱與加勁肋連接。水平桁架主要由角鋼及型鋼組成，與立柱及加勁肋連接形成環(huán)向抗風(fēng)骨架，水平桁架的間距一般不超過6米，在走道部位另外加鋪鋼板。頂蓋以兩組角鋼按正交子午線設(shè)置的球面網(wǎng)殼作為承重結(jié)構(gòu)，上復(fù)鋼板而成。貯氣柜的殼體除貯氣外，承受荷載是其主要功能。威氏氣柜屬低壓貯氣柜，風(fēng)荷載是其殼體所受的主要荷載。現(xiàn)有技術(shù)中將氣柜殼體的立柱及環(huán)向水平桁架構(gòu)成的框架視為承受風(fēng)荷載的框架體系。但經(jīng)發(fā)明人實際計算分析表明這是一種錯誤的觀點。以寶鋼現(xiàn)使用的80000立方米威氏氣柜為例，按立柱和水平桁架組成的空間框架體系來承受風(fēng)荷載與圓柱筒殼承受相同的風(fēng)荷載相比，其側(cè)向位移前者為后者的150倍以上。這足以說明實際上立柱和水平桁架只能作為筒殼的加勁體系，與筒殼一起共同承受風(fēng)荷載。因此現(xiàn)有威氏氣柜的殼體存在有受力不合理，浪費材料、構(gòu)件種類繁多、加工組裝困難等缺點。另外，頂蓋的正交子午線球面網(wǎng)殼的每根角鋼在支座處與邊梁的交角都不一樣，也造成零件種類增加。大跨度的角鋼制成的網(wǎng)殼在拼裝時需要數(shù)個精度很高的工裝胎具，造價很高；復(fù)蓋于球面網(wǎng)殼上的頂板只作為復(fù)蓋層，不參與受力是極大的浪費。
本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種按加勁體系設(shè)置的布簾式密封貯氣柜的殼體，使其受力合理、結(jié)構(gòu)形式簡單、制造安裝方便且節(jié)省材料。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的立柱直接焊接在筒殼上。走道板的邊部冷彎成槽形成為自承重結(jié)構(gòu)，與環(huán)向角鋼加勁肋及立柱固連，兼作水平環(huán)向加勁體系，取代現(xiàn)有技術(shù)中的水平桁架。由于只作加勁體系考慮，走道板的間距可以是原水平桁架間距的兩倍以上，可以超過12米。頂蓋為經(jīng)緯加勁球面薄殼，由分片鋼板對接形成的球殼形頂板和以球頂為中心的經(jīng)緯加勁骨架相焊接而成。由于殼體的設(shè)計是按加勁體系考慮的，可將立柱的斷面積減小。筒殼與立柱的直接連接，可使兩立柱之間的筒殼弧形板先用安裝螺栓或銷釘?shù)裙潭ㄔ诹⒅?，再進行焊接，有利于筒殼的安裝并可減小其橢圓度。以走道板取代原水平桁架再加上間距的增大，減少了構(gòu)件的種類及材料用量。頂蓋所采用的以球頂為中心的經(jīng)緯加勁骨架，使其最長構(gòu)件的長度小于現(xiàn)有骨架最長構(gòu)件的一半，且在支座處節(jié)點單一，使構(gòu)件種類相應(yīng)減少，拼裝時只需一個中心臺架作為工裝胎具即可。由于骨架僅作為加勁體系，大大減少了骨架所用型鋼量。
以下結(jié)合附圖介紹本實用新型布簾式密封貯氣柜殼體的一個實施例。


圖1為本實用新型布簾密式封貯氣柜殼體的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖2為本實用新型布簾式密封貯氣柜殼體的立柱及連接關(guān)系圖。
圖3為圖2的1－1剖面圖。
圖4為圖2的2－2剖面圖。
圖5為本實用新型布簾式密封貯氣柜殼體的走道板及連接關(guān)系圖。
圖6為圖5的3－3剖面圖。
圖7為圖5的4－4剖面圖。
圖8為本實用新型布簾式密封貯氣柜殼體的頂蓋及連接關(guān)系圖。
圖9為圖8的5－5剖面圖。
圖10為圖9的A部放大視圖。
圖11為圖9的B部放大視圖。
圖12為圖9的C部放大視圖。
由圖1可知本實用新型布簾式密封貯氣柜的殼體主要由筒殼1，立柱2、走道板3、加勁肋5和頂蓋4構(gòu)成，筒殼1由弧形鋼板分段對接焊成，其上以1.5米的間距焊有環(huán)向角鋼加勁肋5。為安裝需要，在設(shè)有走道板3的部位加勁肋5反裝，因此形成兩種加勁肋5a，5b見圖2、3及7。立柱2均勻分布焊接在筒殼1周圍，沿筒殼1高度方向設(shè)有數(shù)層走道板3，其間距可達12米以上。當貯氣柜為80000立方米時，走道板3共設(shè)四層，其最大間距為12米。頂蓋4為經(jīng)緯加勁球面薄殼。
由圖2、3、4可知立柱2采用工字鋼制成。筒殼1的每塊弧形鋼板的寬度取絕于立柱2的間距也即與立柱2的間距等寬。安裝時先將筒殼1的弧形鋼板用銷釘固定在立柱2上，再進行焊接(筒殼1內(nèi)部焊后磨平)，保證了筒殼1的安裝精度。然后，將立柱2與筒殼1直接焊接在一起。立柱2上每一與加勁肋5相交處對稱焊接有兩個節(jié)點板6，將節(jié)點板6與加勁肋5用安裝螺栓固定后進行焊接，使立柱2與加勁肋5固連。
走道板3的構(gòu)造及其與加勁肋5和立柱2的連接關(guān)系如圖5、6、7所示。走道板3由角部走道板3a與中間部分走道板3b共同構(gòu)成，它們的邊部延長冷彎成槽形，形成自承重體系。角部走道板3a的下面裝有經(jīng)向筋板9和與經(jīng)向筋板9垂直的加勁構(gòu)件8。中間部分走道板3b的下面均布有經(jīng)向筋板12。角部走道板3a通過連接角鋼7及由橫撐11a、斜撐11b組成的支撐11與立柱2固連，形成搭接焊在加勁肋5a上的中間部分走道板3b的兩側(cè)支撐體系。中間部分走道板3b的兩側(cè)搭接焊在角部走道板3a上，邊部連接板10用焊接的方法將走道3a與3b的豎肋連接為一體。
頂蓋4的構(gòu)造如圖8、9、10、11、12所示，主要由頂板13與加勁骨架14組成。頂板13為分塊鋼板制成的球殼，實際制作時每塊鋼板可為平板。骨架14的球頂是一個中心環(huán)16，邊部是與中心環(huán)16同心的環(huán)形邊梁19，環(huán)形邊梁19的截面為T字形。對應(yīng)于立柱2設(shè)置的經(jīng)向主加勁肋15采用的是斷面稍大的型鋼如槽鋼，以便于初始安裝。經(jīng)向主加勁肋15的一端焊接在安裝于邊梁19上的節(jié)點板22上，另一端焊接在中心環(huán)16上的連接角鋼25上，中心環(huán)16、經(jīng)向主加勁肋15及邊梁19連接為一個整體。環(huán)線緯向加勁肋17以一定的經(jīng)向間隔設(shè)放于經(jīng)向主加勁肋15之間，其兩端焊接在安裝于經(jīng)向主加勁肋15上的節(jié)點板上，其形式與圖11所示相類似。在經(jīng)向主加勁肋15與緯向加勁肋17或邊梁19組成的框架之間設(shè)放有一系列經(jīng)向次加勁肋18，設(shè)置于緯向加勁肋17上的節(jié)點板23、24通過焊接的方法將經(jīng)向次加勁肋18與緯向加勁肋17相連，經(jīng)向次加勁肋18與邊梁19的連接同經(jīng)向主加勁肋15與邊梁19的連接采用的是完全相同的結(jié)構(gòu)，都是通過節(jié)點板22完成的。頂板13的分塊鋼板的形狀、大小與加勁肋相對應(yīng)。將分塊鋼板的周邊在骨架14上焊牢，其下方與骨架用間斷焊縫相連接，形成加勁球殼。邊梁19的外側(cè)與經(jīng)向主加勁肋15、經(jīng)向次加勁肋18相對應(yīng)處都裝有節(jié)點板21，該節(jié)點板和筒殼1上安裝的內(nèi)節(jié)點板20焊接在一起，將頂蓋4支承于筒殼1上，形成整個殼體。
本實用新型布簾式密封貯氣柜殼體與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是(1)以一種全新的加勁體系設(shè)計理論作為設(shè)計基礎(chǔ)，殼體受力合理。(2)構(gòu)件的品種少、結(jié)構(gòu)形式簡單，制造安裝方便，且安裝精度高。(3)可節(jié)約大量的鋼材，以80000立方米貯氣柜殼體為例，其各部分的構(gòu)造與鋼材節(jié)約量的關(guān)系可用下表表示。
權(quán)利要求1.一種布簾式密封貯氣柜的殼體，具有由鋼板分段焊接而成的圓柱形筒殼，環(huán)向角鋼加勁肋，立柱和頂蓋，其特征在于立柱(2)直接焊接在筒殼(1)上，走道板(3)的邊部冷彎成槽形與加勁肋(5)及立柱(2)固連，其間距可達12米以上；頂蓋(4)為經(jīng)緯加勁球面薄殼，由用鋼板分片焊接而成的球殼形頂板(13)和以球頂為中心的經(jīng)緯加勁骨架(14)相焊接而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體其特征在于所述的立柱(2)可采用工字鋼，在與加勁肋(5)相交處對稱設(shè)有節(jié)點板(6)，使立柱(2)與加勁肋(5)相連，筒殼(1)、立柱(2)及加勁肋(5)緊密結(jié)合成為縱橫二個方向加勁的圓柱殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體其特征在于所述的走道板(3)由角部走道板(3a)與中間部分走道板(3b)共同構(gòu)成，角部走道板(3a)通過連接角鋼(7)和支撐(11)與立柱(2)固連，形成安裝在加勁肋(5)上的中間部分走道板(3b)的二側(cè)支撐體系，走道板(3a)與(3b)連成一體形成橫向環(huán)形加勁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體其特征在于所述的骨架(14)在球頂是一個中心環(huán)(16)，邊部是與中心環(huán)(16)同心的環(huán)形邊梁(19)；對應(yīng)于立柱(2)設(shè)置的經(jīng)向主加勁肋(15)將中心環(huán)(16)與邊梁(19)連為一體；環(huán)線緯向加勁肋(17)以一定的經(jīng)向間隔設(shè)放于經(jīng)向主加勁肋(15)之間；在經(jīng)向主加勁肋(15)與緯向加勁肋(17)或邊梁(19)組成的框架之間設(shè)放有一系列經(jīng)向次加勁肋(18)；頂板(13)與骨架(14)上的經(jīng)向主加勁肋(15)及次加勁肋(18)焊接為一體形成加勁球殼頂蓋(4)。
專利摘要一種按加勁體系設(shè)計的布簾式密封貯氣柜的殼體，立柱(2)直接焊接在筒殼(1)上，走道板(3)的邊部冷彎成槽形與環(huán)向角鋼加勁肋(5)及立柱(2)固連，取代現(xiàn)有技術(shù)中的水平桁架，其間距可達12米以上。頂蓋(4)為經(jīng)緯加勁球面薄殼，由用鋼板分片焊接而成的球殼形頂板(13)和以球頂為中心的經(jīng)緯加勁骨架(14)相焊接而成。這種結(jié)構(gòu)的殼體受力合理，結(jié)構(gòu)形式簡單，制造安裝方便，并可節(jié)約大量原材料。
文檔編號F17C1/00GK2175351SQ93223360
公開日1994年8月24日 申請日期1993年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月7日
發(fā)明者姜德進, 周秋貴 申請人:冶金工業(yè)部馬鞍山鋼鐵設(shè)計研究院