一种固定在基础上的塔体柔性支架／组及解析塔装置

摘要

本发明涉及塔类本体结构支撑技术领域，具体涉及一种固定在基础上的塔体柔性支架/组及解析塔装置，通过增加固定件在水平面上的运动自由度，解决现有技术中塔类设备固定形式仅能实现单一方向柔性的技术问题。包括位于以平面直角坐标系x-y定位的同一塔体轴截面上，直接或间接与塔体侧面或底面紧固连接的：固定座(1)、第一导向座(2)、滑动座(3)和第二导向座(4)；塔体通过上述结构与基础紧固连接时，固定座(1)、第一导向座(2)、滑动座(3)和第二导向座(4)的位置组合，需满足塔体相对固定座(1)同时具备x轴方向及y轴方向的移动自由度。

说明书

技术领域

本发明涉及塔类本体结构支撑技术领域，具体涉及一种固定在基础上的塔体柔性支架/组及解析塔装置。

背景技术

现有技术中常见塔类设备与基础的连接形式主要包括：图1所示的裙座连接、图2所示的支腿连接和图3所示的支耳连接。这三类连接方式通过地脚螺栓将塔类设备的底端与基础实现固定，固定原理如图4所示。由于塔设备与塔基础之间的刚性连接，限制了塔设备与基础之间的相对位移。在工业生产中，工作在高温高压下的立式换热器、解析塔、吸收塔和蒸馏塔等塔类设备，在温度和压力的作用下会发生膨胀或者收缩等形状变化，在发生设备本体膨胀或收缩时，产生的附加力在刚性连接形式下不能得到消除，这些附加应力对固定件及设备本体都会造成一定程度的危害。

图5所示结构为现有技术中针对图4的固定形式做出的改进，使设备与基础之间的紧固结构存在了有限的柔性。图5中在塔类设备的底端与基础之间设置了带有滑动凹槽的底板及设置有润滑层的滑板和滑动支撑，其中底板的结构如图6所示。滑板为两层，上层滑板与开有滑动凹槽的底板焊接，下层滑动板与润滑层焊接，润滑层开有与底板滑动凹槽匹配的滑动凹槽，塔类设备通过在凹槽内滑动，抵消单一方向的膨胀或者收缩变形产生的附加力。但是，此方法只能在凹槽方向存在有限的柔性，不能完全消除来自各个方向的膨胀或者收缩变形产生的附加力，剩余的附加力同样会对固定件及设备本体造成一定程度的危害。

现有技术中的解析塔工作于高温高压的环境中，为释放解析塔因 热膨胀产生的附加应力，对新结构的多自由度的柔性支架的研发成为一种必需。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明通过增加固定件在水平面上的运动自由度，解决现有技术中塔类设备的固定形式仅能实现单一方向柔性固定的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种固定在基础上的塔体柔性支架，包括位于以平面直角坐标系x-y定位的同一塔体轴截面上，与塔体侧面或底面紧固连接的：固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座；所述固定座在承载中不具备移动自由度；所述第一导向座在承载中具有x轴方向的移动自由度；所述滑动座在承载中同时具有x轴向和y轴方向的移动自由度；所述第二导向座在承载中具有y轴方向的移动自由度；所述基础与所述塔体通过所述固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座实现连接，连接时所述固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座的位置组合，需满足所述塔体相对所述固定座同时具备x轴方向及y轴方向移动自由度。

优选地，所述固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座的数量各为一个，其紧固位置形成平面四边形，在所述平面四边形中，所述固定座和滑动座沿对角进行布置。

优选地，还包括桁架，所述桁架与所述塔体紧固连接，所述桁架为平面多边形结构；所述固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座分别在所述平面多边形的端点处或所述平面多边形相应端点处的延长线端点处，与所述桁架实现紧固连接。

优选地，所述第一导向座和第二导向座的结构包括：上滑动板、下滑动板和底板；所述上滑动板的下端面和下滑动板的上端面光滑接触，所述上滑动板的上端面与所述塔体紧固连接；所述底板设置有槽 深能限制所述上滑动板和下滑动板沿单一直线方向滑动的导向滑槽，所述下滑动板的下端面与所述导向滑槽紧固连接。

优选地，所述滑动座包括：上滑动板、下滑动板和平面底板；所述平面底板与所述下滑动板的下端面紧固连接；所述上滑动板的上端面与所述塔体紧固连接。

优选地，所述固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座的下端面均通过沿重力方向弹性补偿的弹性补偿装置与所述基础实现紧固连接。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种塔体柔性固定支架组，所述塔体柔性固定支架组由多个如前所述的固定在基础上的塔体柔性支架组成；其中，位于塔体最下端的所述固定在基础上的塔体柔性支架不安装所述弹性补偿装置。

优选地，所述固定在基础上的塔体柔性支架的数量为两个，位于上方的所述固定在基础上的塔体柔性支架设置有弹性补偿装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种解析塔装置，所述解析塔由如前所述的固定在基础上的塔体柔性支架或如前所述的塔体柔性固定支架组实现与所述基础的柔性连接。

(三)有益效果

本发明通过固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座的配合使用，实现塔体相对固定座同时具备平面内两个垂直方向的移动自由度，进一步增加了塔体固定的柔性。自膨胀由度的增加能释放塔体膨胀及收缩附加给固定支撑装置的作用力，进而对固定支撑装置实现进一步的保护。

本发明的优选方案中，通过在固定座、第一导向座、滑动座和第二导向座的下端面加装弹性补偿装置，与基础之间实现进一步的弹性连接，为高度较高，承受风载较大的塔体提供进一步的结构支持。

本发明的优选方案中，第一导向座和第二导向座采用带导向槽的滑动板结构，结构简单，牢固可靠。

本发明的优选方案中，滑动座通过在底板上解除对下滑动板的限位使其具有沿平面方向任意滑动的滑动自由度，使其运动适应性得到进一步的增强。

本发明的优选方案中，塔体柔性固定支架组，由多个前述固定在基础上的塔体柔性支架配合使用，对塔体形成进一步的稳固柔性支撑。

本发明的优选方案中，解析塔装置，选用如前所述的固定在基础上的塔体柔性支架或如前所述的塔体柔性固定支架组实现对解析塔的柔性稳固支撑，对高温高压环境下作业的解析塔装置形成进一步的适应塔体膨胀或收缩的结构支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中塔类设备与基础采用裙座连接的结构示意图；

图2是现有技术中塔类设备与基础采用支腿连接的结构示意图；

图3是现有技术中塔类设备与基础采用支耳连接的结构示意图；

图4是现有技术中图1～3所示结构采用地脚螺栓固定结构示意图；

图5是现有技术中采用单向滑板实现有限柔性固定的结构示意图；

图6是现有技术中采用单向滑板实现有限柔性固定的底板结构示意图；

图7是本发明实施例一中支架结构示意图；

图8是本发明实施例二中支架结构示意图；

图9是本发明实施例三中支架结构示意图；

图10是本发明实施例四中支架结构示意图；

图11是本发明实施例一至四中第一导向座和第二导向座结构示意 图；

图12是本发明实施例一至四中滑动座结构示意图；

图13是本发明实施例一至四中固定座与桁架紧固连接示意图；

图14是本发明实施例一至四中固定座与基础紧固连接示意图；

图15是本发明实施例一至四中第一导向座或第二导向座与基础紧固连接后结构示意图；

图16是本发明解析塔结构示意图；

图17是本发明的弹性补偿装置的结构示意图；

图18是设有锁紧螺母的弹性补偿装置的结构示意图；

图19是共用同一压板、外壳和底板的多个弹性补偿装置的结构示意图；

图7～19中：1、固定座；2、第一导向座；3、滑动座；4、第二导向座；5、桁架；6、上滑动板；7、下滑动板；8、底板；9、平面底板；10、弹性补偿装置；11、解析塔体；12、塔体柔性固定支架组。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明提供一种固定在基础上的塔体柔性支架，适合直接或通过桁架等支架类结构间接紧固连接在塔体侧面同一塔体轴截面上，及直接或通过桁架等支架类结构间接紧固连接在塔体底面上。包括：固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4；固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4的数量均为一个或多个。

为更好地描述组成塔体柔性固定支架的部件的移动自由度，选择以固定座1为原点，在塔体柔性固定支架的安装平面上建立平面直角坐标系x-y。在坐标系内，固定座1在承载中不具备移动自由度；第一导向座2在承载中具有x轴方向的移动自由度；滑动座3在承载中同时具有x轴向和y轴方向的移动自由度；第二导向座4在承载中具有y轴方向的移动自由度。

其中，第一导向座2或第二导向座4的一种结构形式如图11所示，在结构中，包括：上滑动板6、下滑动板7和底板8；上滑动板6的下 端面和下滑动板7的上端面光滑接触，上滑动板6的上端面直接或间接与所述塔体紧固连接；底板8设置有槽深能限制所述上滑动板6和下滑动板7沿单一直线方向滑动的导向滑槽，下滑动板7的下端面与导向滑槽紧固连接；第一导向座2或第二导向座4与基础的一种连接形式如图15所示。

其中，滑动座3的一种结构形式如图12所示，在结构中，包括：上滑动板6、下滑动板7和平面底板9；所述平面底板9与下滑动板7的下端面紧固连接；所述上滑动板6的上端面直接或间接与所述塔体紧固连接。

其中，固定座1与桁架之间的一种连接形式如图13所示，固定座1与基础之间的一种连接形式如图14所示。

基础与塔体直接或间接通过固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4实现具有柔性的紧固连接；连接时，所选用的一个或多个固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4进行位置组合之后，需满足塔体相对固定座1(固定座1仅选用1个)或以其中一个固定座1(固定座1在同一支架平面同时选用多个时)建立的平面直角坐标系x-y，同时具备x轴方向及y轴方向的移动自由度。

实施例一： 

图7所示，本发明一种固定在基础上的塔体柔性支架的结构俯视图，塔体柔性固定支架由固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4各一个组成；固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4通过与桁架5紧固连接形成一个整体，桁架5通过紧固装置与塔体实现紧固连接。图中，固定座1位于桁架5的左下角，与基础紧固连接，不具备任意方向的运动自由度；第一导向座2位于桁架5的右下角，具备左右方向的移动自由度；滑动座3位于桁架5的右上角，同时具备左右方向和前后方向的移动自由度；第二导向座4位于桁架5的左上角，同时具备前后方向的移动自由度；如若以固定座1为原点，在该俯视支架平面建立平面直角坐标系x-y，x轴为左右方向，y轴为前 后方向，并将该塔体柔性固定支架紧固在塔体上，实现塔体与基础之间的支撑，该塔体柔性固定支架具备满足实现塔体沿x轴方向及y轴方向任意膨胀及收缩的工作需求。该塔体柔性固定支架能及时释放工作在高温高压下的塔体对支撑件施加的附加应力，进而对支撑部件形成充分的结构保护。

实施例二： 

图8～10所示本发明一种固定在基础上的塔体柔性支架的结构俯视图，在实施例一的基础上，对选用的部件固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4的部署位置进行了调整，能实现和实施例一同样的技术效果，适合根据具体使用需要，将固定座1布置在所需的位置上。

进一步的，本发明一种固定在基础上的塔体柔性支架在形成支架时，固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4的数量均为一个或多个，根据具体承载平面上塔体的截面图形的具体需求所作出的不同组合的选择均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

进一步的，本发明一种固定在基础上的塔体柔性支架在形成支架时，桁架5非必选结构部件，所选用的固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4可以直接固定在塔体侧壁或塔体底座上对塔体形成平面支撑，在同一支撑平面上，凡选用至少包含固定座1、第一导向座2、滑动座3和第二导向座4各1个的支撑结构均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

进一步的，本发明中第一导向座2及第二导向座4的结构不限于图11所示的结构，所有具有单一直线方向导向作用的导向座支撑结构均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

进一步的，本发明中滑动座3的结构不限于图12所示的结构，所有具有平面上任意方向移动自由度的滑动座支撑结构均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

进一步的，本发明中固定座1的结构不限于图13及图14所示的 结构采用螺栓实现固定，所有能直接或间接实现固定塔体，并不具备任意方向移动自由度的固定座支撑结构均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

实施例三： 

图16所示，本发明提供一种固定在基础上的塔体柔性支架组，对塔体11形成更加稳固的柔性支撑。在本实施例三中，本发明选用两组固定在基础上的塔体柔性支架12，其中位于塔体11中部的塔体柔性固定支架在其与基础之间设置有弹性补偿装置10，为塔体11在竖直方向的柔性承载支撑提供进一步的结构支持。

进一步的，本发明所选用的弹性补偿装置10的结构形式之一如图17和图18所示。图17中，弹性补偿装置10包括：顶板1-1、压板4-4、弹性减震部件5-5、底板7-7、外壳6-6、荷重柱2-2和若干整定螺栓3-3。荷重柱2-2、压板4-4和弹性减震部件5-5设置在外壳6-6内，外壳6-6与底板7-7紧固连接；弹性减震部件5-5位于底板7-7上端面与压板4-4下端面之间，其弹性作用端面分别与底板7-7上端面与压板4-4下端面相接触；压板4-4设置有限制其行程的导向限位装置，荷重柱2-2与所述压板4-4紧固连接；荷重柱2-2上紧固连接有顶板1-1；在外壳6-6侧壁设置有刻度指示部件8-8，用于对顶板所承受的载荷提供数值指示，用于将预定载荷量化到压板4-4的位移距离上，精确控制预压缩后的弹性形变误差在预定载荷量允许的误差范围之内。

图18中，增设锁紧螺母9-9，进一步的增强了锁定效果。压板4-4，中间设置有与荷重柱2-2的外螺纹相配合的螺纹通孔；边缘设置有与外壳6-6相配合的导向限位凸块10-10，外壳6-6相应的设置有与其相适配的导向限位滑槽11-11，导向限位凸块10-10和导向限位滑槽11-11共同组成限制压板4-4活动空间的导向限位装置。

进一步的，本发明所选用的弹性补偿装置10的结构形式之二如图19所示。图中，弹性补偿装置10由多个弹性补偿装置共用同一压板4-4、外壳6-6和底板7-7后形成。能进一步提高轴向减震的承载能力。

进一步的，本发明选用的弹性补偿装置10不限于图16～19中所示的结构样式，所有能实现弹性补偿，并能应用在本发明中的弹性补偿装置均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

进一步的，本发明一种固定在基础上的塔体柔性支架组所使用的固定在基础上的塔体柔性支架12的数量不限于两个，根据实际支撑使用需要，任意数量的固定在基础上的塔体柔性支架12形成的固定在基础上的塔体柔性支架组均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

实施例四： 

图16所示，本发明提供一种解析塔装置，塔体结构示意如图中塔体11所示，解析塔由如前所述的固定在基础上的塔体柔性支架12或如前所述的塔体柔性固定支架组实现与所述基础的柔性连接。应当理解，对于解析塔装置而言，其他功能构件可以采用现有技术实现，而非本申请的核心发明点所在，故本文不再赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。