一种塔体无轴原地旋转装置的制作方法

本实用新型涉及大型工业装置改造技术领域，特别涉及到化工、石化等大型反应器装置的改造施工，具体涉及一种塔体无轴原地旋转装置。

背景技术：

随着经济的发展、人们环保意识的增强以及国家标准标准的提高，一些传统的化工反应器装置需进行技术改造，通过对现有技术的更新完成反应器装置的使用效能的提升。这些改造涉及到很多现有装置的利用，而对其利用和改造必须进行多方面的调整和更新；特别是一些正在运行的装置，如何在最短的时间内完成改造就显得尤为重要。

现在大型化工设备一般为中空结构，在不破设备完整性的同时，无法在结构内部设置转轴使其进行原地旋转，因此在进行旋转操作时，采用一个或多个吊装设备进行整体起吊后旋转然后再调整位置下落对准，此操作不仅需要大型吊装设备，而且在下落过程中因塔体结构过大，对准操作难度大。进行改造时都是在已经投产的厂区，设备之间的可使用空间小，吊装设备不易进入和展开，工作范围狭窄，对于施工的安全和稳定更加不便。并且上述操作均具有工期长，安全性差，时间和经济成本高，耗费极高的缺点。

有些化工设备结构简单、尺寸小自重小，这类设备进行旋转掉头时，一般采用在结构内部设置转轴和加固架，然后绕转轴进行原地旋转。此操作虽然克服了吊装施工的效率低，周期长，费用高且施工范围不便的缺点，但是不适用于大型化工设备的原地旋转，首先内部转轴无法承担大型设备的重量，不能稳定可靠的作为转动轴，其次无法在结构复杂的设备内部放置转轴及相应的支撑架，因此不适用于大型塔体的原地旋转施工。本实用新型提供一种塔体无轴原地旋转装置克服上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型提供一种塔体无轴原地旋转装置，将塔体与原有固定底板分离后，整体进行无转轴原地旋转来调整角度，具有操作简单，施工效率高的优点。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种塔体无轴原地旋转装置，包括顶升组件、加固支撑组件、旋转组件、旋转牵引组件和辅助装置；所述加固支撑组件固定在塔体底部外侧，所述顶升组件在顶升状态时位于加固支撑组件下方，所述旋转组件在旋转状态时位于加固支撑组件下方，所述顶升组件和旋转组件均沿塔体底部圆周间隔设置，其顶端均与加固支撑组件的底面接触；所述旋转牵引组件设在地面上，其尾端与塔体外侧连接，位于加固支撑组件上方，首端设在塔体外部进行牵引；所述辅助装置用于顶升状态及旋转状态时进行塔体状态监控；

所述旋转牵引组件包括牵引平衡梁、牵引装置、牵引绳、牵引导向梁和牵引吊耳，所述牵引吊耳设置两个，分别位于塔体外侧成180°方向上的两个位置上，所述牵引绳设置两根，其尾端分别固定在两个牵引吊耳上，并均缠绕塔体外表面90°的范围后从互成180°的相反方向引出，其首端均穿过牵引平衡梁与牵引装置连接，其中右侧牵引绳通过牵引导向梁改向后与牵引装置连接，左侧牵引绳引出后直接与牵引装置连接，所述牵引绳的首部相互平行，并与牵引绳引出方向平行。

进一步地，所述牵引导向梁竖向设置两根，其连线与牵引绳引出方向垂直，所述牵引导向梁端部设有导向滑轮，所述牵引绳设在导向滑轮凹槽内，并通过其改变方向。

进一步地，所述牵引平衡梁设在牵引平衡支座上，通过牵引平衡支座支撑，使得牵引吊耳、牵引绳、牵引平衡梁和牵引装置位于同一水平面上。

进一步地，所述加固支撑组件包括水平弧形支撑板、竖向支撑板和加固结构板，所述水平弧形支撑板固定在塔体底部外侧，与塔体切口位置平行，所述竖向支撑板底部固定在水平弧形支撑板上表面，内侧固定在塔体外侧，所述加固结构板倾斜设置，两端分别与相邻的竖向支撑板端部连接，且首位相连绕塔体一周。

进一步地，所述顶升组件和竖向支撑板一一对应，并位于竖向支撑板的正下方，所述旋转组件数量不多于顶升组件的数量，与水平弧形支撑板底面接触并位于竖向支撑板的下方。

进一步地，所述顶升组件为液压千斤顶，通过同一个液压系统及泵站进行控制；所述旋转组件为倒置的重物移位器，其顶端的滚轮与水平弧形支撑板的底面接触，并带动塔体旋转。

进一步地，所述牵引绳包括钢绞绳和索套，所述牵引装置引出的四根钢绞绳设在索套内形成外径42mm的牵引绳；设在右侧牵引绳上的索套位于牵引吊耳至靠近牵引绳首端的牵引导向梁之间，设在左侧牵引绳上的索套位于牵引吊耳至牵引平衡梁之间。

进一步地，所述辅助装置包括激光水准仪和经纬仪，所述激光水准仪用于顶升状态时监测塔体水平度，所述经纬仪用于旋转状态时监测塔体垂直度。

本实用新型有益效果如下：

解决了塔体等圆柱状工业设备进行原地旋转的问题，解决了原有整体吊装的施工方法中存在的操作复杂、效率低的缺陷，实现了在大型塔体内部不设置转轴进行原地旋转的操作，具有操作简单、施工效率高、劳动强度低、费用低的优点；

在塔体外侧通过旋转牵引组件进行相反方向的牵引，通过牵引塔体在倒置的旋转组件上旋转，实现塔体的原地无轴转动；本装置占用空间小，施工过程平稳有序，有效降低施工周期；

顶升组件采用统一控制，实现塔体的抬升过程的平稳且保持高度一致，保证了塔体顶升过程中的平稳和安全；

将旋转组件倒置，利用其处于顶部的滚轮作为塔体转动支撑点及滚轮进行转动，并将塔体的转动方向垂直于其中心与塔体中心连线，配合旋转牵引组件的牵引力方向，保证塔体转动过程中以其中心作为原点进行旋转，确保塔体只有角度的改变，保证旋转效果。

附图说明

图1为本实用新型的旋转施工状态示意图；

图2为本实用新型的顶升状态侧视图；

图3为本实用新型的旋转状态示意图。

附图标记：1-顶升组件，2-加固支撑组件，21-水平弧形支撑板，22-竖向支撑板，23-加固结构板，3-旋转组件，4-旋转牵引组件，41-牵引平衡梁，42-牵引装置，43-牵引绳，44-牵引导向梁，45-牵引吊耳，46-牵引平衡梁。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

如图1、2、3所示，一种塔体无轴原地旋转装置，包括顶升组件1、加固支撑组件2、旋转组件3、旋转牵引组件4和辅助装置；所述加固支撑组件2固定在塔体底部外侧，所述顶升组件1在顶升状态时位于加固支撑组件2下方，所述旋转组件3在旋转状态时位于加固支撑组件2下方，所述顶升组件1和旋转组件3均沿塔体底部圆周间隔设置，其顶端均与加固支撑组件2的底面接触；所述旋转牵引组件4设在地面上，其尾端与塔体外侧连接，位于加固支撑组件2上方，首端设在塔体外部进行牵引；所述辅助装置用于顶升状态及旋转状态时进行塔体状态监控。

如图1、2所示，所述旋转牵引组件4包括牵引平衡梁41、牵引装置42、牵引绳43、牵引导向梁44和牵引吊耳45，所述牵引吊耳45设置两个，分别位于塔体外侧成180°方向上的两个位置上，所述牵引绳43设置两根，其尾端分别固定在两个牵引吊耳45上，并均缠绕塔体外表面90°的范围后从互成180°的相反方向引出，其首端均穿过牵引平衡梁41与牵引装置42连接，其中右侧牵引绳43通过牵引导向梁44改向后与牵引装置42连接，左侧牵引绳43引出后直接与牵引装置42连接，所述牵引绳43的首部相互平行，并与牵引绳43引出方向平行。

如图1所示，优选的，所述牵引导向梁44竖向设置两根，其连线与牵引绳43引出方向垂直，所述牵引导向梁44端部设有导向滑轮，所述牵引绳43设在导向滑轮凹槽内，并通过其改变方向。

进一步地，塔体旋转在0-180°之间，进行正向或反向旋转来调整角度，所述牵引绳43在塔体外侧缠绕90°的范围时作用力和旋转角度最容易控制。旋转角度未超过90°时，牵引绳43未全部脱离塔体时即可完成旋转；旋转角度在90-180°之间时，通过在两根牵引绳43运行路径上增设牵引导向梁44的数量并放置在相应位置，通过改变牵引力传导路径来保证牵引绳43在塔体外侧缠绕90°的范围。在旋转过程中，牵引绳43在塔体外侧缠绕范围即将结束时，调整牵引绳43与不同牵引导向梁44接触，并拉紧牵引绳，使其继续缠绕在塔体外侧90°范围然后继续旋转，实现90-180°范围内的角度调整。

进一步地，所述牵引导向梁44的数量和设置位置根据施工环境确定，在保证能够将牵引绳43的方向改变至相同的同时，尽量减少牵引导向梁44的数量，避免牵引绳43的改向次数过多导致牵引力传递出现偏差。

优选的，所述牵引导向梁44作为牵引绳43改变方向的地锚使用以及传递牵引装置2，一般高度在2.5-3m，所述牵引导向梁44可以为现场的现有设备，若没有合适的适用设备，则使用200*200mm的h型钢进行焊接后作为牵引导向梁44。

如图2所示，进一步地，所述牵引平衡梁41设在牵引平衡支座46上，通过牵引平衡支座46支撑，使得牵引吊耳45、牵引绳43、牵引平衡梁41和牵引装置42位于同一水平面上。

如图3所示，进一步地，所述加固支撑组件2包括水平弧形支撑板21、竖向支撑板22和加固结构板23，所述水平弧形支撑板21固定在塔体底部外侧，与塔体切口位置平行，所述竖向支撑板22底部固定在水平弧形支撑板21上表面，内侧固定在塔体外侧，所述加固结构板23倾斜设置，两端分别与相邻的竖向支撑板22端部连接，且首位相连绕塔体一周。加固支撑组件2作为顶升支撑结构和旋转平移支撑面，要求保证结构稳定和能够负担塔体的整体负荷，水平弧形支撑板21作为旋转平移支撑面，竖向支撑板22起到负载支撑作用，加固结构板23对结构进行加强，防止因受力变形。

本实施例优选的，所述水平弧形支撑板21宽度为400mm。

进一步地，所述顶升组件1和竖向支撑板22一一对应，并位于竖向支撑板22的正下方，所述旋转组件3数量不多于顶升组件1的数量，与水平弧形支撑板21底面接触并位于竖向支撑板22的下方。优选的，所述顶升组件1、旋转组件3和竖向支撑板22数量一一对应，均为十个，综合考虑施工安全、设备成本和施工周期对塔体进行等分，

进一步地，塔体形状一般为中心对称的结构，通常其结构上开设有各种开口以及增设的附属构件，使其重心往往不在其圆心处，为了避免在放置顶升组件1后出现受力不均的缺陷，在较重的位置下方增设顶升组件1，使得顶升过程中保证塔体的稳定和顶升进度一致。

进一步地，所述顶升组件1为液压千斤顶，通过同一个液压系统及泵站进行控制；所述旋转组件3为倒置的重物移位器，其顶端的滚轮与水平弧形支撑板21的底面接触，并带动塔体旋转。

进一步地，所述牵引绳43包括钢绞绳和索套，所述牵引装置42引出的四根钢绞绳设在索套内形成外径42mm的牵引绳43；设在右侧牵引绳43上的索套位于牵引吊耳45至靠近牵引绳43首端的牵引导向梁44之间，设在左侧牵引绳43上的索套位于牵引吊耳45至牵引平衡梁41之间。每个牵引装置42引出四根钢绞绳与塔体连接，为了保证牵引绳43在塔体表面的缠绕适用性，采用索套将四根钢绞绳组成一根牵引绳43，整体缠绕在塔体表面。

进一步地，所述牵引装置42为松卡式液压千斤顶，所述牵引绳43穿过牵引平衡梁41上的圆孔与牵引装置42连接。

进一步地，所述辅助装置包括激光水准仪和经纬仪，所述激光水准仪用于顶升状态时监测塔体水平度，所述经纬仪用于旋转状态时监测塔体垂直度。

如图1、2、3所示，一种塔体无轴原地旋转装置的施工方法，包括以下步骤：

s1，划线等分：根据塔体结构和尺寸，将塔体内圆周进行八等份或十等分，然后从等分点竖直向下画出竖直定位线。优选的，将塔体进行十等分，等分的依据根据塔体尺寸及自重，然后依照单个顶升组件1的规格尺寸确定顶升组件1的需求数量，进而确定等分线数量。等分时，从内圆进行等分更加方便直观准确，然后在塔体外侧相应位置设置竖向支撑板22进行支撑。

s2，焊接竖向支撑板22：按照竖直定位线，将加固支撑组件2的竖向支撑板22焊接在塔体外侧，并将顶升组件1放置在竖向支撑板22的下方；等分线与顶升组件1的比例为一比一，放置时，将顶升组件1放置在竖向支撑板22的正下方，以竖向支撑板22作为支撑接触面并承担塔体的全部负荷。

s3，塔体切割：将塔体与原有固定底板的联接割开，使用顶升组件1将塔体顶升到指定高度，将切口处理后将水平弧形支撑板21焊接在塔体底部，并焊接加固结构板23形成稳固的加固支撑组件2。顶升组件1放置完毕后并与竖向支撑板22接触并进行支撑后开始切割塔体，在塔体切割过程中进行支撑，并保证塔体的状态稳定，避免塔体切割后偏移倾覆。

s4，确定牵引方向：确定塔体内部旋转中心点，并通过旋转中心点以及旋转角度确定位于塔体外侧的两个牵引点在水平面上的位置，进而通过牵引点确定旋转路径和长度，并以牵引平衡梁41的高度确定牵引点的高度。

塔体切割完毕稳定的位于顶升组件1上后，确定其旋转中心点，然后根据现场空间布置，以及旋转牵引组件4的占用空间情况，来确定牵引点的位置，保证牵引效果，进而根据牵引平衡梁41和牵引点的相对位置确定旋转路径和长度；然后根据牵引平衡支座46和牵引平衡梁41的高度确定牵引点的水平高度。优选的，牵引平衡梁41的高度为1.2m。

待塔体切割后并稳定的位于顶升组件1上后再确定旋转中心点，避免切割后塔体位置移动，无法精确对准，旋转时无法完全实现原地旋转。

s5，连接旋转牵引组件4：在牵引点位置上焊接牵引吊耳45，在旋转路径的转向点位置上设置牵引导向梁44，将牵引绳43尾端连接在牵引吊耳45，首端绕过牵引导向梁44连接在牵引装置42上。

根据规划好的旋转路径和长度设置牵引导向梁44，然后设置牵引绳43将塔体和牵引装置42，完成整个旋转牵引组件的安装。

s6，放置旋转组件3：在水平弧形支撑板21下方设置旋转组件3，并位于竖向支撑板22下方，保证旋转组件3的横向中心线要绝对垂直于塔体中心点到旋转组件3中心的连线，然后撤去顶升组件1。

塔体旋转时相对旋转组件3进行移动，为了保证旋转效果，设置水平弧形支撑板21作为旋转位移面，并以竖向支撑板22作为支撑和受力结构。

将旋转组件3的横向中心线要绝对垂直于塔体中心点到旋转组件3中心的连线时为了确保旋转时塔体的运动方向为运动轨迹的切线方向，塔体旋转时，塔体与旋转组件3接触位置的运动方向与旋转组件3的滚轮运动方向始终相切，保证运动轨迹正确，并且克服受力不均导致跑偏的问题。

s7，牵引旋转：启动牵引装置42，拉动牵引绳43，依靠牵引绳43在塔体外侧逐渐脱开，使得塔体实现原地无转轴旋转要求的角度调整至设定位置，完成旋转调整施工。

s8，塔体固定：验收合格后，放置顶升组件1将塔体顶升后撤去旋转组件3、加固支撑组件2和旋转牵引组件4，然后将塔体下落至固定底板上进行连接固定及后续处理，施工完成。

优选地，步骤s3中，塔体顶升高度每次不超过100mm，共顶升300mm，顶升过程中，采用激光水准仪监测塔体的水平度，顶升到位后，将顶升组件1锁死并对塔体进行固定。

进一步地，步骤s7中，由于塔体底部水平弧形支撑板21不平整，以及旋转组件3的安装固定的偏差，塔体在牵引过程中会出现塔体偏移或旋转组件3移位或卡死的现象，出现上述情况时，停止牵引动作，对旋转牵引组件4进行调整后，再继续施工。

优选地，步骤s7中，塔体旋转过程中，采用经纬仪对塔体地垂直度进行监测，要求垂直度不大于20mm，超出极限后立即停工进行检查，排除故障后继续施工。同时需要严格监测旋转组件3的方位、间距及受力状态，保证施工安全和稳定。

进一步地，步骤s8中，塔体旋转到位后，使用互成九十度的两台经纬仪，对塔体的方位进行整体调整，调整合格后顶起塔体，然后撤去旋转组件3、加固支撑组件2和旋转牵引组件4后进行塔体的固定连接。

本实用新型还适用于中心对称结构的大型塔体或罐体设备的原地无轴旋转，也适用于上述设备的从中部截断后的升降旋转、掉头等施工作业。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。