用于插入填料段的装置的制作方法

本发明涉及气/液分离塔及其组件的领域，更具体地，本发明涉及用于将填料段插入到套管中以形成所述气/液分离塔的装置。

背景技术：

1、气/液分离塔多年来就已为人所知，并且例如可以通过蒸馏或吸收来分离均质流体组分中涉及的各种化学元素。

2、气/液分离塔的制造尤其包括将用于气/液分离塔的多个填料段插入套管中的步骤。填料段尤其用于塔中以确保上行气体与下行液体之间的物质和热量交换。这些填料段尤其是由多个波纹状条带的叠层组成，其通常被称为“填料”。填料段通常彼此上下堆叠，如果适用的话介设有分隔件，以便在塔的轴向尺寸上参与流体组分的分离。

3、jp h01 242102描述了一种用于将至少一个填料段插入到圆筒形套管中的装置，该装置包括设有保持机构的基座，该保持机构构造成能夹持填料段并且围绕主轴线均匀地布置。

4、已知，将填料段插入保持竖直的套管内，重力极大地促进了插入套管内的填料段的前进。然而，当要组装的气/液分离塔具有大直径和需要使用大约几十米长的套管时的轴向尺寸时，这种方法/过程被证明是受限的。具体地，这种竖直插入填料段的方法需要能够将填料段提升很长一段距离以便使它们面对套管的端部的工具，并且需要生产现场的天花板高度大于套管的长度。

5、因此，对于具有较长长度的套管，希望提供一种组装方法，其中在套管水平布置的情况下插入填料段。这种位置产生了一定数量的限制，特别是为了在插入过程中保持套管，必须将配重布置成与套管的与插入填料段的端部相反的端部接触。由于填料段的插入需要非常大的推力，所用的配重必须足够大以承受这种推力。

技术实现思路

1、本发明通过提出一种用于将至少一个填料段插入到圆筒形套管中的插入装置，使得可以省去这种配重，该插入装置包括设有保持机构的基座，该保持机构构造成能夹持填料段并且所述保持机构围绕主轴线均匀地布置，其特征在于，该插入装置包括固定到基座的至少两个紧固机构，所述紧固机构构造成能将插入装置紧固到套管上。

2、借助于紧固机构，插入装置被保持对着套管，包括在插入填料段的过程中也是如此。填料段的插入可以例如通过伸缩装置来实现，该伸缩装置伸展以推动填料段。这种装置可能具有很高的推力，以至于可能导致套管的不希望的运动。紧固机构通过保持套管并因此施加与用于将填料段插入套管的装置的力相反的力来克服这种可能性。

3、该插入装置允许为套管填充用于气/液分离塔的多个填料段，以便形成气/液分离塔。插入装置的基座，更具体地说是其保持机构，能够通过其侧面夹持/抓持填料段。填料段具有直径可能达5m的圆形形状，因此基座的尺寸必须使得保持机构能够通过侧面夹持这种填料段。保持机构围绕其布置的主轴线可以例如穿过填料段的中心和/或平行于或重合于套管的旋转轴线。在填料段被夹持后，将填料段定位在套管的入口处，并且插入装置可以通过紧固机构保持对着套管。这样做后，填料段可以插入套管中，而不需要靠着套管的相对端的笨重配重来补偿插入过程中的推力。

4、根据本发明的一个特征，紧固机构围绕主轴线均匀布置。紧固机构的均匀分布避免了在填料段插入套管期间施加在填料段上的推力的不均衡补偿。紧固机构的不均匀分布或者单个紧固机构的存在，有在插入填料段期间造成套管不均匀后退的风险，特别是在远离所述一个或多个紧固机构的一个或多个区域处，因此有在套管和待插入套管内部的填料段之间造成不对准的风险。

5、根据本发明的一个特征，至少一个紧固机构和一个保持机构布置在基座的同一个周边构件上。因此，基座可以包括多个周边构件，所有周边构件都围绕主轴线均匀布置和分布。因此，周边构件可以单独承载保持机构、单独承载紧固机构或同时承载保持机构和紧固机构两者，重要的是保持机构和紧固机构不会彼此产生任何机械干涉，这种干涉可能会损害一者和/或另一者的功能的正确进展。

6、根据本发明的一个特征，每个紧固机构包括可伸缩缸、钩和将可伸缩缸机械地连接到钩的驱动组件。该钩对应于紧固机构的一部分，该部分闭合在套管上，以便保持插入装置面对套管。可伸缩缸使得通过驱动装置控制钩的位置成为可能。在这方面，可伸缩缸例如可以是液压缸或气压缸。

7、根据本发明的一个特征，驱动组件包括至少一个连杆和一个曲柄，它们构造成能根据可伸缩缸的线性运动来驱动钩的枢转运动。可伸缩缸通过伸展或缩回产生线性运动。这种运动驱动所述驱动组件。当连杆开始运动时，连杆驱动曲柄运动，曲柄又驱动钩运动。依靠连杆和曲柄，可伸缩缸的线性运动被转换成钩的枢转运动。

8、根据本发明的一个特征，钩能够在缩回位置和展开位置之间枢转。这两个位置取决于可伸缩缸的位置。举例来说，当可伸缩缸完全伸展时，钩处于缩回位置，而当可伸缩缸完全缩回时，钩处于展开位置。可缩回的钩/可伸缩缸例如可以被远程致动，以便根据需要展开或缩回钩。处于展开位置的钩处于紧固到套管上并保持插入装置面对套管的位置。因此，在填料段面对套管并准备好被插入后，在将插入装置定位成面对套管时，实现所述展开位置，并且在填料段插入套管的过程中保持该展开位置。

9、根据本发明的一个特征，处于缩回位置的钩沿/关于主轴线从保持机构后撤。实现缩回位置是为了避免处于展开位置的钩和插入装置的任何其它元件之间的潜在机械干扰。当插入装置用于利用保持机构夹持填料段时，该缩回位置特别有用。于是，钩枢转以沿主轴线从所述保持机构后撤，缩回的钩离周边构件的自由端有一段距离，以便钩不触碰填料段或填料段布置在其上的支承件。

10、根据本发明的一个特征，钩的枢转运动发生在周边构件的与保持机构相反的端面处。这种构造使得钩在其枢转运动期间不会碰到保持机构。

11、根据本发明的一个特征，每个钩包括配置成与套管的凸缘直接接触的终端。因此，该终端形成抵靠套管的轴向止挡，也就是说平行于主轴线的，以便正确地将插入装置保持对着套管。为了使钩最佳地接合，套管可以包括围绕套管周向延伸的凸缘，并且当钩处于展开位置时，每个钩的终端抵靠/对接该凸缘。

12、本发明还包括一种用于将至少一个填料段插入到圆筒形套管中的插入系统，该插入系统包括承载结构和如上所述的插入装置，该插入装置由承载结构支承，使得紧固机构能将插入装置紧固到套管上。

13、承载结构采用龙门架的形式，其能够在承载夹持填料段的插入装置的同时在至少一个方向上移动。为了进行这样的运动，承载结构例如可布置在轨道上，使得运动在尽可能最精确的方向上发生。

14、如上所述，根据本发明的插入系统的目的是将用于气/液分离塔的填料段插入水平布置的套管中，并且不需要在套管入口的相对端布置配重。因此，紧固机构构造成能将所述插入系统保持对着套管，尽管在插入填料段的操作过程中有推力施加在填料段上。

15、根据本发明的一个特征，插入装置能够整体地相对于承载结构平移。插入装置可以例如以竖直方式独立于承载结构移动。这种竖直运动例如用于将插入装置定位成与填料段的叠层成一直线/准直，然后为了夹持设置在叠层顶部的填料段而降低它。插入装置相对于承载结构的竖直运动也可用于调节被夹持的填料段的位置，以便将填料段正确定位在套管的入口处，从而促进将填料段推入到套管中。插入装置相对于承载结构的相对运动可以例如使用安装在承载结构上并且构造成使插入装置的支承元件沿承载结构移动的马达来进行。

16、根据本发明的一个特征，插入装置能够整体地相对于承载结构旋转。该旋转尤其可以使得插入装置在承载结构保持固定的情况下在其中插入装置以竖直方式布置以便夹持位于填料段的竖直叠层上的填料段的位置与其中插入装置以水方式布置以便将被夹持的填料段插入到套管中的位置之间倾斜。因此，旋转元件必须构造成能够使插入装置旋转大约90°，使得插入装置可以在上述竖直位置和水平位置之间倾斜。插入装置相对于承载结构的相对旋转可以例如借助于能够控制驱动插入装置旋转的齿轮系统的马达/电机或者经由链条系统或液压系统发生。

17、本发明还涵盖一种用于将用于气/液分离塔的至少一个填料段插入到圆筒形套管中的方法，该方法由如上所述的插入系统实施并且包括：

18、-通过插入装置的保持机构夹持填料段的夹持步骤；

19、-使插入装置整体相对于承载结构旋转的旋转步骤；

20、-通过承载结构将插入系统移动到达套管的移动步骤；

21、-将填料段定位在套管入口处的定位步骤；

22、-利用紧固机构将插入装置紧固至套管的紧固步骤；

23、-将填料段推入到套管中的推动步骤。

24、使用上述插入系统的各种元件来执行该方法的步骤。因此，借助于插入装置的保持机构和借助于用于相对于承载结构平移插入装置的机构来执行夹持步骤，借助于安装在承载结构上的旋转元件来执行旋转步骤，通过承载结构来执行移动步骤，借助于用于相对于承载结构平移插入装置的机构来执行定位步骤，借助于紧固机构来执行紧固步骤，并且借助于伸缩装置来执行推动步骤。应当注意，这是根据本发明的用于将填料段插入到套管中的方法的正确进展的非详尽的步骤列表。作为非限制性示例，根据本发明的方法可以包括在填料段被插入到套管中后监测填料段的正确就位的步骤。该附加步骤在推动步骤之后进行，于是包括使用精确到毫米的测量设备验证并记录刚刚插入的填料段的正确位置。