专利名称：球罐上u型柱的优化结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及球形储罐的结构，更具体地说是由U型柱连接球形储罐球壳的结构形式。
背景技术：
球形储罐简称“球罐”，是由各板片焊接组成的球体，主要用于盛装高压气体、液化气体和石油化工原料等。球罐是一个钢制球壳通过支柱相连后立于球罐基础之上，球罐设计标准中提供了四种支柱与球壳连接处的连接型式，分别为直接连接型式(简称a型)、 加托板结构型式(简称b型)、U形柱结构型式(简称c型)和支柱翻边结构型式(简称d 型)。其中，U形柱结构型式是上支柱1为U型柱，U型柱下部为横托板2，横托板2下部为圆形下支柱3，作为一个整体和球罐球壳4相连(结构见图1)。U型柱结构型式在球罐中盛装介质密度较大的液化气体时具有一定的优越性，但随着设计压力和介质密度的增大，为了保证球罐托板和球壳连接部位的应力满足要求，需要一直增加横托板的厚度，这样的结果就会导致横托板和球罐球壳连接处焊接残余应力很高，而且有较大的应力集中，同时要增大支柱的规格，因此加大了球罐支柱的用材。
实用新型内容本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种球罐上U型柱的优化结构，通过对U形柱结构进行改进，以减小横托板的厚度，减小球罐支柱的规格，改善横托板和球壳连接处的变形和应力集中情况，提高设备的安全性。本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是本实用新型球罐上U型柱的优化结构是由U型上支柱，圆形下支柱和连接在U型上支柱与圆形下支柱之间的横托板构成，其特征是在所述U型上支柱中，位于靠近球罐球壳一侧的横托板上设置与横托板相互垂直的竖向筋板，所述竖向筋板的底端与横托板相连接，所述竖向筋板的两侧边与U型上支柱的内侧壁相连接。本实用新型球罐上U型柱的优化结构的结构特点也在于所述竖向筋板为间隔设置的多道。在距离球罐球壳渐远的位置上的各道竖向筋板高度逐渐增加。与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在1、本实用新型将U型上支柱的底端、横托板和竖向筋板连成为一体，增加了这一部位的刚度，改善了横托板和球壳连接部位的应力状况，使支柱的应力分布更加合理，避免了球壳和横托板连接处的应力过于集中导致裂纹的风险。2、本实用新型可节省球罐支柱的用材。
图1为已有技术结构示意图；[0014]图2为本实用新型结构示意图；图3为图2的C-C剖面图；图4为图2的A向视图；图5为本实用新型应用在7000m3 二甲醚球罐中的结构示意图；图中标号1上支柱；2横托板；3下支柱；4球罐球壳；5竖向筋板。
具体实施方式
参见图2、图3和图4，球罐上U型柱的优化结构是由U型上支柱1，圆形下支柱3 和连接在U型上支柱1与圆形下支柱3之间的横托板2构成，在U型上支柱1中，位于靠近球罐球壳4 一侧的横托板2上设置与横托板2相互垂直的竖向筋板5，竖向筋板5的底端与横托板2相连接，竖向筋板5的两侧边与U型上支柱1的内侧壁相连接；竖向筋板5为间隔设置的多道，在距离球罐球，4渐远的位置上的各道竖向筋板5的高度逐渐增加。实施例1 本实施例针对7000m3 二甲醚球罐，支柱和球罐球壳的连接型式为U型柱结构，球罐球壳4名义厚度为48mm，采用已有技术中的U型柱结构，则横托板2所需厚度为46mm，U 型上支柱1需要拉长至3800mm，如此设置的横托板2和球罐球壳4的连接处的有限元分析结果才能满足要求；采用本实用新型的结构形式，如图5所示，设置三块竖向筋板5，距离球罐球壳渐远的竖向筋板高度依次为330mm、550mm和750mm，各竖向筋板之间的间距为40mm， 三块竖向筋板的设置使U型上支柱1、横托板2和球罐球壳4连接处的应力状况得到了很大的改善，横托板的厚度仅为20mm，U型上支柱的长度缩短为3620mm。而且U型柱、横托板和球罐球壳连接处的应力状况和变形协调都得到了很大的改善。实施例2 本实施例针对IOOOOm3天然气球罐，支柱和球壳的连接型式为U型柱结构，球罐球壳4名义厚度为38mm。采用已有技术的U型柱结构，则横托板2需要厚度为34mm，U型上支柱1的长度为3600mm，如此设置的横托板2和球罐球壳4的连接处的有限元分析结果才能满足要求；采用本实用新型的结构形式，如图2所示，设置两块竖向筋板5，距离球罐球壳渐远的竖向筋板5高度分别为400mm和600mm，竖向筋板5的厚度为10mm，竖向筋板5之间的间距为50mm，通过两块竖向筋板5的设置，U型上支柱1、横托板2和球罐球壳4连接处的应力状况和变形协调都得到了很大的改善，横托板的厚度仅为20mm，U型上支柱的长度为 3600mm，在U型上支柱、横托板和球壳连接处的应力状况和变形协调都得到了很大的改善。
权利要求1.一种球罐上U型柱的优化结构，所述U型柱结构是由U型上支柱(1)，圆形下支柱 (3)和连接在U型上支柱(1)与圆形下支柱C3)之间的横托板( 构成，其特征是在所述 U型上支柱中，位于靠近球罐球壳(4) 一侧的横托板( 上设置与横托板相互垂直的竖向筋板(5)，所述竖向筋板(5)的底端与横托板相连接，所述竖向筋板的两侧边与U型上支柱的内侧壁相连接。
2.根据权利要求1所述的球罐上U型柱的优化结构，其特征是所述竖向筋板(5)为间隔设置的多道。
3.根据权利要求2所述的球罐上U型柱的优化结构，其特征是在距离球罐球壳渐远的位置上的各道竖向筋板(5)高度逐渐增加。
专利摘要本实用新型公开了一种球罐上U型柱的优化结构，U型柱结构由U型上支柱，圆形下支柱和连接在U型上支柱与圆形下支柱之间的横托板构成，其特征是在U型上支柱中，位于靠近球壳一侧的横托板上设置与横托板相互垂直的竖向筋板，竖向筋板的底端与横托板相连接，竖向筋板的两侧边与U型上支柱的内侧壁相连接。本实用新型通过对U形柱结构进行改进，以减小横托板的厚度，减小球罐支柱的规格，改善横托板和球壳连接处的变形和应力集中情况，提高设备的安全性。
文档编号F17C13/00GK202152180SQ20112025341
公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者喻金法, 李云福, 李永泰, 王林, 耿永丰, 郭春光, 顾永干, 黄金国 申请人:合肥通用机械研究院, 浙江华辰能源有限公司