CN102679139B - 煤气柜悬索式柔性活塞拱及橡胶膜密封煤气柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气柜悬索式柔性活塞拱，包括活塞支架和安装在活塞支架上的活塞板，活塞板的上方设有固定安装在活塞支架上的悬索网，活塞板的下方设有用于支撑活塞板的骨架网，悬索网和骨架网之间设有与活塞板气密性配合的吊绳机构。本发明还公开了一种橡胶膜密封煤气柜，包括煤气柜柜体，煤气柜柜体包括侧板，煤气柜柜体内设有如上所述的煤气柜悬索式柔性活塞拱，所述活塞支架与侧板之间设有橡胶膜。通过提高本发明的煤气柜悬索式柔性活塞拱的刚度和强度，使其能够抵抗活塞着陆时的冲击力，不仅适用于高径比更大的煤气柜种，而且还使得煤气柜下部的20%容积能够被利用，有效增加了煤气柜的可利用容积，并可用于存储低压力的煤气。

Description

煤气柜悬索式柔性活塞拱及橡胶膜密封煤气柜

技术领域

本发明属于气体储存技术领域，具体的为一种煤气柜悬索式柔性活塞拱和采用该活塞拱的橡胶膜密封煤气柜。

背景技术

在现有的干式煤气柜中，主要有两种类型：一种是采用稀润滑油做密封介质进行密封的煤气柜，另一种是采用橡胶膜密封的煤气柜。在稀油密封中，包括采用金属滑板式的曼柜密封装置和采用橡胶密封的新型柜密封装置，由于新型柜的橡胶密封具有密封性能好的优点，使新型柜独受青睐。

但是，目前的稀油密封煤气由于受多种因素的影响，活塞运行速度较慢，在2.5m/min以下，影响稀油密封煤气活塞速度的因素主要有：煤气柜筒体的制作精度和安装精度难以保证，以及活塞里的稀油高度难以稳定维持，因此稀油密封煤气活塞的运行速度提高的难度很大。

而采用橡胶膜密封的煤气柜，由于橡胶膜形成的皮囊的可塑性大，按国外的经验，其活塞运行速度可以达到5m/min以上，甚至可以达到7m/min，这是除干油密封的可隆型煤气柜之外的其他煤气柜所无法达到的。还有，因为是橡胶膜，它承受的温度比稀油高，而且还不怕粉尘。但是，这么多年橡胶膜密封的煤气柜咋没有大力推广呢？原因有很多，因为多年以来，这种煤气柜一直作为炼钢的转炉煤气回收的专用煤气柜，许多人都忘记了它的真名――威金斯柜，而直接称为转炉煤气柜。当另外的煤气柜没有暴露出缺陷时候，很少有人会研究转炉煤气柜的新用途的。

近几年来，出现了威金斯柜盛装高炉煤气的报道。用威金斯柜盛装高炉煤气，其密封橡胶分为多段式和一段式两种，因为一段式消除了多段式变段时的压力波动，优点更加突出而备受青睐。但是，一段式威金斯柜由于活塞的径高比太高，活塞的刚性就小，如果不采取措施就容易造成活塞变形而使煤气柜无法正常生产，所以，现有的一段式威金斯柜以小容量居多。如何解决一段式威金斯柜的径高比太高导致活塞刚性变小的问题，成为增加一段式威金斯柜容量的技术瓶颈。

现有的威金斯柜活塞拱是采用的是软皮拱，活塞着陆时用支持钢管进行支撑，为了防止活塞着陆时的冲击，国家规定活塞下部的20%不能用，就是要利用活塞下部20%的气体托住活塞软皮拱，这不仅浪费了大量的煤气柜容积，而且施工检修时也极不方便。另外，现有的橡胶膜密封煤气柜还往往被用于存储压力低于2kPa的煤气，对于压力低于2kPa的煤气，现有威金斯柜活塞拱采用的软皮拱就太软了。

有鉴于此，本发明旨在探索一种煤气柜悬索式柔性活塞拱和采用该活塞拱的橡胶膜密封煤气柜，通过对现有活塞拱的结构进行改进，该煤气柜悬索式柔性活塞拱的强度和刚度更高，能够抵抗活塞着陆时的冲击力，不仅适用于高径比更大的煤气柜种，而且还使得煤气柜下部的20%容积能够被利用，有效增加了煤气柜的可利用容积，并可用于存储低压力的煤气。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种煤气柜悬索式柔性活塞拱及橡胶膜密封煤气柜，通过提高该煤气柜悬索式柔性活塞拱的刚度和强度，使其能够抵抗活塞着陆时的冲击力，不仅适用于高径比更大的煤气柜种，而且还使得煤气柜下部的20%容积能够被利用，有效增加了煤气柜的可利用容积，并可用于存储低压力的煤气。

要实现上述技术目的，本发明的煤气柜悬索式柔性活塞拱，包括活塞支架和安装在活塞支架上的活塞板，所述活塞板的上方设有固定安装在活塞支架上的悬索网，活塞板的下方设有用于支撑活塞板的骨架网，悬索网和骨架网之间设有与活塞板气密性配合的吊绳机构。

进一步，所述吊绳机构包括吊绳和固定设置在骨架网上的吊绳连接座，所述吊绳连接座向上延伸穿过活塞板上表面，且吊绳的两端分别与吊绳连接座和悬索网相连，所述吊绳连接座与活塞板之间焊接连接；

进一步，所述吊绳机构包括焊接在所述活塞板上表面的吊绳座和与吊绳座对应焊接在活塞板下表面的支撑杆，所述支撑杆的另一端与骨架网固定连接，所述吊绳座与悬索网之间通过吊绳相连；

进一步，所述吊绳呈竖直设置；

进一步，所述悬索网由两端均固定连接在所述活塞支架上的悬索吊绳组成；

进一步，所述悬索吊绳编织成井字形结构；

进一步，所述悬索网呈中心辐射状结构，相邻两根悬索吊绳之间夹角相等。

本发明还提出了一种橡胶膜密封煤气柜，包括煤气柜柜体，所述煤气柜柜体包括侧板，所述煤气柜柜体内设有如上所述的煤气柜悬索式柔性活塞拱，所述活塞支架与侧板之间设有橡胶膜。

进一步，所述活塞支架包括活塞桁架立柱和安装在活塞桁架立柱底部的活塞箱型梁，所述活塞桁架立柱和活塞箱型梁的外周壁上设有承压波纹挡板，所述橡胶膜设置在所述承压波纹挡板与侧板之间；

进一步，所述活塞支架包括下支架和上支架，所述悬索网、骨架网和活塞板均固定安装在下支架上，所述下支架与上支架之间设有橡胶帘，所述橡胶膜设置在上支架与侧板之间。

本发明的有益效果为：

本发明的煤气柜悬索式柔性活塞拱通过在活塞板的上下两侧分别设置悬索网和骨架网，骨架网用于支撑活塞板，悬索网和骨架网之间设有吊绳机构，且吊绳机构与活塞板气密性配合，在活塞静置时，悬索网和吊绳机构承受的力约等于活塞板和骨架网的自重，在活塞上升阶段，由于活塞板受到向上拱起，此时悬索网和吊绳机构不承受作用力，在活塞下降阶段，特别是快速下降时，如果有脉冲，会造成软皮活塞板向下变形，这时悬索网和吊绳机构就会自动承受作用力，以此阻止软皮活塞板向下变形，从而保护活塞板，也保护了煤气柜；因此，本发明的煤气柜悬索式柔性活塞拱能够有效提高刚度和强度，并能够抵抗活塞着陆时的冲击力，安全性能更高，不仅适用于高径比更大的煤气柜，而且还使得煤气柜下部的20%容积能够被利用，有效增加了煤气柜的可利用容积，并可用于存储低压力的煤气。

附图说明

图1为本发明煤气柜悬索式柔性活塞拱实施例的结构示意图；

图2为悬索网单元的结构示意图；

图3为一段式橡胶膜密封煤气柜实施例的结构示意图；

图4为二段式橡胶膜密封煤气柜实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，为本发明煤气柜悬索式柔性活塞拱实施例的结构示意图。本实施例的煤气柜悬索式柔性活塞拱，包括活塞支架1和安装在活塞支架1上的活塞板2，活塞板2的上方设有固定安装在活塞支架1上的悬索网3，活塞板2的下方设有用于支撑活塞板2的骨架网4，悬索网3和骨架网4之间设有与活塞板气密性配合的吊绳机构。

如图所示，本实施例的活塞支架1包括活塞桁架立柱5和安装在活塞桁架立柱5底部的活塞箱型梁6，活塞桁架立柱5和活塞箱型梁6的外周壁上设有承压波纹挡板7，承压波纹挡板7与煤气柜侧板8之间设有橡胶膜9。

本实施例的煤气柜悬索式柔性活塞拱通过在活塞板2的上下两侧分别设置悬索网3和骨架网4，骨架网4用于支撑活塞板2，悬索网3和骨架网4之间设有吊绳机构，且吊绳机构与活塞板2气密性配合，在活塞静置时，悬索网3和吊绳机构承受的力约等于活塞板2和骨架网4的自重，在活塞上升阶段，由于活塞板2受到向上拱起，此时悬索网3和吊绳机构不承受作用力，在活塞下降阶段，特别是快速下降时，如果有脉冲，会造成软皮活塞板2向下变形，这时悬索网3和吊绳机构就会自动承受作用力，以此阻止软皮活塞板向下变形，从而保护活塞板，也保护了煤气柜。因此，本实施例的煤气柜悬索式柔性活塞拱能够有效提高刚度和强度，并能够抵抗活塞着陆时的冲击力，安全性能更高，不仅适用于高径比更大的煤气柜，而且还使得煤气柜下部的20%容积能够被利用，有效增加了煤气柜的可利用容积，并可用于存储低压力的煤气。

进一步，吊绳机构可采用多种结构形式实现。如吊绳机构可以为：包括吊绳10和固定设置在骨架网4上的吊绳连接座，吊绳连接座向上延伸穿过活塞板2上表面，且吊绳10的两端分别与吊绳连接座和悬索网3相连，吊绳连接座与活塞板之间焊接连接；吊绳机构还可以为：包括焊接在活塞板2上表面的吊绳座和与吊绳座对应焊接在活塞板2下表面的支撑杆，所述支撑杆的另一端与骨架网固定连接，吊绳座与悬索网3之间通过吊绳10相连。本实施例的吊绳机构采用第一种结构，通过将吊绳连接座焊接在活塞板2上，能够有效实现吊绳机构与活塞板2之间的气密性配合。通过设置吊绳机构能够防止吊绳上的作用力直接作用在活塞板2上，大部分的作用力均被骨架网4、吊绳机构和悬索网3承受，以免损坏活塞板2。优选的，吊绳10呈竖直设置，由于活塞板2的惯性力为竖直向下，将吊绳10设置为竖直，能够增强受力性能。

进一步，悬索网3由两端均固定连接在活塞支架1上的悬索吊绳组成，悬索网3可采用多种结构形式，悬索网3的悬索吊绳可以编织成井字形结构，悬索网3还可以呈中心辐射状结构。本实施例的悬索网3呈中心辐射状结构，如图2所示。即悬索吊绳的两端与活塞支架1的连接点之间的连线位于活塞支架的径向方向上，相邻两根悬索吊绳之间的夹角相等，可使吊绳机构布置均匀，活塞板2受力均匀。

下面介绍采用本实施例的煤气柜悬索式柔性活塞拱的橡胶膜密封煤气柜的具体实施方式。

采用本实施例的煤气柜悬索式柔性活塞拱的橡胶膜密封煤气柜，包括煤气柜柜体11，煤气柜柜体11包括侧板8，煤气柜柜体11内设有本实施例的煤气柜悬索式柔性活塞拱，活塞支架1与侧板8之间设有橡胶膜9。

该橡胶膜密封煤气柜通过采用煤气柜悬索式柔性活塞拱，能够抵抗活塞着陆时的冲击力，安全性能更高，不仅适用于高径比更大的煤气柜，而且还使得煤气柜下部的20%容积能够被利用，有效增加了煤气柜的可利用容积，并可用于存储低压力的煤气。

如图3所示，橡胶膜密封煤气柜可以为一段式橡胶膜密封煤气柜，该橡胶膜密封煤气柜的活塞支架1包括活塞桁架立柱5和安装在活塞桁架立柱5底部的活塞箱型梁6，活塞桁架立柱5和活塞箱型梁6的外周壁上设有承压波纹挡板7，橡胶膜9设置在所述承压波纹挡板7与侧板8之间。

如图4所示，橡胶膜密封煤气柜可以为二段式橡胶膜密封煤气柜，该橡胶膜密封煤气柜的活塞支架1包括下支架12和上支架13，悬索网3、骨架网4和活塞板2均固定安装在下支架12上，下支架12与上支架13之间设有橡胶帘，橡胶膜9设置在上支架13与侧板8之间。

当然，橡胶膜密封煤气柜还可以为多段式，不再一一累述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种煤气柜悬索式柔性活塞拱，包括活塞支架和安装在活塞支架上的活塞板，其特征在于：所述活塞板的上方设有固定安装在活塞支架上的悬索网，活塞板的下方设有用于支撑活塞板的骨架网，悬索网和骨架网之间设有与活塞板气密性配合的吊绳机构，所述悬索网由两端均固定连接在所述活塞支架上的悬索吊绳组成；所述悬索吊绳编织呈井字形或者相邻两根悬索吊绳之间夹角相等的中心辐射状结构；所述吊绳机构包括吊绳和固定设置在骨架网上的吊绳连接座，所述吊绳连接座向上延伸穿过活塞板上表面，且吊绳的两端分别与吊绳连接座和悬索网相连，所述吊绳连接座与活塞板之间焊接连接；所述吊绳呈竖直设置。

2.一种橡胶膜密封煤气柜，包括煤气柜柜体，所述煤气柜柜体包括侧板，其特征在于：所述煤气柜柜体内设有如权利要求1所述的煤气柜悬索式柔性活塞拱，所述活塞支架与侧板之间设有橡胶膜。

3.根据权利要求2所述的橡胶膜密封煤气柜，其特征在于：所述活塞支架包括活塞桁架立柱和安装在活塞桁架立柱底部的活塞箱型梁，所述活塞桁架立柱和活塞箱型梁的外周壁上设有承压波纹挡板，所述橡胶膜设置在所述承压波纹挡板与侧板之间。

4.根据权利要求2所述的橡胶膜密封煤气柜，其特征在于：所述活塞支架包括下支架和上支架，所述悬索网、骨架网和活塞板均固定安装在下支架上，所述下支架与上支架之间设有橡胶帘，所述橡胶膜设置在上支架与侧板之间。

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