CN102997034A - 一种低温贮运容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低温贮运容器，具有内壳体和外壳体，其中内壳体包括内筒体和位于内筒体两端的两个内封头，外壳体包括外筒体和分别位于外筒体两端的两个外封头。在内壳体和外壳体之间设置有支撑结构。支撑结构包括：固定支撑组件，固定连接在一个外封头和对应的一个内封头之间；滑动支撑组件，包括可轴向相对滑动的第一部分和第二部分，其中该第一部分固定于另一个外封头，而该第二部分固定于另一个内封头；以及用于防止内壳体相对于外壳体旋转的防旋转支撑组件，设置在内壳体和外壳体之间。根据本发明的低温贮运容器在满足支撑结构的强度的情况下具有良好的绝热性能。

Description

一种低温贮运容器

技术领域

本发明涉及低温贮运容器，特别是涉及一种具有双层壳体结构的低温贮运罐体。

背景技术

用于贮运低温液体或其他低温货物的贮运设备现已得到广泛应用。这些低温贮运设备可以是例如低温罐箱、低温罐车等的移动设备；或者也可以是例如卧式低温贮罐等的固定设备。这些低温贮运设备包括有用于贮存低温液体的容器，例如罐体。容器典型地具有双层壳体结构(即内壳体和外壳体)，在内外壳体之间设置支撑结构。传统的支撑结构包括八点支撑结构(由八个玻璃钢支撑构成)、拉带结构、吊杆结构、吊索结构等。

容器装入低温液体后，其内壳体会由于低温而发生较大收缩，而外壳体由于基本处于常温因而收缩变化不大。因此，支撑结构必须适应内外壳体收缩不一致的情况。在低温贮运容器的制造过程中，一些工艺也可能会导致内壳体相对于外壳体发生较大变形。传统的支撑结构由于在内外壳体之间的约束较多，因而不适用。

此外，支撑结构需要具有足够的强度，以在壳体之间提供可靠支撑，对于移动容器，还要能承受冲击载荷和疲劳载荷。另一方面，支撑结构需要具有符合低温贮运设备的指标要求的绝热性能。然而，强度与绝热性能是一对矛盾的指标，很难同时满足。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种低温贮运容器，以解决或至少是改善上面提到的一个或多个问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种低温贮运容器，具有内壳体和外壳体，其中所述内壳体包括基本圆柱形的内筒体和分别位于该内筒体的两端的两个内封头，所述外壳体包括基本圆柱形的外筒体和分别位于该外筒体的两端的两个外封头，在所述内壳体和外壳体之间设置有支撑结构。所述支撑结构包括：固定支撑组件，固定连接在一个外封头和对应的一个内封头之间；滑动支撑组件，包括可轴向相对滑动的第一部分和第二部分，其中该第一部分固定于另一个外封头，而该第二部分固定于另一个内封头；以及用于防止所述内壳体相对于所述外壳体旋转的防旋转支撑组件，设置在所述内壳体和所述外壳体之间。

在一个例子中，所述固定支撑组件和所述滑动支撑组件可分别与所述容器共轴。

在一个例子中，所述固定支撑组件包括：第一支撑圈，固定于所述一个外封头，向内延伸且与所述一个内封头不接触；第一支撑管，固定于所述一个内封头，延伸进入所述第一支撑圈内并与所述一个外封头不接触；第一径向支撑环，支撑在所述第一支撑圈和所述第一支撑管之间；两个止动板，彼此间隔地固定于所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的一个，分别朝向所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的另一个延伸且与之不接触；突起部，从所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的所述另一个朝向所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的所述一个突出，并位于所述两个止动板之间；以及两个轴向支撑环，分别支撑在对应的一个止动板与所述突起部之间。

在一个例子中，所述突起部可设置在所述第一支撑管上，所述第一径向支撑环支撑在所述突起部和所述第一支撑圈之间。

在一个例子中，所述第一支撑管的延伸进入所述第一支撑圈的端部设置有外螺纹；所述突起部为具有内螺纹的螺母，并螺纹连接到所述第一支撑管的所述端部。

在一个例子中，所述第一支撑圈的内壁或所述第一支撑管的外壁上设置有一对第一轴向限位环，所述第一径向支撑环被限定在所述一对第一轴向限位环之间。

在一个例子中，每个止动板的端面上还设置有一个径向限位环，每个第一径向支撑圈被限定在对应的一个径向限位环内。

在一个例子中，在所述一个内封头的外壁上环绕所述第一支撑管固定有一个或多个环形加强垫板，其中所述环形加强垫板在形状上和所述一个内封头的外壁相互贴合。

在一个例子中，所述第一径向支撑环和所述第一轴向支撑环可由玻璃钢材料制成，而所述固定支撑组件的其他部件可由钢材料支撑。

在一个例子中，所述滑动支撑组件的所述第一部分为一第二支撑圈，该第二支撑圈向内延伸且与所述另一个内封头不接触；所述滑动支撑组件的所述第二部分为一第二支撑管)，该第二支撑管延伸进入所述第二支撑圈内并与所述另一个外封头不接触；所述滑动支撑组件还包括支撑在所述第二支撑圈和所述第二支撑管之间的第二径向支撑环，所述第二径向支撑环相对于所述第二支撑圈和所述第二支撑管中的至少一个沿轴向可滑动。

在一个例子中，所述第二支撑圈的内壁或所述第二支撑管的外壁上设置有一对第二轴向限位环，所述第二径向支撑环被限定在所述一对第二轴向限位环之间。

在一个例子中，所述第二径向支撑环可由玻璃钢材料制成，而所述滑动支撑组件的其余部分可由钢材料支撑。

在一个例子中，所述第一和/或第二径向支撑环可具有在径向方向上渐变的半圆剖面。

在一个例子中，所述低温贮运容器还可包括在所述支撑管内垂直于所述支撑管的内壁上的支撑管加强环。

在一个例子中，在所述支撑圈和对应的外封头的内壁之间设置至少一个外封头加强筋。

在一个例子中，在至少一个内封头的内壁上与所述容器的轴线共轴地固定有一加强管，在所述加强管的外周表面和对应的内封头的内壁之间设置有至少一个内封头加强筋。

在一个例子中，所述防旋转支撑组件包括：套管，固定于所述外筒体；定位环，与所述套管相对应地固定于所述内筒体的外壁上，且与所述套管不接触；以及支撑件，支撑在所述内筒体和所述外筒体之间，并且所述支撑件的一端限定在所述套管内，而另一端限定在所述支撑环内。

在一个例子中，所述外壳体包括用于安装所述支撑件的安装孔、以及覆盖所述安装孔并与所述外筒体的其余结构固定到一起的盖体。

在一个例子中，在所述内筒体的外壁上对应于所述定位环的位置处贴合固定有补强板，所述定位环固定在所述补强板上。

在一个例子中，支撑件可为圆筒结构，且其轴线垂直于所述容器的轴线。

在一个例子中，所述支撑件由玻璃钢材料制成，所述套管和所述定位环由钢材料制成。

滑动支撑组件的设置使得即使低温贮运容器的内壳体相对于外壳体产生较大变形，也不会出现结构扭曲甚至被损坏的情况。试验表明这种支撑结构具有很强的抗冲击和耐疲劳性能，满足低温容器安全运行的要求。根据本发明的低温贮运容器只需要设置三个支撑组件结构，整体制造成本低，而且检修方便。而且由于绝热支撑点少，大大提高低温液体贮运设备的绝热性能。由此，根据本发明的低温贮运容器妥善解决了支撑结构的强度与绝热性能的矛盾问题。

附图说明

下面结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，其中：

图1为根据本发明一实施例的低温贮运容器的纵向剖视图；

图2为图1的局部示意图，示出了固定支撑组件的具体结构；

图2A为图2的局部放大图；

图3为图1的局部示意图，示出了滑动支撑组件的具体结构；

图4为图1的局部示意图，示出了防旋转支撑组件的具体结构；以及

图5为沿图2中V-V方向的剖视图，其中去除了内封头。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施例对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，在一个实施例中描述的元件、结构和特征也可以有益地结合到其它实施例中。

图1示出了根据本发明一实施例的低温贮运容器10，其具有双层的壳体结构，包括内壳体11和外壳体12。内壳体11限定了用于容纳低温流体(通常为低温液体)的空间，包括基本上圆柱形的内筒体13和分别位于内筒体13的两端的两个内封头14、15。外壳体12包围内壳体11，并与其间隔预定距离以便绝热。优选地，内外壳体之间被抽真空。外壳体12类似地包括基本圆柱形的外筒体17和分别位于外筒体17的两端的两个外封头18、19。应当理解，容器10可以是独立的低温贮运设备，或者也可以是例如低温罐箱、低温罐车等的其他低温贮运设备的一部分。

在内壳体11和外壳体12之间还设置有支撑结构，用于维持内、外壳体之间的相对位置关系。根据本发明，支撑结构包括固定支撑组件20、滑动支撑组件30以及防旋转支撑组件40。固定支撑组件20固定连接在一个外封头(例如18)和对应的一个内封头(例如14)之间。滑动支撑组件30包括可轴向相对滑动的第一部分31和第二部分32，其中该第一部分31固定于另一个外封头(例如19)，而该第二部分32固定于另一个内封头(例如15)。防旋转支撑组件40设置在内壳体11和外壳体12之间，优选地设置在内筒体13和外筒体17之间，用于防止内、外壳体的相对旋转。应当理解，固定支撑组件20和滑动支撑组件30的位置可以对换。

根据本发明，在内外壳体之间仅设置三个支撑组件，因而漏冷少，绝热均匀。固定支撑组件20和滑动支撑组件30的组合共同提供了内壳体11相对于外壳体12的径向支撑，即共同承受内壳体11施加到外壳体12的径向载荷。同时，固定支撑组件20提供了内壳体11相对于外壳体12的轴向支撑，即承受内壳体11施加到外壳体12的轴向载荷。防旋转支撑组件40用来限制内、外壳体11、12之间的相对转动。试验表明，这种设计能够满足低温容器的安全工作要求。在这里，径向载荷和/或轴向载荷可能是由于货物或壳体自身的重量造成的静载荷，也可能是容器10在移动或运输过程中产生的动载荷，或者是由其他原因造成的载荷。

由于固定支撑组件20和滑动支撑组件30分别设置在容器轴向的两端，因此它们对于内壳体11相对于外壳体12在径向方向上发生的变形基本上没有约束。同时滑动支撑组件30中可轴向相对滑动的第一和第二部分31、32，允许了轴向方向上的变形。因此，根据本发明的支撑结构可以允许内壳体11相对于外壳体12发生较大的变形，而不会出现结构扭曲甚至破坏的情况。

优选地，可以将固定支撑组件20和滑动支撑组件30的轴线设置成分别与容器10的轴线L共轴，以有利于保证内外壳体的同轴度。

下面接合附图对三个支撑组件分别进行说明。

如图2和2A所示，固定支撑组件20包括固定于外封头18的第一支撑圈21、固定于内封头14的第一支撑管22、以及支撑在第一支撑圈21和第一支撑管22之间用于承受径向载荷的第一径向支撑环23。其中，第一支撑圈21沿轴向向内延伸，但不与内封头14接触；而第一支撑管22延伸进入第一支撑圈21内，但不与外封头18接触。这样，支撑圈21和支撑管22不会在内、外封头之间形成直接的热传导，因此它们可由金属材料例如钢材料制成，并可方便地通过焊接方式固定连接到对应的封头。与支撑圈21和支撑管22分别接触的支撑环23优选地由隔热性能良好的玻璃钢材料制成。优选地，径向支撑环23具有在沿径向方向渐变的半圆剖面，例如图2中所示的大体梯形的半圆剖面，以有利于减少漏热。优选地，可以在支撑圈21的内壁设置一对第一轴线限位环211，并将径向支撑环23设置在这一对轴向限位环211之间，以限制径向支撑环23在支撑圈21和支撑管22之间的轴向运动。可选地，也可以将这一对第一轴线限位环211设置在支撑管22的外壁上。

支撑圈21上固定有两个彼此间隔的止动板24、25，它们分别朝向支撑管22延伸但不与之接触，以避免在支撑圈21和支撑管22之间形成直接的热传递。在这里，止动板24位于支撑圈21的内侧端(即靠近内封头的一端)，其可以是围绕支撑管22的环形板。止动板25可以设置在支撑圈21的外侧端(即固定到外封头的一端)，其可以贴合到外封头18的内壁或者可以与外封头18成为一体的结构。由于支撑管22不接触外封头18，即与外封头18存在间隙，因此止动板25可以是完整的板而不会接触到支撑管22。

在支撑管22上介于两个止动板24和25之间的位置，设置有朝向支撑圈21突出的突起部26。例如，可以在支撑管22的延伸进入支撑圈21的端部设置外螺纹，而突起部26可以为具有内螺纹的螺母，并螺纹连接到支撑管22的该端部。两个轴向支撑环27和28分别支撑在对应的一个止动板24、25与突起部26之间，用于分别承受前后两个方向的轴向载荷。轴向支撑环27和28优选地由绝热性能良好的玻璃钢材料制成，而止动板24、25和突起部26可由金属材料例如钢材料制成。优选地，每个止动板24、25的端面上分别设置有一个径向限位环241、251，径向支撑圈27、28被分别限定在对应的径向限位环241、251内，从而限制了各径向支撑圈27、28的径向运动。

在前面的例子中，径向支撑环23支撑在突起部26和支撑圈21之间，然而在其他例子中，径向支撑环23也可以不与突起部接触。此外，应当理解，也可以将止动板24、25设置在支撑管22上，而将突起部26设置在支撑圈21的内表面。

为了提高内封头14或外封头18的强度，可以设置多种类型的补强结构。例如，可以在内封头14的外壁上环绕支撑管22固定一个或多个环形加强垫板51，以对内封头14起到补强的作用。这些加强垫板51在形状上和内封头14相互贴合，而它们的厚度可以相同或不同。可选择地，可以在内封头14的内壁上与容器10共轴地固定设置一加强管52，并可在加强管52的外周表面和内封头14的内壁之间设置至少一个优选为多个的内封头加强筋53。可选择地，可以在支撑圈21和外封头18的内壁之间设置至少一个或多个外封头加强筋55，例如图5示出了中心对称地设置六个外封头加强筋55的情形。这些补强结构均可由例如钢的金属材料制成，并且这些补强结构的数量、形状和分布可根据实际需要(如容器大小、运载能力等)而定。

如图3所示，滑动支撑组件30的第一部分(例如是第二支撑圈)31从外封头19向内延伸，但不与内封头15接触；而其第二部分(例如是第二支撑管)32从内封头15延伸进入支撑圈31，但不与外封头19接触。滑动支撑组件30还包括支撑在支撑圈31和支撑管32之间的第二径向支撑环33，其中径向支撑环33相对于支撑圈31和/或支撑管32可轴向滑动。这样，第二径向支撑环33与第一径向支撑环23类似地可以承受径向载荷。然而不同的是，滑动支撑组件30的支撑圈31和支撑管32之间不存在轴向约束。

优选地，可以在支撑圈31的内壁或支撑管32的外壁上设置一对第二轴向限位环34，并将径向支撑环33限定在这对轴向限位环34之间，以避免径向支撑环33同时相对于支撑圈31和支撑管32发生的轴向位移。有利地，径向支撑环33具有在径向方向上渐变的半圆剖面，例如梯形的半圆剖面，以有利于减小漏热。支撑环33优选地由隔热性能良好的玻璃钢材料制成。支撑圈31和支撑管32由于不会在内、外封头之间形成直接的热传导，因此它们可由金属材料例如钢材料制成，并可通过例如焊接的方式固定到对应的封头。除了支撑环33之外，滑动支撑组件30的其余部分均可由例如钢的金属材料制成。

与内封头14和外封头18类似，内封头15和外封头19上也可设置补强结构，以便提高强度。举例来说，可以在内封头15的内壁上与容器10共轴地固定设置一加强管52，并可在加强管52的外周表面和内封头15的内壁之间设置至少一个优选为多个的内封头加强筋53。可选择地，可以在支撑管32内设置垂直于支撑管32的内壁的支撑管加强环54。可选择地，可以在支撑圈31和外封头19的内壁之间设置至少一个优选为多个的外封头加强筋55。这些补强结构可由例如钢的金属材料制成。应当理解，内封头15和外封头19上的补强结构也对应地适于设置在内封头14和外封头18上，反之亦然。

如图4所示，防旋转支撑组件40包括：固定于外筒体17的套管41、与套管41相对应地固定于内筒体13的外壁上的定位环42、以及支撑在内筒体13和外筒体19之间的支撑件43。支撑件43优选为轴线垂直于容器的轴线L的圆筒结构，并且优选地由玻璃钢材料制成。套管41和定位环42相互不接触，它们可由例如钢的金属材料制成。支撑件43的一端限定在套管41内而另一端限定在支撑环42内，由此限制了内、外壳体的相对旋转。在一个例子中，外壳体17上设置有用于安装支撑件43的安装孔、以及覆盖安装孔并与外筒体17的其余结构固定到一起的盖体172。这样，可以先方便地从安装孔内放入支撑件43，然后再固定上盖体172。优选地，在内筒体13的外壁上对应于定位环42的位置可贴合固定一补强板56，定位环42可固定到补强板56上。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (21)

1.一种低温贮运容器，具有内壳体和外壳体，其中所述内壳体包括基本圆柱形的内筒体和分别位于该内筒体的两端的两个内封头，所述外壳体包括基本圆柱形的外筒体和分别位于该外筒体的两端的两个外封头，在所述内壳体和外壳体之间设置有支撑结构，其特征在于，所述支撑结构包括：

固定支撑组件，固定连接在一个外封头和对应的一个内封头之间；

滑动支撑组件，包括可轴向相对滑动的第一部分和第二部分，其中该第一部分固定于另一个外封头，而该第二部分固定于另一个内封头；以及

用于防止所述内壳体相对于所述外壳体旋转的防旋转支撑组件，设置在所述内壳体和所述外壳体之间。

2.根据权利要求1所述的低温贮运容器，其中所述固定支撑组件和所述滑动支撑组件分别与所述容器共轴。

3.根据权利要求1所述的低温贮运容器，其中所述固定支撑组件包括：

第一支撑圈，固定于所述一个外封头，朝向所述一个内封头延伸且与之不接触；

第一支撑管，固定于所述一个内封头，延伸进入所述第一支撑圈内并与所述一个外封头不接触；

第一径向支撑环，支撑在所述第一支撑圈和所述第一支撑管之间；

两个止动板，彼此间隔地固定于所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的一个，并且分别朝向所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的另一个延伸且与之不接触；

突起部，从所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的所述另一个朝向所述第一支撑圈和所述第一支撑管中的所述一个突出，并位于所述两个止动板之间；以及

两个轴向支撑环，分别支撑在对应的一个止动板与所述突起部之间。

4.根据权利要求3所述的低温贮运容器，其中所述突起部设置在所述第一支撑管上，所述第一径向支撑环支撑在所述突起部和所述第一支撑圈之间。

5.根据权利要求3所述的低温贮运容器，其中所述第一支撑管的延伸进入所述第一支撑圈的端部设置有外螺纹；所述突起部为具有内螺纹的螺母，并螺纹连接到所述第一支撑管的所述端部。

6.根据权利要求3所述的低温贮运容器，其中所述第一支撑圈的内壁或所述第一支撑管的外壁上设置有一对第一轴向限位环，所述第一径向支撑环被限定在所述一对第一轴向限位环之间。

7.根据权利要求3所述的低温贮运容器，其中每个止动板的端面上设置有一个径向限位环，每个第一径向支撑圈被限定在对应的一个径向限位环内。

8.根据权利要求3所述的低温贮运容器，其中在所述一个内封头的外壁上环绕所述第一支撑管固定有一个或多个环形加强垫板，其中所述环形加强垫板在形状上和所述一个内封头的外壁相互贴合。

9.根据权利要求3所述的低温贮运容器，其中所述第一径向支撑环和所述第一轴向支撑环由玻璃钢材料制成，而所述固定支撑组件的其他部件由钢材料支撑。

10.根据权利要求1所述的低温贮运容器，其中

所述滑动支撑组件的所述第一部分为一第二支撑圈，该第二支撑圈向内延伸且与所述另一个内封头不接触；

所述滑动支撑组件的所述第二部分为一第二支撑管，该第二支撑管延伸进入所述第二支撑圈内并与所述另一个外封头不接触；

所述滑动支撑组件还包括支撑在所述第二支撑圈和所述第二支撑管之间的第二径向支撑环，所述第二径向支撑环相对于所述第二支撑圈和所述第二支撑管中的至少一个沿轴向可滑动。

11.根据权利要求10所述的低温贮运容器，其中所述第二支撑圈的内壁或所述第二支撑管的外壁上设置有一对第二轴向限位环，所述第二径向支撑环被限定在所述一对第二轴向限位环之间。

12.根据权利要求10所述的低温贮运容器，其中所述第二径向支撑环由玻璃钢材料制成，而所述滑动支撑组件的其余部分由钢材料支撑。

13.根据权利要求3或10所述的低温贮运容器，其中所述径向支撑环具有在径向方向上渐变的半圆剖面。

14.根据权利要求3或10所述的低温贮运容器，还包括在所述支撑管内垂直于所述支撑管的内壁上的支撑管加强环。

15.根据权利要求3或10所述的低温贮运容器，其中在所述支撑圈和对应的外封头的内壁之间设置至少一个外封头加强筋。

16.根据权利要求1或2所述的低温贮运容器，其中在至少一个内封头的内壁上与所述容器的轴线共轴地固定有一加强管，在所述加强管的外周表面和对应的内封头的内壁之间设置有至少一个内封头加强筋。

17.根据权利要求1所述的低温贮运容器，其中所述防旋转支撑组件包括：

套管，固定于所述外筒体；

定位环，与所述套管相对应地固定于所述内筒体的外壁上，且与所述套管不接触；以及

支撑件，支撑在所述内筒体和所述外筒体之间，并且所述支撑件的一端限定在所述套管内，而另一端限定在所述支撑环内。

18.根据权利要求17所述的低温贮运容器，其中所述外壳体包括用于安装所述支撑件的安装孔、以及覆盖所述安装孔并与所述外筒体的其余结构固定到一起的盖体。

19.根据权利要求17所述的低温贮运容器，其中在所述内筒体的外壁上对应于所述定位环的位置处贴合固定有补强板，所述定位环固定在所述补强板上。

20.根据权利要求17所述的低温贮运容器，其中所述支撑件为圆筒结构，且其轴线垂直于所述容器的轴线。

21.根据权利要求17所述的低温贮运容器，其中所述支撑件由玻璃钢材料制成，所述套管和所述定位环由钢材料制成。

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