CN1045898C - 分配槽接头 - Google Patents

Abstract

提供了一种抗泄漏能力提高的液体分配系统。该系统中，槽构件(1)通过形成于其上的整体凸缘(4)用螺栓连接于池构件，这种凸缘(4)是通过向内弯折槽侧部和底部的端部(4)，并将向内弯折的端部焊接起来而形成的。

Description

分配槽接头

发明背景

本发明涉及在化学工厂和炼油厂的容器中用于诸如蒸馏、分馏、吸收、洗涤、接触、汽提和骤冷之类的传质和传热操作的内部结构，通常称作“塔内零件”。特别是指以使液体均匀散布至传质表面上的方式在这类塔的顶部分配液体的装置。这种装置通常称作“池”或“槽”，它们的功能是引导液体，并通过池或槽的底部和侧部的诸孔而尽可能均匀地分配液体。池是主要的液体管道，它们通常将液体分配到一系列从称作槽的池所分支出的侧向通道。在塔仅具有一个池的情况下，该池从头到尾延伸通过塔的直径，因而可以是从1米到4米之间的任何长度，或是更长。较大一些的塔可具有两个沿塔横截面的弦延伸的、平行的池，它们的长度比整个直径短。这是因为，这些池需要输送大量的液体，液体的重量对池的结构上施加过量的应力。用于分配来自池中的液体的侧向槽的数量取决于塔的尺寸，但通常在池的任一侧可延伸有两或三个侧向槽。

池或槽的横截面通常呈U形，但它们也可具有V形的底部。池通常制成具有笔直的长度，上面有接头，尤其是与池管线呈直角并一个一个分隔开的侧向分配槽的接头。通常，将一凸缘焊接到侧向槽需要与池相连接的端部形成这些接头。然后，将其与池侧部上切出的一适当的孔对准，用螺栓将凸缘连接于池，并在接触面之间垫一密封圈以防泄漏。这种结构具有许多问题，即凸缘材料的尺寸通常必须比槽材料的大，以保证连接的刚度，并防止产生能造成焊接毁坏的那种挠曲。焊接毁坏也是一个问题，因为它可导致泄漏，需要保持对分配系统经常的维修保养。

将大尺寸的凸缘焊接到小尺寸的槽上的另一个缺点是，它会导致槽材料挠曲。另外，很难保证使凸缘和槽之间对准，而这对于槽和池系统的最终的液体分配特性是非常重要的。过去，构件正确对准方面的故障已造成制造返工费用或现场安装费用上升。当系统中所分配的液体具有腐蚀性时(这在炼油厂和化工行业中是很常见的)，必须采用昂贵的耐腐蚀金属。取消大尺寸金属凸缘并减少必需进行的相关焊接操作，可大大节约成本，同时不会损害到性能。

因此，有必要开发一种不涉及昂贵的、大范围的焊接或不使用大尺寸凸缘材料来进行连接的槽连接系统。本发明就提供了这样的一种系统。

发明描述

本发明提供了一种适合于同具有平表面的构件相连接的分配槽，所述槽包括相对的容器壁和一将所述容器壁下端连接于一起的槽底部，其中，槽至少有一端在槽内设置一内部凸缘而被改进，该凸缘适合于用螺栓连接于待与槽相连接的构件。

内部凸缘，顾名思义，是在槽内从容器壁和底部上延伸出来，从而形成一在槽端部处延伸于槽内的、连续的凸缘。该凸缘最好是通过使每个壁邻近端部的一部分和槽底位于所述部分之间的那部分向内呈直角弯曲而形成。但也可以通过焊接一或多块板来形成凸缘的一部分或是整个凸缘，从而提供相对于上述壁和/或底部的向内直角弯曲的另一选择方案。但是这种结构不太容易使各接头处的焊缝长度达到最小。

当然，本发明同样也适用于池与构件的接合，术语“槽”在被用来描述本发明时，在描述其使用的本文中是作为液体管道这一泛指的意义来使用的，而没有技术上的特殊意义。

与槽相连接的构件可以是另一个其一端同样改进的槽。它还可以是一个在容器壁中切有一合适的孔的池，在这种情况下，被改进的端部将用螺栓连接于池的容器壁围绕该孔的那部分。所述构件还可以是一块封闭槽或池的那一端部或是池壁中的一个孔的端板。可以想象，所述构件还可以是一部设备，液体通过该设备而被分配到槽系统。因此，槽所要连接的构件的种类不对本发明有任何实质性的限制。

槽的容器壁和底部的向内弯折通常伴有壁和底部邻近接点处的那部分材料的褶皱。这种褶皱可以突起于槽的内侧，或是被捶平而靠于壁或底部上。对于分配槽所使用的一般金属片材，这种褶皱是不实用的，最好把将要形成褶皱的材料在金属折叠之前切去，使得向内变形的侧部和底部以这样一种方式相遇，即允许它们以防漏的方式连接于一起。这可以通过使用密封剂来实现，但如果槽材料是金属的话，通常是通过焊接来实现。因此，该凸缘槽结构中需要以防漏方式来密封的、仅有的连接是在槽内部。利用这种方法，可以完全避免沿容器壁和槽底部的端部对外部大尺寸凸缘的焊接。

或者，通常也是较为可取的是，可以割开容器壁与底部之间的接点，先将侧壁向内弯折，然后将底部向内弯折而重叠于容器壁的向内弯折部分上。很明显，将这种弯折的顺序反过来效果也是一样的。在这两种场合下，必须对容器壁和上翻的底部之间的接触线进行适当的密封，诸如利用焊缝来实现。

如上述那样形成的内部凸缘可具有适于容纳螺栓的孔，利用这些螺栓可以使内部凸缘与任何所需要的构件相接合。当另一构件是主池时，槽底部的高度必须低于主池容器壁上的孔的底部高度。当将两个槽部分端接时，可能需要另外在相接触的内部凸缘上设置若干孔，这样即使槽中液体高度没有超过凸缘高度，也允许液体流动。

分配槽的制造材料通常是金属，上述的接点技术尤其适用于这种材料。但可以想象，在某些场合可以使用塑料材料，它们也可以用于本发明中，其中，用朝内凸缘的热变形或现场成形来代替用于金属的技术，用密封剂作为优选的密封技术来代替焊接。

附图

图1是按本发明的方式连接的池和槽的剖视图。该剖面是处于槽与也之间连通孔的高度。

图2是图1所示的槽在未与池相连接的状态下，其端部的正视图。

图3是图1所示的池在未与槽相连接的状态下的侧视图。

图4是与图1相类似的槽和池结构的剖视图，所不同的是，该池具有两个与槽相连接的孔，其中的一个用一块端板封闭。

较佳实施例描述

下面将参照上述附图以及对槽的泄漏测试来进一步说明本发明。

图1示出一池1，它连接有一槽2。池和槽的开口端用端板3封闭。端板用螺栓(未示出)连接于位于槽和池的垂直壁的端部处的向内的垂直折板4以及沿槽和池底部延伸的向内的水平折板5。参照图2可以看出，这些折板受切割加工，使得当两块壁折板和底部折板的接触边沿焊缝6焊接于一起时，这些折板形成一个连续的凸缘。池的每一端以及槽的相对端均形成有类似的凸缘。

图3表示池的侧部在图2所示的槽的端部连接于它之前的状态。池壁上的一孔口8是设计用来在将池用穿入于螺栓孔7内的螺栓连接到位时，使池与槽相通。

平端板3用螺栓连接于池和槽的开口端处的内部凸缘上。

池的尺寸是39.3厘米深、16厘米宽和28.2厘米长。与槽相通的孔口的尺寸是5厘米×6.8厘米，槽是14.6厘米宽、38.1厘米深，其倾斜端部的最大长度为54.4厘米，最短长度为34.45厘米。端盖、池和槽所用的钢均为16号不锈钢。由于目的是测定连接系统的整体性(也就是检测在连接位置是否存在显著的滴漏量)，在槽和池上没有通常的诸穿孔。在其它方面，材料和连接方式与工业系统中所采用的完全一样。

在使用螺栓之前，先在凸缘上喷胶液，然后将一密封材料涂于该涂胶表面上，并在该第一层密封材料上粘结第二层密封材料。小心地确保密封材料接合处充分的密封。用旋凿在密封材料中开孔，以允许螺栓穿入。

用1”×3/8”的螺栓将槽端部处的凸缘连接于端板。底部螺栓的两端具有3/8”的垫圈，所有螺栓拧转到14ft.lbs并再进行防松。将槽封闭端的锐角处的螺栓削短，以适合那里的空间大小。

在槽和池中注水以浸透密封圈，而后，将系统中的水充到35.6厘米的深度。一小时后，水位降至32.3厘米。这相当于在连接处的泄漏速度仅为0.00083加仑/分钟/英尺。这对于此种结构来说是一个非常令人满意的性能。

再使用图4所示的结构而更大规模地重复以上试验。该结构具有相同的、由焊接在一起的垂直折板4和底部折板(未示出)所形成的凸缘结构；用螺栓连接于凸缘上的端板3；槽2，它用螺栓连接于池1的侧壁上，并围绕于在所述侧壁上的孔口8允许液体从池流入槽内。另外，在相对壁上有一相同的孔口由端盖所封闭。在图4中，A、B、C、D和E表示各可能的泄漏点。在泄漏点A和D处，端板用八个螺栓固定；每条垂直折板上排有四个螺栓。在泄漏点B、C和E处有九个螺栓；每一处的底部折板上有一个螺栓，(在泄漏点E处是在孔口的下方)，垂直折板上有四个螺栓，(或者在泄漏点E处孔口的两侧各有一垂直排列的四个螺栓)。

该系统以与上述图1-3所示系统的测试中上述相同的方式连接在一起。

为了将该系统设置在一个比在池中注水所产生的应力更大的应力下，将三个2立方英尺的箱子堆在槽上，距离槽与池的接头(图4中的点D)10英寸的位置，以在D处提供一个384磅的点载荷。利用这种方式，可以在比使用中通常会遇到的更为极端的条件下测试该连接系统的整体性。

一小时内各泄漏点处的泄漏量如下：A-435毫升；B-400毫升；C-675毫升；D-590毫升；E-675毫升。根据这些数据计算出接头处泄漏速度为0.000825加仑/分钟/英尺。

由于该结构的尺寸远大于前一实例的尺寸：(池长183厘米、宽15.24厘米、深39.3厘米；槽长183厘米、宽14.3厘米、深36.1厘米)；这是一个非常协调的和优秀的性能。

Claims (2)

1．一种适合于同具有平表面的构件相连的分配槽，所述槽包括相对的容器壁和一将所述容器壁下端连接于一起的槽底部，其中，槽至少有一端通过在槽内提供一内部凸缘而被改进，该凸缘适于用螺栓连接于待与槽相连接的构件上，该凸缘是通过向内弯折槽容器壁和底部的端部而形成。

2．一种液体分配系统，它包括一中央池，该池具有壁和一个底部，所述壁上具有许多孔口，还包括许多如权利要求1所述的连接于池壁的槽，这样，池壁上的所述孔口提供了从池到槽的液体流动途径。

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