CN105133885B - 最小扭矩反作用力筒仓机 - Google Patents

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CN105133885B CN201410331781.2A CN201410331781A CN105133885B CN 105133885 B CN105133885 B CN 105133885B CN 201410331781 A CN201410331781 A CN 201410331781A CN 105133885 B CN105133885 B CN 105133885B
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Abstract

筒仓机,包括钢轨基础和设置于钢轨基础上的吊塔构架、钢芯网架制作设施、可移动筒形仓体混凝土浇筑模板和混凝土浇筑设备;地下钻挖设备包括若干圈旋转刃具挖土设施和弃土输送设施,其特征是含有一个与吊塔构架连接的高置驳接刚体,在驳接刚体下侧均布有若干个连接在建筒形仓体钢芯网架的数字控制卷扬机和若干个连接筒形仓体浇筑模板的卷扬机;各圈旋转刃具旋转方向不一致。各圈旋转刃具旋转方向不一致的最小扭矩反作用力筒仓机工况大为改善。最小扭矩反作用力筒仓机为批量生产地下降温粮仓提供了技术保障。长三角地区地下降温粮仓第一个夏天库存物温度不超过8℃耗能微不足道。稻米的库存时间有望从目前的两年延长至八年。

Description

最小扭矩反作用力筒仓机
技术领域
本发明涉及最小扭矩反作用力筒仓机。
背景技术
现有的粮食仓库出于防湿目的,多建在地上。在长三角地区,夏季,由于太阳光照及地面物体的远红外辐射,使得库内粮食温度逐渐升高至30℃甚至更高。纵然花费大量金钱安装空调降温,由于粮食的导热性能差库存物难以整体均衡降温导致投入巨大而效果甚微。稻米经过一个夏天游离脂肪酸参数大幅变动,营养和口味都明显变差,许多就直接作为陈化粮处理了。也曾经有因为温度较高的粮食突然降温时形成结露而导致粮食水解霉烂的现象发生。建设地下粮仓,可以利用土壤的蓄热性能平抑夏季高温。但现有的一些既有地下构筑物包括居民楼地下室,由于墙体渗水或者湿度大的问题未解决,影响使用。
发明内容
本发明的目的是要提供最小扭矩反作用力筒仓机。
本发明可以这样建设地下防湿构筑物,包括半地下防湿构筑物,具体的地下防湿构筑物包括仓库、飞轮旋转式储能设施、停车库和民用住宅;
先制作第一段地下防湿构筑物的混凝土墙体,所述墙体包括表面的细槽、与护墙界面以及施工专用设备的连接界面、内置的负压连接管道及注水和排水管道;待其强度达标时利用其上的连接界面连接安装地下钻挖设备;用刚性驳接体下侧均布的数字控制卷扬机连接在建混凝土墙体的钢芯网架用于实现在建混凝土墙体的良好工况和可控下降及混凝土墙体浇筑模板的状态控制;当在建混凝土墙体下降力不够时用卷扬机吊进重物包括整箱整袋的弃土压挂于所述混凝土墙体内侧的托件上帮助所述在建混凝土墙体下沉;然后在切入土壤的在建混凝土墙体上继续堆叠加码钢筋混凝土并在强度达标时令其再度下沉,……如此反复直至建造完工;
对地下防湿构筑物内部表面设置护墙界面,提高其密封性能避免因渗水导致内部湿度过高的现象;所述构筑物内部表面包括周边墙体的墙面、地面和顶部表面;护墙界面以连续为好,其所用材料、形状和面积不限;护墙界面材料包括但不限于不锈钢板、塑料板和塑料薄膜及其组合;地面的护墙界面上可以再设置一层保护层或者功能层包括木质地板实现所需的功能;护墙界面可以取内衬容器形状或者其它形状,所述内衬容器包括不锈钢薄壁容器、塑料容器和薄膜容器;需要时内衬容器可带盖子包括与筒形仓体共用一个盖子;令护墙界面与所述构筑物内部表面密封连接构成一个以上封闭空间;令所述封闭空间各自与负压源连通保持负压状态实现真空或者负压干燥,所述连通包括间歇连通或者持续连通;为确保封闭空间内部气流畅通,在所述构筑物或者护墙界面内部表面设置一些相互贯通的细槽;
再进一步,对护墙界面内部以及其与混凝土墙体之间的夹层空间可能积水的地方设置导水沟,并采用一根与泵水设施进水口连通的吸水管深入或者连接导水沟排水;
还可以在所述构筑物内部表面设置嵌槽和钢板作为护墙界面与所述构筑物内部表面的连接界面;包括连续而闭合的连接界面;嵌槽连接界面适合嵌入塑料薄膜护墙界面实现连接;钢板连接界面适合与钢板护墙界面焊接连接;
进一步,在封闭空间内部靠近边界的上部设置一根以上与一个水源连通的进水管并在所述封闭空间内部靠近边界的下部设置一根以上与一个弃水容器连通的排水管;令所述封闭空间、水源和弃水容器在同一负压状态下包括将所述封闭空间、水源和弃水容器设置于同一个封闭空间内并与一个负压源连通;定期令所述水源对所述封闭空间注水、并用抽水装置通过排水管及时排水对所述封闭空间的墙体表面实施清洗包括去除可能积累的盐分;或者,在地下盐分较高地区,在所述构筑物的外表面底部设置一个以上抽水管并对所述构筑物外表面注水使所述构筑物的外表面从上到下形成一个长效清水流动场以隔离可能的盐碱对所述构筑物的负面影响。
还可以在所述地下防湿构筑物墙体上设置换热界面并用换热界面安装连接降温换热器件,利用降温换热器件在气温低时将库存物的热能散发到环境中,使库存物通过降温长期处于合适的库存温度;降温换热器件包括热管换热装置和管道换热装置;保持热管的热端或者管道换热装置的吸热界面与换热界面传热连接,保持热管冷端或者管道换热装置的放热界面与外界的充分换热并将热管冷端或者管道换热装置的放热界面置于防护设施的有效防护范围内免受撞击;管道换热装置包括自然与强迫循环换热装置;强迫循环换热装置的循环泵可以正反向运行即吸热界面和放热界面可以互换;
还可以在地下防湿构筑物周边的土壤以及地下防湿构筑物内部设置降温换热器件、还可以在地下防湿构筑物内部设置中空气流通道管,解决库存物热阻和气阻大的问题;
在所述构筑物内部设置的降温换热器件及中空气流通道管需要加固并取所述降温换热器件及中空气流通道管对库存物进出的流动具有最小阻挡作用的状态;
还可以采用换热装置实现库存物的分布参数到制冷机组换热界面集中参数的空间转换,并采用制冷机组制冷解决低纬度地区最低气温高无法通过向环境散热充分降温的问题;实现库存物的分布参数到制冷机组换热界面集中参数的空间转换的换热装置可以分为两部分,包括在所述构筑物内部的下方——通常是指在最高库存物表面以下的空间——设置热管换热器件和中空汽流通道管,并在所述构筑物内部的上方设置与所述热管换热器件直接或者通过空气传热的管板换热器件;
对于温度容易过低的情况,通过对库存物增温使之避开有害低温段;增温的设施包括强迫循环换热装置、热泵机组和太阳能集热装置及其组合;
进一步,建设可以承受内部真空负压的所述地下防湿构筑物并对所述地下防湿构筑物设置密封仓盖,对所述地下防湿构筑物抽真空来降低其内部温度和湿度使库存物处于良好的温度与湿度范围避免结露、降低氧气浓度抑制库存物的新陈代谢;
通过对所述地下防湿构筑物施放特定气体譬如增加保持所述地下防湿构筑物内部的二氧化碳或者氮气浓度来贮存库存物;
设计制造建设上述地下防湿构筑物的专用设备,包括混凝土墙体现场建造设备和内衬容器现场建造设备;
混凝土墙体现场建造设备包括地面基础构架、地下钻挖设备、混凝土墙体制作设施和控制系统;
基础构架包括钢轨基础、设置于钢轨基础上的吊塔构架和一个与吊塔构架连接的高置刚性驳接体,在刚性驳接体下侧均布连接若干个数字控制卷扬机连接在建混凝土墙体的钢芯网架用于实现在建混凝土墙体的良好工况和可控下降及混凝土墙体浇筑模板的状态控制;数字控制卷扬机各自含有负荷传感器,负荷传感器包括贴置于数字控制卷扬机受力敏感部位的一个以上应变片;各数字控制卷扬机的负荷传感器和驱动电机通过接口电路与控制系统的主控计算机信号连接并且所述驱动电机作为主控计算机的执行部件;
令各圈旋转刃具旋转方向不一致;
地下钻挖设备包括若干圈旋转刃具挖土设施和弃土输送设施;
混凝土墙体制作设施包括钢芯网架制作设施、可移动混凝土墙体混凝土浇筑模板和混凝土浇筑设备;还可以令可移动混凝土墙体混凝土浇筑模板通过卷扬机挂靠于刚性驳接体上实现所述浇筑模板的位置和状态控制;
内衬容器现场建造设备包括薄板或者薄膜内衬容器部件的工装夹具、板材切割焊接设施、咬边制作装置和控制系统;所述工装夹具包括构成内衬容器的竖条部件的托举和插入混凝土墙体内部空间的装置、与筒形混凝土墙体同心布置的工装轨道包括环形或者非环形工装轨道和与工装轨道配合连接的可移动横圈或者竖条的夹具、深入内衬容器的连接设施包括咬边机和电阻焊机。
本发明实现其目的的技术方案:制造一台地下防湿构筑物现场建造专用设备筒仓机,包括地面基础构架、地下钻挖设备、筒形仓体制作设施和控制系统;基础构架包括钢轨基础和设置于钢轨基础上的吊塔构架;筒形仓体制作设施包括钢芯网架制作设施、可移动筒形仓体混凝土浇筑模板和混凝土浇筑设备;地下钻挖设备包括若干圈旋转刃具挖土设施和弃土输送设施,其特征是含有一个与吊塔构架连接的高置刚性驳接体,在刚性驳接体下侧均布有若干个连接在建筒形仓体钢芯网架的数字控制卷扬机和若干个连接筒形仓体浇筑模板的卷扬机;数字控制卷扬机各自含有负荷传感器,负荷传感器包括贴置于数字控制卷扬机受力敏感部位的一个以上应变片;各数字控制卷扬机的负荷传感器和驱动电机通过接口电路与控制系统的主控计算机信号连接并且所述驱动电机作为主控计算机的执行部件。各圈旋转刃具旋转方向不一致。
还可以在撑杆和上端机架上均布设置若干个应变传感器;应变传感器、各圈旋转刃具的驱动电机各自通过接口电路与控制系统的主控计算机信号连接。
有益效果:本发明用护墙界面与地下防湿构筑物内部表面组成一个封闭空间并对封闭空间抽真空,能够有效去除混凝土墙体可能的渗水或者漏水并降低所述构筑物内部的湿度,虽然地下防湿构筑物的内部表面处于真空负压状态,但所述构筑物的使用空间可以为常压,并且所述构筑物的墙壁因为直接与护墙界面相抵而并不会因为封闭空间的负压而产生负面作用。本发明采用地下半地下的筒形仓体可以耐外面土壤的压力,从而可以安全地利用土壤的蓄冷能力抑制库存物温度的上升。采用热管与地下防湿构筑物壁传热连接可以利用热管的单向传热性能在气温低于库存物温度时不断将库存物的热能散发到大气中而无需耗用能量。大致估算:以一个100万斤的粮库配置40支热管一个冬季散热4千千瓦时(40支热管*10小时/天*100瓦/支*100天)、散热效率80%、粮食的比热容为水的一半计,可以将100万斤粮食降温11℃。这样如果以进地下防湿构筑物存物的温度为19℃计,可以使第一个夏天库存物的最高温度不超过8℃。在秋季的夜晚,气温低于8℃时又可以散热降温了。通常,出现霜降意味着气温降到零℃以下。而对于内陆性气候,一年中许多日子晚间的温度都会降到很低,这时候就会通过热管向环境输出热能使得筒形地下防湿构筑物内部温度不到降低。在地下防湿构筑物外围的土壤中设置热管可以促进周围土壤的降温,更多地蓄冷抑制地下其它温度略高部分对库存物的热能贡献。地下防湿构筑物可以利用土壤的蓄热性能平抑库存物的温度波动性使其避免有害高温,但只有解决除湿问题才能实现地下空间的有效利用。库存物下部埋置热管、上部设置管板换热器的方式并令所述热管工质最少化,譬如对一支10米的热管只用20克左右乙醇工质,对库存物的威胁小且可靠不耗能;而上方的管板换热器件则能够很好地实现与制冷机组的吸热界面的换热并且检修方便。
采用内衬容器可以实现防潮双保险,通过对夹层空间抽真空或者说对封闭空间保持负压可以保持干燥状态,即使在巨大的地下水压力下极少量的渗透水或者空气中的水分也可以被去除。内衬容器的槽道有助于保持气流通道。通过对内衬容器内部抽真空,可以抑制库存物的呼吸、氧化和新陈代谢,对非种子用途的食用粮食有利无害。采用连接内衬容器内部与专用贮气罐的输气管,可以通过实现对种子的氧气控制来照顾种子或者维持地下防湿构筑物内其它气体的浓度满足需要。对内衬容器内部抽真空,还可以对高湿度的粮食直接在地下防湿构筑物内进行脱水,避免北方粮食冬季冻在外面半年多耗子损耗和霉烂严重的问题。抽真空本身也是一种相对比较温和的降温过程,只要不太过。采用内衬容器还可以令夹层空间的真空度略高于内衬容器中的真空度,即使略高于0.001个大气压也可以提供每平方米10千克的压力用于举托内衬容器的顶部不锈钢板使之形状饱满。对于内衬容器包括顶部95%以上面积与筒形仓体接触、内衬容器内部为0.8至0.9个大气压的情况,夹层空间即使抽真空至0.5个大气压,筒形仓体墙壁因为抽真空承受的单向压力也可以从每平方米5吨降低至每平方米1至2吨,使筒形仓体的工况得到优化。
采用强迫循环的管道换热装置,可以更好地适应库存物的分布参数特性进行热交换,并具有换热功率大的优点,但循环泵需要耗用少量能量。采用热泵机组通过热或者管道换热装置的换热界面从地下防湿构筑物里吸热具有功率大、适合高湿度粮食需要尽快脱水防止温度过高烧坏粮食的需求,短时间脱水后以后就可以不依靠热泵机组降温;当然,这种情况下也可以采用负压源包括罗茨鼓风机来提供低真空或者负压实现脱水降温。采用热泵机组或者太阳能对地下防湿构筑物内部加热,可以实现某些水果对贮存温度不能太低的要求。热泵机组加热功率大并且节能。利用太阳能加热则可以不用电。由于库存物的温度始终保持很低,稻米的游离脂肪酸可以历经多年仍然保持极低的水平。既可以减少稻谷一两年就陈化不得不作为饲料处理浪费粮食的情景,又可以使消费者享受更好品质的谷物。
采用数字控制卷扬机可以控制筒形仓体的下降状态并给予钢芯网架均匀的拉力,实现预应力效果。采用刚性驳接体或者环状刚性驳接体可以确保筒形仓体的受力安全,不受或者少受可能出现的吊塔事故的影响。同样,对不锈钢薄壁内衬容器采用数字控制卷扬机可以确保其制造过程中的状态控制和良好工况。筒仓机采用数字控制卷扬机可以实时了解在建筒形地下防湿构筑物的受力状态,既可以及早对可能的局面采取措施包括在第一时间平衡所有数字控制卷扬机的负荷、对个别数字控制卷扬机的特性进行校正补偿以确保建造出优质地下防湿构筑物;还可以根据所述卷扬机历史数据进而推算出地下水文属性,为积累经验和后期的地下防湿构筑物管理提供第一手资料。
对于外径10米、平均内部高度9.5米、筒形仓体壁厚0.14米的钢筋混凝土筒形仓体,容积约1004.5立方米,可以储存约105万斤粮食。一组5个地下降温粮仓造价包括:混凝土300立方米10.5万元、钢筋40吨25万元、内衬容器不锈钢板2355㎡14.5万元、降温设施和附件包括盖子和控制系统40万元、勘探设计审批和许可费110万元、人工10万元、折旧和不可见10万元、利税11万元,总计138万元,合0.2106元/斤(未计土地、水电、地面建筑物及配套)。普通大平房粮仓十多年前的造价也要0.2元。但钢筋混凝土筒形粮仓比大平房粮仓使用寿命长至少一倍、占地面积减少一半、仓库维护费和库存物损耗则降低80%;对于长三角地区的稻米,陈化年限从两年可望延长至8年以上。建造地下降温粮仓时挖出的土可以烧砖则每立方卖50元可以收入110.5万元。采用塑料薄膜内衬容器还可以比不锈钢内衬容器减少投资近20万元。采用塑料薄膜内衬容器时,其筒状部分贴置于混凝土筒形仓体墙壁,并利用与筒形仓体上的软铁板磁吸连接的磁铁块压住。所述软铁板均布于筒形仓体上。塑料薄膜筒形仓体的顶部通过设置于筒形仓体顶部的线缆吊接连接。
对于内陆性气候,可以通过在地下降温混凝土构筑物的上面设置少量光伏电池板来建造不依赖电网的果品地下降温果品地下防湿构筑物,仅仅用电网增容费用和冷库设备的预算投资光伏电池就可以在以后的25年期间每年除了自用电能节省电费数万元以外每年还可增加售电收入若干万元。建造使用热泵机组同时采用热管和管道换热装置降温的地下半地下冷库或者地下防湿构筑物,有助于节约用电。采用光伏电池板建造利用光伏电池板供电的光伏地下降温混凝土构筑物可以节约用电或者不依赖电网。
各圈旋转刃具旋转方向不一致的最小扭矩反作用力筒仓机工况大为改善;在撑杆和上端机架上含有均布设置的若干个应变传感器;应变传感器、各圈旋转刃具的驱动电机各自通过接口电路与控制系统的主控计算机信号连接,可以使筒仓机各圈旋转刃具旋转方向不一致的最小扭矩反作用力降低至接近于零。最小扭矩反作用力筒仓机为批量生产地下降温粮仓提供了技术保障。
下面结合附图进一步说明。
图1是一个地下防湿构筑物的结构示意图。
图2是一个相邻上、下不锈钢板拼接焊接管材护墙板的示意图。
图3是一个地下防湿构筑物内部表面设置塑料薄膜护墙界面的结构示意图。
图4是一个地下防湿构筑物内部表面设置塑料板护墙界面的结构示意图。
图5是一个地下防湿构筑物内部表面设置塑料薄膜护墙界面的结构示意图。
图6是一个地下防湿构筑物内部表面设置护墙界面和地板功能层的结构示意图。
图7是一个地下降温粮仓施工现场的设备布局图。
图8是一个正在施工的地下降温粮仓正视结构示意图。
图9和图10分别是一个与筒形仓体结合的旋转刃具挖土机的上视和正视结构示意图。
图11和图12分别是一个带热管散热装置的地下降温粮仓的正视和上视结构示意图。
图13是图12的地下防湿构筑物壁上热管孔道及热管部分的放大特写。
图14是一个中空气流通道的复合结构示意图。
图15是一个管板换热器将的正视结构示意图。
图16是一个管板换热器将的横截面结构示意图。
图17 是一个液压竖条竖起装置的结构示意图。
图18是两个不锈钢板制造的横圈的上下边连接界面开始咬合时的状态。
图19是两个横圈的上下边连接界面咬合完毕并且咬合边板成与横圈主体成直角时的状态。
图20是一个在筒形仓体内部制作横圈式内衬容器的现场工作示意图。
图21和图22分别是一座发电散热一体装置的地下降温粮仓白天和夜间的状态结构示意图。
图23 是一个地下防湿构筑物现场建造专用设备筒仓机控制系统框图。
图中1.地下防湿构筑物;2.护墙界面;3.连接界面;4、5.护墙板;6.顶部;7.防水隔热层;8.真空管道;9.真空泵;10.细槽;11.封闭空间;12.负压管道;13.负压源;14.清水罐;15.外集水池;16.盐水抽吸管;17.内集水池;18.渗水抽吸管;19.横轨;20.移动副;21.激光焊接装置;22.欧姆型凹槽;23.弹性嵌条;24.带钢芯塑料桩头;25.塑料焊枪;26.牵连物;27.粘结剂针筒;28.埋入式膨胀螺母阵列;29.地板功能层;
31.钢轨;32.吊塔;33.桁架;34.刚性驳接体;35.数字控制卷扬机;36.筒形仓体;37.钢芯网架;38.钢筋;39.筒形仓底;40.浇筑模板;41.地下降温粮仓;42.挖土旋转刃具总成;43.混凝土泵送装置;44.弃土提升装置;45.弃土输送带;46.可移动房;47.光伏电池板;48.一维移动副机构;49.应变传感器;50.外圈旋转刃具;51.撑杆;52.环形导轨;53.固定板;54.活动板;55.丝杆;56.上端机架;57.中圈旋转刃具;58.中心旋转刃具;59.翻边;60.土壤;61.热管;62.热端;63.管状孔道;64.渐开线状翅板;65.外围热管散热装置;66.内部热管散热装置;67.盲管;68.内衬容器;69.夹层空间;70.负压管道;71.夹层空间负压源;72.筒形地下防湿构筑物负压源;73.真空管道;75.中空气流通道管;77.仓肩;78.隔热防水层;79.托件;80.竖条;81.翅板;82.U型管;83.机身;84.液压推动装置;85.可翻转托架;
90.横圈;91.折弯嵌槽;92.折弯短板;93.滚轮;94.软铁板;95.磁铁块;96.预埋螺丝连接界面;97.导水沟;98.纵向槽道;
101.光伏电池板;102.平板散热器;103.发电散热一体装置;104.管板换热器;105.库存物输送装置;
120、121、122……180.接口电路;181.主控电路。
具体实施方式
图1给出本发明第一个实施例。
图1中,建造地下防湿构筑物1,在地下防湿构筑物1内部表面设置护墙界面2包括钢板连接界面3和不锈钢护墙板4;当连接界面3为连续时,护墙板4分别与连接界面3连续焊接实现与连接界面3的密封连接,两块相邻上、下不锈钢护墙板4、5之间留有间隙。当连接界面3为非连续时,护墙板4或者5与连接界面3焊接连接包括点焊连接起到固定作用再令相邻两块不锈钢护墙板4、5拼接连接包括焊接连接、粘结连接和咬边连接。本实施例中混凝土地下防湿构筑物1为筒形粮仓,因为顶部6外侧设置防水隔热层7,并且筒形粮仓内部用真空管道8连接真空泵9抽真空,因此顶部6内表面不设护墙界面。在正常情况下可以确保筒形粮仓内部无积水并且足够干燥。
在地下防湿构筑物1内部表面均布设置相互贯通的细槽10。细槽10可以确保地下防湿构筑物1的墙体表面即内部表面与护墙板4、5之间形成的夹层空间即封闭空间11气流通畅。用负压管道12连通负压源13和封闭空间11对封闭空间抽真空。在地下防湿构筑物1的外侧边缘上方设置一个清水罐14,用于向混凝土构筑物1墙体外侧提供清水,并在地下防湿构筑物1的外表面底部处设置一个外集水池15,用盐水抽吸管16伸入外集水池15抽吸外集水池15的积水,以此在地下防湿构筑物的外表面从上到下形成一个长效清水流动场以隔离可能的盐碱对所述构筑物的负面影响,包括对土壤地下水降盐确保地下防湿构筑物1的钢筋长期不被盐侵蚀。土壤或者地下水的盐份要是与钢筋发生化学反应会使钢筋的体积增加并胀裂混凝土。在地下防湿构筑物1的内侧底部,设置一个内集水池17,用渗水抽吸管18伸入内集水池17抽吸内集水池17的积水。
图2给出本发明第二个实施例。
图2中,在地下防湿构筑物内部表面设置护墙界面包括钢板连接界面3和上、下不锈钢护墙板4、5。连接界面3采用1毫米厚30毫米宽的不锈钢板,在制作混凝土钢筋芯网时连接界面3与混凝土浇筑模具通过螺纹连接,卸下所述螺纹即可与混凝土浇筑模具分离。这样得到的连接界面3饱满平滑。先用卷扬机吊装下面的不锈钢护墙板5到位至连接界面3处,并同时用卷扬机吊装一根横轨19到位。横轨19上面用移动副20连接一台激光焊接装置21。激光焊接装置21边焊接边沿横轨19移动。激光焊接装置包括激光焊接头和位于焊点前后的前、后压轮。前、后压轮使待焊接的不锈钢护墙板与连接界面贴合处于合适的焊接工况。激光焊接可以将上面那层不锈钢护墙板直接与下面那层不锈钢护墙板融接而保持上面那层不锈钢护墙板表面的平滑。激光焊接还可以将上层不锈钢护墙板融化并以堆焊形式与下面的不锈钢护墙板连接并确保上、下两层不锈钢板的密封连接。焊接形成的拼接不锈钢护墙板与地下防湿构筑物内部表面一起构成一个封闭空间。
图3给出本发明第三个实施例。
图3中,在地下防湿构筑物1内部表面设置护墙界面包括带欧姆型凹槽22的连接界面3和塑料薄膜护墙板5。先用卷扬机吊装塑料薄膜护墙板5到位至欧姆型凹槽22处,然后手工用弹性嵌条23将塑料薄膜护墙板5推嵌进欧姆型凹槽22内。弹性嵌条23为一根带有约60度空间角缺口的管状物。弹性嵌条23在外力作用下可以变形略微压扁;弹性嵌条23在外力移除后可以恢复原形将塑料薄膜护墙板5紧紧压贴于欧姆型凹槽22内壁。塑料薄膜护墙板5与地下防湿构筑物内部表面构成一个封闭空间。图中,欧姆型凹槽22与弹性嵌条23之间的间隙大,是为了方便理解。实际是弹性嵌条23、塑料薄膜护墙板5和欧姆型凹槽22之间紧密贴合连接。弹性嵌条23还可以采用一条实心橡胶条。
图4给出本发明第四个实施例。
图4中,在地下防湿构筑物内部表面设置护墙界面,包括带钢芯塑料桩头24的连接界面3和带配合孔的塑料板护墙板4、5。钢芯塑料桩头24包括中间的钢芯和与钢芯连接的塑料桩头。钢芯能够增加强度;塑料桩头则为与塑料板护墙板5焊接的连接界面。先用卷扬机吊装带配合孔的塑料板护墙板5到位并使其上的配合孔与连接界面3上的钢芯塑料桩头24配合。再用塑料焊枪25将塑料板护墙板5在配合孔处焊接连接并将焊疤修平。再用卷扬机吊装塑料板护墙板4到位并使其与塑料板护墙板5对接,然后用塑料焊枪25将两塑料板护墙板4、5密封焊接连接为一体。塑料板护墙板4和5与地下防湿构筑物内部表面构成一个封闭空间。
图5给出本发明第五个实施例。
图5中,在地下防湿构筑物内部表面设置护墙界面,包括带粘结界面的连接界面3和塑料薄膜护墙板4。连接界面3的材料包括热搪铝钢板,搪铝层经过阳极氧化处理作为粘结界面。连接界面3内侧通过牵连物26与混凝土墙体的钢筋芯网连接。牵连物26包括钢丝。先用卷扬机吊装塑料薄膜护墙板5到位,再用粘结剂针筒27的针尖在连接界面3处将塑料薄膜护墙板5刺穿注入粘结剂粘结连接塑料薄膜与连接界面。对于紫外线透明的塑料薄膜,可以采用紫外线固化粘结剂;也可以采用其他快干粘结剂。塑料薄膜护墙板4之间也可以采用粘结剂连接。塑料薄膜护墙板4与地下防湿构筑物内部表面构成一个封闭空间。
图2、3、4和5实施例中,对于不方便使用牵连物的既有构筑物的墙体,可以采用埋入式膨胀螺母阵列作为基础连接各种连接界面。此时,埋入式膨胀螺母阵列起到牵连物的作用。
图6给出本发明第六个实施例。
图6中,在地下防湿构筑物内部表面设置护墙界面包括钢板连接界面和不锈钢护墙板。连接界面采用1毫米厚30毫米宽的不锈钢板。先在地下防湿构筑物内部表面设置埋入式膨胀螺母阵列28。在埋入式膨胀螺母阵列28上铺设连接界面并用螺钉固定。再将不锈钢护墙板布置到位,用激光焊接装置将相邻两块不锈钢板护墙板与连接界面密封焊接,使得不锈钢护墙板与地下防湿构筑物内部表面形成一个封闭空间11。用一根与负压源连通的负压管道12与封闭空间连通对封闭空间抽真空。在地面护墙板上设置地板功能层29。
图7和8共同给出本发明第七个实施例。
图7和8中,在经过勘查的现场,铺设两组平行的钢轨31,在钢轨31上安装吊塔组,吊塔组包括四个吊塔32,四个吊塔32之间用桁架33连接成一体。将刚性驳接体34高置并与吊塔32连接,在刚性驳接体34下侧均布若干个数字控制卷扬机35,数字控制卷扬机35的下端连接筒形仓体36钢芯网架37部分钢筋38;制作钢芯网架37包括筒形仓底39的钢芯网架37。筒形仓体36的浇筑模板40也采用挂靠于刚性驳接体34的卷扬机牵引。
沿着钢轨31需要建造一排地下降温粮仓41。可以采取用一个吊塔组逐个建造多个地下降温粮仓41,也可以同时用多个吊塔组各自建造一个地下降温粮仓41。吊塔组之间也可以适当合并。
浇筑筒形仓底39前,先开挖出埋置挖土旋转刃具总成42的空间并埋置挖土旋转刃具总成42,然后用混凝土泵送装置43泵送混凝土浇筑筒形仓底39及最下面的筒形仓体36并进行养护。养护期间展开链斗式弃土提升装置44和弃土输送带45的安装调试。待筒形仓底39养护结束,继续往上与钢筋38为基础制作筒形仓体36的钢芯网架37、拆除筒形仓底39的浇筑模板。
当采用整条钢筋38时,一开始钢筋38都在地面以上,刚性驳接体34的安装位置高,弃土提升装置44等的作业高度也高。以后随着筒形仓体36的下沉,还可以放低刚性驳接体34,以降低弃土提升装置44等的作业高度。因此,刚性驳接体也可以采用卷扬机结构与吊塔32连接。
为了在各种复杂土层和地下水文条件下确保筒形仓体36的正确施工,对各数字控制卷扬机设置负荷传感器,并令负荷传感器和数字控制卷扬机驱动电机各自通过接口电路与地下降温粮仓专用设备挖土机控制系统的主控计算机信号连接,使得各数字控制卷扬机的状态根据主控计算机的状态变化而变化。并采集相关数据用于地下土壤水位属性的分析。
地下降温粮仓41建成后,钢轨31可以不拆,用于以后存取粮食的设施安装界面。因此,弃土提升装置44和弃土输送带45的运行路线可以作为日后粮食存取的运行路线,只要将链斗式弃土提升装置44和弃土输送带45改为刮板式输送机和仓库输送带即可。还可以在钢轨31上运行可移动房46和光伏电池板47。光伏电池板47在晚间应该竖直不遮挡地表对天空的热辐射。为方便刮板式输送机进入和作业,地下降温粮仓41的出口可以偏心设置。
钢轨和吊塔经过充分的产业实证,一致性、可靠性和技术参数稳定为设计人员熟悉信赖;钢轨和吊塔的操作界面和施工规范为现场人员熟悉;采用桁架后设施的整体性好、安装精度容易达到较高标准、对作业面的负面影响小且可控;钢轨和吊塔部件的供应有保障。
实施例七的地下降温构筑物为圆形,但本发明的地下防湿构筑物不限于横截面为圆形的地下防湿构筑物。
图9和10共同给出本发明第八个实施例。
图9和10中,事先在筒形仓底39下面挖去一些土,外圈旋转刃具50得以进入安装位置。在筒形仓底39事先设置的安装界面上安装撑杆51和环形导轨52并安装外圈旋转刃具50,包括用固定板53、活动板54和丝杆55组成的一个外圈旋转刃具丝杆调节机构,外圈旋转刃具丝杆调节机构通过一个转动副机构与环形导轨52连接。通过调节固定板53和活动板54的相对位置可以调节安装于活动板54上的外圈旋转刃具50的运动范围。在筒形仓底39事先设置的安装界面上安装上端机架56并安装中圈旋转刃具57和中心旋转刃具58。
各圈旋转刃具50、57和58构成旋转刃具总成。启动各圈旋转刃具50、57和58挖土。外圈旋转刃具50边沿环形导轨52旋转边切削土壤,由于需要在筒形仓体36下方留存一些土壤支撑筒形仓体36以免其下降过快失控,在筒形仓体36的下方保留有一段与筒形仓底39翻边59接触的土壤60。因为受到筒形仓体36的重压,靠近翻边59的筒形土壤60会被压碎翻落并被各圈旋转刃具50、57和58旋向筒形仓体36的轴心线处。由于土壤的属性不同,需要调节土壤60的壁厚以获得需要的对筒形仓底39翻边59的支撑力。这一任务由外圈旋转刃具丝杆调节机构实现。
挖土一段距离,启动各数字控制卷扬机35使筒形仓体36可控下降设定深度,再将筒形仓体36的浇筑模板40向上移动并继续浇筑混凝土增加筒形仓体36的高度。等到新浇筑的混凝土强度足够,就再次启动各圈旋转刃具50、57和58挖土并使筒形仓体36下移到位。挖出的土壤通过弃土提升装置和弃土输送带移除。
筒形仓体建造完毕,拆除环形导轨52、撑杆51和上端机架56,再对筒形仓底39翻边59内侧的空白处加置钢筋和混凝土形成完整的筒形仓底39。再根据设计要求,制作钢板内衬容器或者建造筒形仓肩。
还可以在筒形仓体36外侧均布设置若干个一维移动副机构48;移动副机构48包括滑条和滑槽;滑条与筒形仓体36连接或者一体制作;滑槽与基础连接并且其轴心线与筒形仓体36的轴心线平行。当各圈旋转刃具50、57和58切削时,产生的围绕筒形仓体轴心线的扭矩反作用力因为旋转方向相反而相互抵消。如果各圈旋转刃具50、57和58产生的围绕筒形仓体轴心线的扭矩反作用力之和不为零且较大时会带动筒形仓体36一起旋转或者使筒形仓体36具有旋转的趋势时。由于一维移动副机构48的约束,保证筒形仓体36不能旋转。
为了了解各圈旋转刃具50、57和58切削时产生的围绕筒形仓体轴心线的扭矩反作用力状态,在撑杆51和上端机架56上均布设置若干个应变传感器49。并令应变传感器49、各圈旋转刃具50、57和58的驱动电机各自通过接口电路与控制系统的主控计算机信号连接。当各圈旋转刃具50、57和58切削时产生的围绕筒形仓体轴心线的扭矩反作用力为顺时针/逆时针方向且大于设定值时,减小产生顺时针/逆时针方向围绕筒形仓体轴心线的扭矩反作用力的旋转刃具输入功率,实现各圈旋转刃具50、57和58产生围绕筒形仓体轴心线的扭矩反作用力的平衡。
为了避免筒形仓体36的重力不足以克服其与土壤的摩擦力因而不能迅速下滑的现象,在筒形仓体36的内壁均布设置若干个托件79。需要时可以在各托件79上均匀加载重物包括整袋的弃土来帮助筒形仓体36快速下沉。
图11 至13共同给出本发明第九个实施例。
图11至13中,地下降温粮仓41埋置于地表下土壤60中。热管61的热端62与地下降温粮仓41墙壁上的管状孔道63传热连接。热管61为一种铝型材热管,工质采用冰箱空调制冷剂。热管61管壁带有渐开线状翅板64。渐开线状翅板64既与管状孔道63充分贴合,又方便热管61安装取出。在安装和取出热管61时,边逆时针旋转热管即可以方便地边沿热管61的轴心线移动热管61。为了减缓周围土壤60的热传导增加地下降温粮仓41的温度,在地下降温粮仓41的外围也安装了外围热管散热装置65;并且在地下降温粮仓41内也设置了内部热管散热装置66。内部热管散热装置66插入一个盲管67中,盲管67从筒形仓体36的上方嵌入筒形仓体36并与筒形仓体36密封连接。盲管67还从内衬容器68的上方嵌入内衬容器68并与内衬容器68密封连接。需要时盲管67可以用支撑件加固。
在地下降温粮仓41内部设置有内衬容器68,在地下降温粮仓41与内衬容器68之间的夹层空间69设置了负压管道70并与夹层空间负压源71连通。在地下降温粮仓41与筒形地下防湿构筑物负压源72之间设置了真空管道73用于抽真空形成负压。在库存物中间插入若干支中空气流通道管75。中空汽流通道管75长度范围为地下降温粮仓41高度的50%至98%;大致竖直安置;顶端高出库存物上表面。通过中空气流通道管75,库存物中的湿气得以迅速达到地下降温粮仓41顶部并被筒形地下防湿构筑物负压源72吸除。热管61的冷端伸出地面与大气充分接触。
为了方便热管61维修,令筒形仓体36向上延伸至地面。这样还保护热管61不与土壤接触。在地下降温粮仓41的仓肩77上面及外围设置隔热防水层78以阻挡地面的热能进入地下降温粮仓41和雨水携带热能增加地下降温粮仓41周围土壤的温度。阻挡地面的热能夏季可以使位于表面的库存物温度降低3℃;被阻挡雨水携带的热能以平均温度19℃、土壤目标温度3℃和300平方米范围每年进入地下的雨水400立方米计,每年约阻挡的热能达640万大卡。
图14给出本发明第十个实施例。
图14中,一段中空气流通道管75,其表面带有通气不能通过库存物的微孔,微孔如斜线阵列所示。微孔宽度为0.4至2毫米;长度2至30毫米;具体尺寸可根据库存物的颗粒大小选择。中空气流通道管75的高度尺寸范围为地下防湿构筑物高度50%至100%;管径取20至100毫米。中空气流通道管75采用弹簧状形式时可以采用加强筋增加强度;加强筋可以位于所述弹簧管包络线所构成的旋转曲面的轴心线上。中空气流通道管也可以与深入内衬容器的盲管一体设计制造并以盲管作为加强筋。
在筒形仓体部分完工后,可以先制造筒形仓底或者先制造筒形仓肩;在仓底土层足够稳定并且地下水汇聚较慢时,可以直接一次或者分次铺设筒形仓底;当仓底土层不稳定或者地下水汇聚过快时可以采用浇筑模板铺设于仓底;为了回收浇筑模板,可以第一次将筒形仓底的孔径减小至原来的0.6倍左右;然后再缩小孔径至2米左右;需要时,可以在筒形仓底设置若干工艺孔用于抽水或者灌水以保持仓底外侧土壤压力,最后再堵上工艺孔;筒形仓底也可以制成预制件然后吊下至现场实施装配。
不锈钢板内衬容器吊装设备根据内衬容器采用竖条拼接或者横圈拼接分为两种;竖条拼接的竖条包括带U型弹性管道和内凹槽道的钢板或者不锈钢板;横圈拼接的横圈包括经自动氩弧焊机连接成圈的钢板或者不锈钢板;竖条拼接可以采用手持式激光焊接装置,手持式激光焊接装置轻巧、焊接质量好表面不变色不析铬并且焊接尺寸不受限制,但叠焊时钢板的厚度不能太薄。为此,还可以设计双板并排端面的融焊连接。
图15和16给出本发明第十一个实施例。
图15和16中,管板换热器竖条80包括带嵌槽的翅板81和嵌入翅板81嵌槽中的U型管82。相邻两片管板换热器竖条80的边缘相叠,用手持式激光焊接装置实施焊接使之密封连接,重复将多个竖条80贴筒形仓体焊接连接,直至制成一个完整的内衬容器的仓体。每一个带U型管82的管板换热器竖条80都可以是一个独立的换热器件。
嵌槽或者槽道的用处包括可以在安装时保持较小的直径方便进入筒形仓体;在贮存物体时,可以利用库存物的重力使内衬容器的直径稍微增加并与筒形仓体贴合实现低热阻连接。槽道还具有吸收径向尺寸误差的作用以及吸收内衬容器与筒形仓体热膨胀系数不同带来的尺寸变化问题。此外,如果需要吸收垂直方向的尺寸误差和变化,可以通过在内衬容器的顶部制作同心波纹表面来实现。但实际上,不考虑这部分也没有关系。
内衬容器本身也可以通过嵌入的弹性U型管换热。槽道还保留夹层空间的气流通道,使负压源的作用可以深入到夹层空间的各部分。
一个带U型弹性管道和内凹槽道的钢板或者不锈钢板竖条80长度可达10米以上,需要用专用设施将其托起再与卷扬机连接然后再送入筒形仓体中到位。
图17给出本发明第十二个实施例。
图17中,可移动液压竖条竖起装置包括若干个轮状物、机身83、液压推动装置84和可翻转托架85。其工作原理:待装运的竖条放置在液压竖条竖起装置处于水平位置的机身83上并固定。运抵现场后,用液压推动装置84将可翻转托架85翻转处于竖直状态如虚线示;然后用卷扬机牵挂竖条后,松开紧固,液压竖条竖起装置撤出。完成一次竖条的装运和竖起。
图18和19共同给出本发明第十三个实施例。
图18和19中,上下两个横圈90的连接界面上连接界面折弯嵌槽91和下连接界面折弯短板92相互对接实施咬合。通过逐渐下降数字控制卷扬机使上面横圈90的上连接界面折弯嵌槽91下移并使下连接界面折弯短板92伸入上连接界面折弯嵌槽91中如一侧虚线所示,再用咬边器具依托后面筒形仓体36的抵座力对嵌入连接的上连接界面折弯嵌槽91、下连接界面折弯短板92进行压实并顺时针板转至水平状态。然后再用滚焊机的滚轮93对所述咬边实施电阻焊接。还可以将采用咬边器具压实板转和电阻焊机一步完成。所述焊接也可以改为激光焊接。有关的咬边器具、电阻焊机和激光焊接设备可以订购获得。通过焊机增加了筒形仓体36各部件之间的连接强度。
在筒形仓体36的表面设置有磁吸界面软铁板94;在横圈90内表面用磁铁块95与软铁板94磁吸连接。每个磁铁块95的吸力可达6千克。以适当密度均匀布置磁铁块95可以确保横圈90或者说内衬容器处于理想位置。采用可以磁吸的不锈钢板制造横圈90还可以避免减少磁铁块95掉落的现象。
图18和19中,在筒形仓体36的表面还设置有预埋螺丝连接界面96。预埋螺丝连接界面96包括一个端口带凹点的内螺纹深孔。装配非透明的内衬容器时,先用磁铁滑过大致的螺丝连接界面区域,探出螺丝连接界面后用橡胶锤击即可在内衬容器表面形成锤击凹点定位,对准锤击凹点钻入自攻螺钉即可实现内衬容器部件包括横圈90与筒形仓体36的螺钉连接。还可以在自攻螺钉与内衬容器68接触部位设置一个大垫圈来保护内衬容器68的钻孔不致于扩大,还可以在自攻螺钉与内衬容器68接触部位凃设粘结密封材料确保内衬容器的封闭性。
图18和19实施例横圈90之间的咬边结构可以实现内衬容器的直径最大化。
图18和19实施例也可用于两个竖条的咬合。但对于竖条,还可以直接加工出如图19的两个连接界面咬边形状,在现场装配后直接焊接。
图20给出本发明第十四个实施例。
图20中,地下降温粮仓41的筒形仓体36已经建造成功。利用实施例1中所述钢轨31上安装的吊塔组吊塔32、及与刚性驳接体34连接的若干个均布的数字控制卷扬机35吊装运送内衬容器68的部件包括底板、横圈90、顶板和盖子。
内衬容器68的不锈钢板底板、横圈90和顶板可以在车间切割落料后运至现场,在现场用自动氩弧焊机连接成形并用折边机折出底板和顶板的连接翻边即折边直板再制作与横圈90的咬边连接界面,横圈90也要加工出咬边连接界面。折边直板长度90至200毫米范围只要方便后续作业即可。咬边连接界面的内容参照上面的实施例。横圈90采用宽度1.5米、厚度0.25的带磁性不锈钢卷板制作。
先用水管和水泵连接筒形仓体36底部导水沟97,用于可能需要的排水作业。并在筒形仓体36墙壁上的纵向槽道98内嵌入换热管道。
用数字控制卷扬机35吊装底板到位,吊装横圈90使之与下面的部件对接;再用咬边器具依托后面筒形仓体36的抵座力对嵌入连接的两连接界面进行压实并顺时针板转至水平状态。然后再用滚焊机对所述咬边实施电阻焊接。这部分内容参照上面实施例。依次继续叠加横圈直至所有横圈焊接完毕,再连接内衬容器的顶板直至完成;然后再建造安装钢筋混凝土筒形仓肩至完工。
采用横圈连接制造内衬容器,同样的不锈钢卷板焊缝数量只有竖条连接的三分之一;横圈90各部分的厚度一致。但横圈90不易加工连接换热管道的竖直槽道,因此在混凝土筒形仓体36墙壁上制作纵向槽道。
采用数字控制卷扬机吊装横圈等,装配时能得手应心包括能够避免不锈钢薄板内衬容器过冲碰撞;还可以一次运送到位。
图21和22共同给出本发明第十五个实施例。
图21和22中,设置若干个正面为光伏电池板101、背板为平板散热器102的发电散热一体装置103,通过一个转动副与基础连接;光伏电池板101与输电线缆连接;平板散热器102通过管路与循环泵和设置于地下降温混凝土构筑物内外的管板换热器104水路连接。所述水路中含有抗冻热媒。发电散热一体装置103具有两种状态:白天光伏电池板101向上的发电状态和夜间平板散热器102向上的散热状态。平板散热器可以采用现有的管板结构包括弹性管道平板太阳能集热器技术制作,要求膜层的发射率尽可能高包括采用黑板漆制作膜层。
图21和22实施例白天发电并且对地下降温粮仓41遮光80%以上;夜间将地下降温混凝土构筑物41内的热能散发到环境。
图21和22实施例设置于地下降温粮仓41中的管板换热器104与库存物输送装置105的连接界面一体化设计制造,包括在管板换热器104上设置两条滑槽,并在库存物输送装置105的底端两侧各设置两个与所述滑槽配合滑动连接的滑块。这样,库存物输送装置105进入地下降温粮仓41时,其底端的滑块与所述滑槽配合,就可以使滑槽约束库存物输送装置105的状态并承担其部分重量,使得其进出地下降温粮仓41变得十分方便。
图23给出本发明第十六个实施例。
图23中,浇筑模板、混凝土泵送装置、弃土提升装置、弃土输送带、设置于撑杆和上端机架上的各应变传感器、贴置于数字控制卷扬机受力敏感部位的各应变片,以及外圈旋转刃具、中圈旋转刃具、中心旋转刃具和数字控制卷扬机的驱动电机各自通过自己的接口电路120、121、122……180与地下防湿构筑物现场建造专用设备筒仓机控制系统主控计算机的主控电路181信号连接,并且外圈旋转刃具、中圈旋转刃具、中心旋转刃具和数字控制卷扬机的驱动电机作为主控计算机的执行部件。通过主控计算机的控制,可以使浇筑模板、混凝土泵送装置、弃土提升装置、弃土输送带,以及外圈旋转刃具、中圈旋转刃具、中心旋转刃具和数字控制卷扬机的状态根据主控计算机的状态变化而变化。

Claims (2)

1.最小扭矩反作用力筒仓机,包括地面基础构架、地下钻挖设备、筒形仓体制作设施和控制系统;地面基础构架包括钢轨基础和设置于钢轨基础上的吊塔构架;筒形仓体制作设施包括钢芯网架制作设施、可移动筒形仓体混凝土浇筑模板和混凝土浇筑设备;地下钻挖设备包括若干圈旋转刃具挖土设施和弃土输送设施,其特征是含有一个与吊塔构架连接的高置刚性驳接体,在刚性驳接体下侧均布有若干个连接在建筒形仓体钢芯网架的数字控制卷扬机和若干个连接可移动筒形仓体混凝土浇筑模板的卷扬机;数字控制卷扬机各自含有负荷传感器,负荷传感器包括贴置于数字控制卷扬机受力敏感部位的一个以上应变片;各数字控制卷扬机的负荷传感器和驱动电机通过接口电路与控制系统的主控计算机信号连接并且所述驱动电机作为主控计算机的执行部件;各圈旋转刃具旋转方向不一致。
2.按照权利要求1所述的筒仓机,其特征是在撑杆和上端机架上含有均布设置的若干个应变传感器;应变传感器、各圈旋转刃具的驱动电机各自通过接口电路与控制系统的主控计算机信号连接。
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