CN117781159B - 一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑构件领域，尤其涉及一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构及其连接方法，其包括储罐，所述储罐具有储罐内壁，所述储罐内壁所在一侧设置有多个绝热模块和与任意所述绝热模块对应的安装件，所述安装件连接所述储罐内壁且所述安装件用于定位并安装所述绝热模块，所述绝热模块通过填充层连接所述储罐内壁；所述安装件包括：底座和连接部。其中，底座固定设置于储罐内壁；连接部通过紧固件与所述底座连接，且所述连接部具有供外部零件连接的接口结构，所述紧固件根据与所述连接部配合的紧密程度的不同具有紧固工位和活动工位，所述接口结构于活动工位中至少具有四个空间自由度，并于紧固工位被完全约束。

Description

一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构及其连接方法

技术领域

本发明涉及建筑构件领域，尤其涉及一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构及其连接方法。

背景技术

混凝土储罐是一种用于储存低温液态压缩气体的储存装置，因其内部的低温液态压缩气体需要维持很低的温度，所以混凝土储罐的内壁上需要安装能起到绝热功能的绝热模块。

用于安装绝热模块的安装件需采用预埋或者焊接的方式与储罐的内壁固定。但因制作工艺的限制，混凝土储罐的内壁难以做到光滑平整，因此安装件的指向无法通过安装件自身的底面或者壁面等基准面进行定位。其安装精度完全依赖底座的焊接或预埋精度，容易存在多个安装件的指向参差不齐，从而导致无法插入绝热模块的预留孔中的问题。

中国专利CN202311178101.3提供了一种低温储罐中利用安装件安装绝缘模块的安装工艺，但该篇文献中记载的安装件需要根据储罐和绝热模块的大小去定制定位件上的折角大小，故该安装件难以适用于任意规格的储罐和绝热模块的安装，存在通用性不足的问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构及其连接方法，以解决现有技术中安装件定位精度低的问题。

本发明的技术方案是：一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构，包括储罐，所述储罐具有储罐内壁，所述储罐内壁所在一侧设置有多个绝热模块和任意所述绝热模块对应的安装件，所述安装件连接所述储罐内壁且所述安装件用于定位并安装所述绝热模块，所述绝热模块通过填充层连接所述储罐内壁；其中，所述安装件包括：

底座，固定设置于储罐内壁；

连接部，通过紧固件与所述底座连接，且所述连接部具有供外部零件连接的接口结构，所述紧固件根据与所述连接部配合的紧密程度的不同具有紧固工位和活动工位，所述接口结构于活动工位中至少具有四个空间自由度，并于紧固工位被完全约束。

优选的，所述底座的一端面被设置为安装面，与所述安装面相邻或相对的面被构造为埋设面；所述安装面具有与连接部和紧固件连接的被连接部，所述埋设面与储罐内壁固定；

所述连接部包括位移调整机构和角度调整机构，所述位移调整机构通过紧固件与所述被连接部配合，并带动所述角度调整机构于水平面移动，所述接口结构设置于角度调整机构上。

优选的，所述位移调整机构被构造为铰链，所述铰链靠近一端的位置开设有固定安装孔，并沿铰链长度方向靠近另一端的位置开设有活动安装孔，所述活动安装孔设置为腰型孔，所述紧固件贯穿活动安装孔使其与所述安装面上的所述被连接部配合，所述角度调整机构设置于固定安装孔中，且所述角度调整机构与固定安装孔的直径适配。

优选的，所述角度调整机构包括球形螺母以及螺母固定件；所述接口结构沿球形螺母的径向开设于球形螺母上；所述螺母固定件具有供所述球形螺母容纳的腔室，以及供所述接口结构连通外界的开口，且所述螺母固定件与所述固定安装孔配合，从而将球形螺母与铰链连接。

优选的，所述被连接部、所述铰链、所述紧固件均设置为一对。

优选的，所述螺母固定件包括可拆卸固定的底部托台和顶部盖帽，所述底部托台与所述顶部盖帽沿轴线截面的外轮廓均设置为T型结构，所述底部托台或所述顶部盖帽贯穿固定安装孔并相互连接后形成工字形结构，从而与铰链连接。

优选的，所述顶部盖帽同轴开设有通孔，所述通孔连通顶部盖帽的开口，且所述通孔设置为台阶结构，所述台阶结构与球形螺母的一个半球面相抵；所述底部托台沿轴向向上延伸有凸台，所述凸台顶端与球形螺母的另一个半球面相抵。

优选的，所述凸台的外缘面设置有外螺纹，所述台阶结构对应的曲面设置有内螺纹，所述凸台与所述台阶结构通过螺纹可拆卸连接。

一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构的连接方法，包括如下步骤：

步骤一、将所述底座与所述储罐内壁固定；

步骤二、将所述球形螺母放置于所述顶部盖帽的台阶结构中，并保证所述球形螺母的接口结构的开口处朝向螺母固定件的外部设置；并且，使所述顶部盖帽或所述底部托台贯穿所述固定安装孔，使其与铰链连接，随后将所述底部托台与所述顶部盖帽螺纹配合，完成角度调整机构的装配；

步骤三、调整所述铰链的位置，并将紧固件贯穿活动安装孔后与所述底座上的被连接部连接进入活动工位；

步骤四、将所述绝热模块上预留孔与安装件对准并将绝热模块放置于储罐内壁上；

步骤五、调整所述接口结构的位置和方向使其与绝热模块上预留孔轴线的偏差处于预设范围之内；

步骤六、使用连接螺栓贯穿盖板和安装孔并与接口结构螺纹连接，随后将连接螺栓旋紧，并在旋紧连接螺栓的同时，将所述连接螺栓的位置和指向调整至正确的范围；

步骤七、在所述连接螺栓旋紧后，所述铰链和球形螺母在连接螺栓的拉力下分别与紧固件和顶部盖帽紧密贴合，上述各零件依靠摩擦力进入紧固工位，完成绝热模块与混凝土储罐的安装。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明提供的安装件具有底座和底座上可活动设置的连接部，连接部上具有与外部连接螺栓配合的接口结构，且该接口结构可在一定范围内平行于底座移动并朝任意方向设置，使得外部连接螺栓与接口的配合不受底座安装精度的影响，大幅降低了安装难度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述绝热模块与混凝土储罐连接方式示意图；

图2为本发明所述绝热模块与混凝土储罐连接方式示意图；

图3为本发明所述绝热模块与混凝土储罐连接方式示意图；

图4为本发明所述安装件结构图；

图5为本发明所述安装件爆炸图；

图6为本发明所述角度调整机构剖视图。

其中：11、储罐内壁；12、绝热模块；13、盖板；14、连接螺栓；15、预留孔；2、安装件；3、底座；4、铰链；41、固定安装孔；42、活动安装孔；5、角度调整机构；51、顶部盖帽；52、底部托台；53、球形螺母；6、接口结构；7、紧固件；8、被连接部。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，本文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

为了更好的理解本发明，此处将对混凝土储罐和绝热模块12的大致构造以及现有技术中的连接方式进行简单说明。混凝土储罐内存放有低温的液态氢气，因此，需要在混凝土储罐内壁11安装绝热模块12以维持内部的低温环境。因为混凝土储罐内壁11是一个弧面，且受到制作工艺的影响，存在一些凹凸不平的部分，传统的预埋式螺栓连接装置应用在这样的储罐内壁11时具有过高的安装精度的要求，即需要在焊接或预埋的同时保证多个连接位置的螺栓的轴线与绝热模块12上预留孔15的轴线重合。又因为预埋和焊接均不属于精密加工，故难以对螺栓实现准确的定位，容易存在多个预埋式螺栓轴线与绝热模块12上预留孔15的轴线不重合，导致绝热模块12无法插入或者后续螺母无法安装的问题。

如图1、图2和图3所示，本发明提供一种绝热模块12与混凝土储罐的连接结构，用于将绝热模块12安装于混凝土储罐的内壁。储罐具有内壁，储罐内壁11所在一侧设置有多个绝热模块12，任意绝热模块12均通过多个安装件2实现绝热模块12与储罐内壁11的安装，且绝热模块12通过填充层连接所述储罐内壁11。

如图4和图5所示，安装件2包括固定设置于储罐内壁11的底座3，底座3上通过紧固件7连接有连接部，连接部具有供外部零件连接的接口结构6，该接口结构6可与安装螺栓可拆卸连接。并且，根据紧固件7与连接部配合的紧密程度，使得本发明具有紧固工位和活动工位。其中，接口结构6在活动工位时至少具有四个空间自由度，即接口结构6至少可沿水平面平移，以及围绕水平轴线摆动。接口结构6在紧固工位时则被完全约束，起到把外部零件与底座3固定的作用。在本实施例中，紧固件7设置为紧固螺栓，被连接部8设置为紧固螺孔。

具体的，如图5所示，底座3的上端面被设置为安装面，安装面具有与连接部和紧固件7连接的被连接部8。本实施例中，与安装面相邻的曲面以及相对的另一端面被构造为埋设面，埋设面埋设或焊接于储罐内壁11中。

连接部包括位移调整机构和角度调整机构5，其中，位移调整机构通过紧固件7与底座3安装面上的被连接部8配合，并带动角度调整机构5于水平面上移动，接口结构6设置于角度调整机构5上，并在角度调整机构5的作用下使得接口结构6能够朝向各个方向转动，由此实现本发明接口结构6与安装螺栓的多角度适配。

进一步的，位移调整机构被构造为铰链4，如图5所示，铰链4设置为长条型结构，且两端具有圆角。并且铰链4上靠近两端的位置设置有两个形状不同的孔状结构，位于其中一端的被设置为固定安装孔41，位于另一个端的被设置为活动安装孔42。其中，固定安装孔41设置为圆孔，且具有与角度调整机构的连接处适配的直径。活动安装孔42设置为腰型孔，紧固件7与活动安装孔42配合。在活动工位时，腰型孔允许铰链4与紧固件7发生相对移动，使得接口结构6可进行水平面的移动。此外，本实施例中，铰链4、紧固件7以及被底座3上的被连接部8均设置为两个，其中，两个铰链4的固定安装孔41层叠设置并将角度调整机构5套设其中，被连接部8于底座3上沿180°分布。

参考图6，角度调整机构5包括球形螺母53和螺母固定件，前文所述的接口结构6沿球形螺母53的径向开设于球形螺母53上的螺纹孔。螺母固定件具有供球形螺母53容纳的腔室，并可使球形螺母53于腔室内向任意方向旋转。同时，螺母固定件还设置有供接口结构6连通外界的开口，球形螺母53可通过自身旋转调整接口结构6的朝向。螺母固定件的外壁与固定安装孔41配合，从而将球形螺母53与铰链4连接。

参考图6，螺母固定件包括可拆卸固定的底部托台52和顶部盖帽51，底部托台52与顶部盖帽51沿轴线截面的外轮廓均设置为T型结构，并且，底部托台52或顶部盖帽51贯穿固定安装孔41并相互连接后形成工字型结构，从而实现与铰链4的连接。

具体的，顶部盖帽51中同轴开设有通孔，通孔与顶部盖帽51的开口连通，且通孔设置为台阶结构，台阶面与球形螺母53的一个半球面相抵。底部托台52沿轴向向上延伸有凸台，凸台顶端与球形螺母53的另一个半球面相抵。且凸台的外缘面与通孔台阶结构的曲面上分别对应设置为外螺纹和内螺纹，使得顶部盖帽51与底部托台52实现螺纹连接。

绝热模块12与混凝土储罐的连接过程包括如下步骤：

步骤一、参考绝热模块12预留孔15的分布，将底座3与储罐内壁11固定通过预埋或者焊接的方式固定；在此步骤中，仅需保证多个安装件2中的连接部可以进入绝热模块12预留孔15中即可。

步骤二、将所述球形螺母53放置于顶部盖帽51的台阶结构中，并保证球形螺母53的螺纹孔朝向螺母固定件的外部；并且，使顶部盖帽51或底部托台52贯穿固定安装孔41，使其与铰链4连接，随后将底部托台52与顶部盖帽51螺纹配合，完成角度调整机构5的装配。

步骤三、调整铰链4的位置，并将紧固件7贯穿活动安装孔42后与底座3上的被连接部8连接，但需保证铰链4的两端面不同时与底座3和紧固件7紧密相抵，使得铰链4可在一定范围内活动，即对应活动工位。

步骤四，将绝热模块12上预留孔15与安装件2对准并将绝热模块12放置于储罐内壁11上，如该绝热模块12安装于储罐内壁11的上部，则需通过人工或者其他辅助的支撑结构暂时避免绝热模块12在安装完成前掉落。

步骤五、调整接口结构6的位置和方向使其与绝热模块12上预留孔15轴线大致重合，便于连接螺栓14与接口结构6螺纹配合。

步骤六、使用连接螺栓14贯穿盖板13和安装孔并与接口结构6螺纹连接，随后连接螺栓14旋紧，在旋紧连接螺栓14的过程中，因为球形螺母53处于活动工位，所以连接螺栓14可以在人工操作下进入正确的位置和指向。

步骤七、在连接螺栓14旋紧后，铰链4和球形螺母53在连接螺栓14的拉力下分别与紧固件7和顶部盖帽51紧密贴合，依靠各零件之间的摩擦力进入紧固工位，完成绝热模块12与混凝土储罐的安装。

在本说明书的参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一种实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构，其特征在于，包括储罐，所述储罐具有储罐内壁，所述储罐内壁所在一侧设置有多个绝热模块和与任意所述绝热模块对应的安装件，所述安装件连接所述储罐内壁且所述安装件用于定位并安装所述绝热模块，所述绝热模块通过填充层连接所述储罐内壁；其中，所述安装件包括：

底座，固定设置于储罐内壁；

连接部，通过紧固件与所述底座连接，且所述连接部具有供外部零件连接的接口结构，所述紧固件根据与所述连接部配合的紧密程度的不同具有紧固工位和活动工位，所述接口结构于活动工位中至少具有四个空间自由度，并于紧固工位被完全约束；

所述底座的一端面被设置为安装面，与所述安装面相邻或相对的面被构造为埋设面；所述安装面具有与连接部和紧固件连接的被连接部，所述埋设面与储罐内壁固定；

所述连接部包括位移调整机构和角度调整机构，所述位移调整机构通过紧固件与所述被连接部配合，并带动所述角度调整机构于水平面移动，所述接口结构设置于角度调整机构上；

所述位移调整机构被构造为铰链，所述铰链靠近一端的位置开设有固定安装孔，并沿铰链长度方向靠近另一端的位置开设有活动安装孔，所述活动安装孔设置为腰型孔，所述紧固件贯穿活动安装孔使其与所述安装面上的所述被连接部配合，所述角度调整机构设置于固定安装孔中，且所述角度调整机构与固定安装孔的直径适配；

所述角度调整机构包括球形螺母以及螺母固定件；所述接口结构沿球形螺母的径向开设于球形螺母上；所述螺母固定件具有供所述球形螺母容纳的腔室，以及供所述接口结构连通外界的开口，且所述螺母固定件与所述固定安装孔配合，从而将球形螺母与铰链连接；

所述被连接部、所述铰链、所述紧固件均设置为一对。

2.根据权利要求1所述的一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构，其特征在于，所述螺母固定件包括可拆卸固定的底部托台和顶部盖帽，所述底部托台与所述顶部盖帽沿轴线截面的外轮廓均设置为T型结构，所述底部托台或所述顶部盖帽贯穿固定安装孔并相互连接后形成工字形结构，从而与铰链连接。

3.根据权利要求2所述的一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构，其特征在于，所述顶部盖帽同轴开设有通孔，所述通孔连通顶部盖帽的开口，且所述通孔设置为台阶结构，所述台阶结构与球形螺母的一个半球面相抵；所述底部托台沿轴向向上延伸有凸台，所述凸台顶端与球形螺母的另一个半球面相抵。

4.根据权利要求3所述的一种绝热模块与混凝土储罐的连接结构，其特征在于，所述凸台的外缘面设置有外螺纹，所述台阶结构对应的曲面设置有内螺纹，所述凸台与所述台阶结构通过螺纹可拆卸连接。

5.一种如权利要求4所述的绝热模块与混凝土储罐的连接结构的连接方法，包括如下步骤：

步骤一、将所述底座与所述储罐内壁固定；

步骤二、将所述球形螺母放置于所述顶部盖帽的台阶结构中，并保证所述球形螺母的接口结构的开口处朝向螺母固定件的外部设置；并且，使所述顶部盖帽或所述底部托台贯穿所述固定安装孔，使其与铰链连接，随后将所述底部托台与所述顶部盖帽螺纹配合，完成角度调整机构的装配；

步骤三、调整所述铰链的位置，并将紧固件贯穿活动安装孔后与所述底座上的被连接部连接进入活动工位；

步骤四、将所述绝热模块上预留孔与安装件对准并将绝热模块放置于储罐内壁上；

步骤五、调整所述接口结构的位置和方向使其与绝热模块上预留孔轴线的偏差处于预设范围之内；

步骤六、使用连接螺栓贯穿盖板和安装孔并与接口结构螺纹连接，随后将连接螺栓旋紧，并在旋紧连接螺栓的同时，将所述连接螺栓的位置和指向调整至正确的范围；

步骤七、在所述连接螺栓旋紧后，所述铰链和球形螺母在连接螺栓的拉力下分别与紧固件和顶部盖帽紧密贴合，上述各零件依靠摩擦力进入紧固工位，完成绝热模块与混凝土储罐的安装。