NO153049B - Fremgangsmaate og reaktor for ammoniakk-syntese - Google Patents

Description

Bøyelig plate-element.

I visse av teknikkens områder er det ofte onskelig at man,

for å unngå permanente deformasjoner under arbeidets forlop, kan gjore bruk av vegger som er myke eller elastisk deformerbare, spesielt under innvirkning av påkjenninger som skyldes termiske utvidelser eller sammentrekninger; slike vegger kan f.eks. være dannet ved at man stiller sammen og forener plater eller tavler som er dannet av flåte-stykke-elementer eller generelt ut fra et metallblikk som har kommer-sielt brukbart format. Disse veggelementer kan på i og for seg kjent vis være utstyrt med tallrike foldninger, ribber eller bolgninger, som ofte har en sylindrisk, prismatisk eller mere generelt polyhedral form,

og omfatter minst to serier eller familier av bolgninger, som har retninger som hinannen skjærende generatriser, hvor bolgningene i én og

samme familie fortrinnsvis er innbyrdes parallelle og forloper vinkelrett på b51gningene i den annen familie.

Det kan være hensiktsmessig å anvende veggelementer av denne type i konstruksjoner som har store dimensjoner, f.eks. i slike som har en metallkappe hvis arbeidstemperatur er betydelig forskjellig fra omgivelsenes temperatur, dvs. lavere eller hoyere enn denne. Slike konstruksjoner kan f.eks. utgjore lager- og transportbeholdere for til væske kondenserte gasser, danne varmeutvekslere, hus for kjemiské reaktorer eller kjernereaktorer, og lignende. Veggens bolgninger vil, foruten å gi veggen en viss oket stivhet i en retning praktisk talt vinkelrett på samme, lette kappens suksessive utvidelser og sammen - trekninger, iallfall i de bSlgningspartier som befinner seg mellom to suksessive kryssinger, i lopet av de etter hinannen folgende arbeids-perioder, og danner på denne måte en slags ekspansjonsskjote. For dette formål blir slike vegger spesielt fremstilt av metallblikk som er tilstrekkelig tynne til å gi en viss mykhet og fleksibilitet.

I de systemer eller konfigurasjoner som har to, innbyrdes ortogonale bolgninger, dannes den elementære konfigurasjon av minst to hinannen skjærende bolgninger, som forlOper vinkelrett på hinannen.

En slik utfSrelsesform har vanligvis den ulempe at forbindel-ses- eller forenhgssonen hos de to bolgninger i disses kryssings- eller skjæringsområde ikke er i stand til på en og samme tid å folge for-skyvningene i de to på hinannen vinkelrette retninger uten å medfore en permanent deformering av metallet i skjæringssonen; denne sone blir derfor et sted hvor påkjenningene konsentreres og hvor det eventuelt kan opptre brudd på grunn av metallets forlengelser eller sammentrek-kinger.'

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er således å minske eller oppheve de ovennevnte ulemper, og dette oppnås ved at det i et slikt plateelement anbringes innpressede partier på tvers av b61ge-kammen i kryssingspunktet mellom kontinuerlige bSlger og diskontinuerlige bSlger på en slik måte at platen kan utvide seg også i retning parallelt med de kontinuerlige bolger.

Foreliggende oppfinnelse består således i et plateelement fremstilt ut fra et materialark som f.eks. metallblikk, beregnet på fremstilling av myke eller elastisk deformer~bare vegger av den type som er utformet med to kryssende serier av parallelle belger hvor bOlgene innen hver serie står i en viss avstand fra hverandre og vender ut mot samme plateside, idet platepartiene mellom belgene er rektangulære, og hvor bftlgene i en av de ovennevnte serier forldper kontinuerlig i lengderetning, mens bolgene i den annen serie er diskontinuerlige og utgjores av enkelte stykker som ligger på linje med hverandre og er oppdelt av de nevnte kontinuerlige bolger i forste bolgeserie, og hvor hoyden av de diskontinuerlige bolger er mindre enn hoyden av de kontinuerlige bolger, idet den kontinuerlig bolge ved hvert kryssingspunkt mellom to bolger har to innpressede partier på tvers av bolgekammen3 på hver side av, samt fortrinnsvis tett inntil det nevnte kryssingspunkt, hvilke innpressede partier har mindre dybde enn hoyden for den tilsvarende bolge, og fortrinnsvis har form som et konkavt dieder med dieder-kanten på tvers av den kontinuerlige bolge, dvs. parallelt med den diskontinuerlige bolge, og den er karakterisert ved at hver diskontinuerlige bolge har omtrentlig rett vinkel mellom de to diederflater som utgjor bolgen, og i det minste med bolgekammen loper så langt inn i sideflatene som utgjor den motende kontinuerlige bolge at sideflatene i mellompartiet i den kontinuerlige bolge, hvilket mellomparti ligger mellom de to innpressede partier og danner en fremstikkende topp ved bolgens kryssingspunkt, er vesentlig vinkelrette på platens hovedplan, idet avstanden mellom kryssingspunktet for sideflaten med bolgekammen i den diskontinuerlige bolge og bSlgekammens kryssingspunkt med en tenkt fortsettelse av grunnlinjen for den kontinuerlige bolge er lik summen av avstanden, som er halvparten av lengden av toppflaten mellom de to innpresningspartier, og hoyden langs sideflaten i mellompartiet i den kontinuerlige bolge, og idet avstanden er minst like stor som forskjellen i hoyde mellom den kontinuerlige og den diskontinuerlige bolge.

Elementer iffilge oppfinnelsen er spesielt i form .av tavler eller lignende, særlig egnet ved konstruksjon av vegger for rom som f .-eks. beholdere, reservoarer, sisterner, hus, varmevekslere, eller lignende. Spesielt er den egnet for fremstilling av reservoarer av stor kåpasitet^vikal anvendes for transport resp. lagring av gasser som er gjort flytende ved meget lav temperatur og har et meget lavt kokepunkt, f.eks. metan.

Det er kjent at transport eller lagring av kondenserte gasser av meget- lav temperatur kan foregå i såkalte "hele" beholdere (cuves dites "integrées) , ihvilke den kolde væske befinner seg inne i et rom som er avgrenset av en myk eller fleksibel vegg, som stotter seg mot en motstandsdyktig eller stiv stottedel. Beholdere som er konstruert etter det samme prinsipp kan nyttes for å oppnå den nod-vendige tetthetsgrad ved hoyere temperaturer <p>g trykk hos sikjrings-beholdere eller -kapper i kjernereaksjonsanlegg.

Ved bruk av den foreliggende oppfinnelse er det mulig å frem-stille en tett og boyelig beholdervegg av tynt blikk, som har tilfreds-stillende egenskaper med hensyn til motstand mot korrosjon, mekanisk styrke ved ekstreme brukstemperaturer, osv. De anvendte materialer er som regel av metallisk art, og kan bestå av aluminium, lette lege-ringer, rustfritt stål og lignende.

For slike anvendelser er det av den storste betydning at beholderveggen er.myk, slik at den kan oppta, kompensere eller nøy-tralisere de opptredende termiske utvidelser resp. sammentrekninger som opptrer, og dette for det ene uten variering av beholderens geo-, metriske dimensjoner, eller med dimensjonelle variasjoner som felger en valgt lov, og for det annet uten at det opptrer store spenninger i det benyttede metall.

Oppfinnelsen belyses nærmere ved den fSlgende beskrivelse i

forbindelse med tegningene.

På tegningene viser, skjematisk, og bare som eksempel:

Fig. 1 en utforelsesform, sett ovenfra i perspektiv, av et

veggelement i henhold til oppfinnelsen;

fig. 2 er, i storre målestokk, et lignende,riss som viser

enkeltheter hos skjæringssonen mellom to kryssende bolgninger;

fig. 3 viser et snitt etter linjen III-III i fig. 2;

fig. 4 viser et snitt etter linjen IV-IV i fig. 2, og fig. 5 viser det i fig. 2 angitte veggelement sett fra dets

underside.

Ifolge det i fig. 1 viste eksempel, er et mykt veggelement 1, som er beregnet for konstruksjon av en beholder eller lignende, blitt fremstilt av et, fortrinnsvis tynt, metallblikk 2, som fra begynnelsen av, dvs. for det gis dets endelige form, fortrinnsvis, men ikke nodvendigvis, består av et praktisk talt plant og f.eks. rektangulært stykke. For å gi denne blikktavle onsket boyelighet, smidighet og elastisk deformerbarhet anordner man i tavlen et system eller gitter av geometriske enkeltheter, fortrinnsvis i form av bolgninger, foldninger, ribber eller lignende, som med fordel er fordelt i minst tre serier eller familier av bolger hvis mone- eller topparti forloper praktisk talt rettlinjet, og som hver enkelt skaffer den onskede elastisitet vinkelrett på deres lengdeforlop.

Disse tre serier av bolgninger omfatter:

- for det ene en fOrste rekke av såkalte "kontinuerlige" bolger 3> som fortrinnsvis er innbyrdes parallelle, og hvor avstanden mellom bolgenes mone, -eller toppartier er ens eller kan varieres, og som strekker seg enten parallelt, eller ikke parallelt, med en av blikkets 1 sidekanter; - for det annet en annen serie av innbyrdes parallelle, såkalte "diskontinuerlige" bolger 4> som strekker seg mellom den forste series bolger, og fortrinnsvis er orientert praktisk talt vinkelrett på den forste bolgeserie; avstanden mellom bolgene i denne annen serie kan også være konstant eller -være variert; - og endelig, for å skaffe elastisitet i lengderetningen av den forstnevnte serie av bolger 3? en tredje rekke av innbyrdes praktisk talt parallelle-, såkalt "diskontinuerlige" bolger eller bolgninger 5> som f.eks. har form av nedtrykkdede partier eller hulrom, hvis dybde med fordel er mindre enn hos bolgningene i den forste serie, og som er anordnet parvis i toppartiene av bolgene i den forste rekke og i en retning vinkelrett på disse sistnevnte bolger, slik at på en måte omrammer bolgningene i den annen serie 4* Dybden av bolgningene 5 kan f.eks. være lik 1/3 av hSyden av bolgningene 3•

De ovennevnte bolger eller bolgninger har fortrinnsvis en stort sett sylindrisk eller prismatisk form, som fortrinnsvis er dihe-dral, slik som i det viste utfSrelseseksempel. For å unngå eller minske konsentreringer av påkjenningene er det fordelaktig at skarpe toppartier eller vinkelsammenstotssteder erstattes med tilsvarende partier som er avrundet med en liten krumningsradius, for å unngå lokale herdningsforeteelser i metallet.

De foran nevnte bQlger kan være anbrakt på den ene side av utgangsblikkets plan, som i det viste eksempel, eller alternativt på begge sider av blikket. Dette system eller gitter av bolger avgrenser en slags firkanter i tavlen 1 og deler derved denne opp i praktisk talt rektangulære overflatepartier eller -elementer 6, som \er avgrenset ved de to fSrstnevnte, såkalte "hovedserier" 3 resp. 4 av bolger. Denne konfigurasjon, som har atskilte, praktisk talt plane områder, gj6r det lett å anbringe og å feste veggelementet på en stiv bæredel, som kan, være utfSrt av isolerende materiale eller kan bestå av en. metallv-egg, som er utstyrt med ekspansjonsskjoter, eller lignende.

Figur 2 viser detaljer av en kryssingssone mellom bolger av den foran nevnte forste serie 3 resp. annen "serie 4> for det tilfelle at disse belger rager ut fra en og samme side av blikket 2. Det sees at de kontinuerlige bolgene 3 har storre hoyde enn de diskontinuerlige bolgene 4> s°m partielt trenger gjennom flankene eller sideveggene av belgene 3.» etter en konfigurasjon, som er skjematisk vist i fig. 3 og 4. Til forskjell fra fig. 2, som viser hva man kon-vensjonelt kunne kalle "retten" eller forsiden av blikket 2, viser fig. 5 det samme blikk sett fra den motsatte side, og det sees at hver såkalt "diskontinuerlig" bolgning 4 er praktisk talt avbrutt på det sted hvor den mOter en kontinuerlig beige 3, slik at det oppstår en slags f elles inn- eller gjennomtrengning mellom bolgene 3 og 4, der hvor disse krysser hinannen., Inntrengningen av hvert bolgeparti 4 i flanken av en beige 3 viser seg som en partiell Innpressing I sist-nevntes flanke, slik at det parti 7 av den kontinuerlige beige 3 som går over beigen 4 på en brolignende måte er litt mindre i tverretnin-gen, eller forminsker bredden, og kan bevirke dannelse av en tilsvarende avplatting 8 av toppartiet. Denne avplatting viser seg i det foreliggende tilfelle som en plan, firkantet flate, som eir parallell

■ed blikkets basisplan. ForBvrig vil forbindelsesstedet mellom dé to belger 3 og 4 generelt oppvise et topparti som er stort sett plant og

er kvadratisk eller rektangulært, som i det viste utforelseseksempel, .' eller eventuelt har form som en hvelvet kalott, som fortrinnsvis er forbundet med bolgene ved hjelp av geometrisk utfoldbare flatepartier.

Det bemerkes at hver kryssingssone (se fig. 2) har to sym-metriplan som er innbyrdes praktisk talt ortogonale, og som begge står vinkelrett på blikkets 2 opprinnelige grunnplan, og at disse to plan par les droites ideelt representerer toppene av bolgene 3 °S 4»

Teoretisk velges blikkets tykkelse, dybden av og avstanden mellom samt retningene av bolgene ut fra bedommelse -av de forskjellige., under tiden innbyrdes motstridende, egenskaper som man onsker å oppnå hos anordningen, f.eks. mykhet, mekanisk motstandsevne mot trykk, den letthet hvormed anordningen kan festes på en bæredel, den letthet hvormed anordningen kan renses osv.

Det må imidlertid erindres, at enhver påkjenning eller forskyvning i en retning vinkelrett på bolgene i den forste serie vil medfore en påkjenning eller forskyvning i samme retning hos bolgene i den annen og tredje serie, som er geometrisk forbundet med den forste series system ved inn- eller utragen diedere, eller omvendt.

Folgen er at når den forste serie av bolgninger er blitt geometrisk bestemt ved parametere hvis verdi er fiksert i avhengighet av de forskjellige kritiske trekk, som er nevnt i det foranstående, kan parameterne for den annen og tredje serie av bolgninger bare bestemmes under hensyntagen til de forbindelser og geometriske forhold som eksisterer mellom bolgningene; hvis dette ikke er tilfellet vil det i metallet opptre sterke påkjenninger som bevirker, ikke slik elastisk deformering som skaffes ved den geometriske konfigurasjon av det valgte bolgesystem, men elastisk deformasjon,som skyldes mekaniske egenskaper hos metallet som sådant, dvs. påkjenninger, som ikke ten-derer til modifikasjon av bolgesystemets geometri, men til elastisk eller plastisk deformering av metallet.

Ut fra slike overveielser kan man bestemme de geometriske parametere for det annet og tredje bolgesystem, i avhengighet av det forste bolgesystems parametre og de virtuelle eller reelle forskyv-ningen- som anordningens arbeidsbetingelser medforer.

Hvis eksempelvis, som i fig. 2, i hver kryssingssone mellom to dihedrale bolgninger 3 og 4 den flanke- eller fasettsideflate 7 av partiet mellom den kontinuerlige bolge 3 i den forste serie, som for-binder to diskontinuerlige dihedrale bolgninger 5 i den tredje serie, som er tilknyttet vedkommende kryssingssone, er beliggende i et plan praktisk talt vinkelrett på retningen av det plan som dannes av de to orfcogonale retninger av generatrisene for bolgningene i den forste og den annen serie, dvs. de foran nevnte rektangulære elementer 6, og hvis dessuten diedervinkelen hos bolgningen i den annen serie 4 er praktisk talt en rett vinkel, er det for å oppnå en like stor virtuell eller reell forskyvning i de to ortogonale hovedbolgeretninger nod-vendigat dybden av inntrengningen av toppen av en diskontinuerlig bolgning 4 i den annen serie, representert ved lengden av snittseg-mentet a, i en kontinuerlig bOlgning i den fb\rste serie 3> er praktisk talt lik summen av den halve lengde £ av toppen av mellompartiet 7 (som representerer den halve lengde av rektangelet 8) og hoyden b av sidefasetten 9, som danner partiets 7 flanke. Dette vil med andre ord si, at lengdene av de på fig. 2 viste snittsegmentpartier a, b og £ b6r, iallfall tilnærmet, svare til forholdene: a = b + £.

De foran beskrevne bolgninger frembringes i. blikk av vanlig teknisk tykkelse ved hjelp av egnede midler, og dette kan med fordel skje ved bretting. Eventuelt kan det nyttes andre formemetoder, f.eks. stopning, sveisning, trykking eller trekking. Deretter blir de enkelte blikkstykker forbundet med hverandre ved sveising, liming, ved hjelp av nagler, sammenhekting, eller på en hvilken som helst annen egnet måte, som gir fullstendig eller forholdsvis tetning, alt etter forholdene.'

Disse blikk virker, når de utsettes for påkjenning i hvilke som helst retninger, av hvilke retninger forOvrig noen kan være frem-herskende, på folgende måte: Enhver deformeringsresultant kan dekom-poneres i minst to komponenter, som er praktisk talt ortogonale og fpr-lOper parallelt med retningene av bolgningene i den fOrste og i den. annen 'rekke. Enhver deformering parallelt med retningen av de diskontinuerlige bolgninger i den 1 annen serie 4 kan foregå ved tversgående deformering av de kontinuerlige bolgninger 3 i den fOrste serie, hvis tverrsnittsprofil da får tilbOyelighet til å åpne seg eller lukke seg mere eller mindre, alt etter som det gjelder en utvidelse eller en sammentrekning. Enhver deformering parallelt med retningen av de kontinuerlige belger 3 i den fOrste serie kan foregå dels på grunn av deformeringen av de diskontinuerlige bolgninger 4 i den annen serie og dels på grunn av den samtidige deformering av de diskontinuerlige bolgninger 5 i den tredje serie som tillater en viss forlengelse eller sammentrekking av belgene 3,parallelt med disses retning.

i

Claims (1)

1. Plateelement fremstilt ut fra et materialark som f.eks.

   metallblikk, beregnet på fremstilling av myke eller elastisk deformerbare vegger av den type som er utformet med to kryssende serier av parallelle bolger, hvor bolgene innen hver serie står i en viss arstand fra hverandre og vender ut mot samme plateside, idet platepartiene mellom bolgene er rektangulære, og hvor bolgene i en av de ovennevnte serier forloper kontinuerlig i lengderetningen, mens bolgene i den annen serie er diskontinuerlige og utgjores av enkelte stykker som ligger på linje med hverandre og er oppdelt av de nevnte kontinuerlige bolger i forste bolgeserie, og hvor hoyden av de diskontinuerlige bol-iger er mindre enn hoyden av de kontinuerlige bolger, idet den kontinuerlige bolge ved hvert kryssingspunkt mellom to bolger har to innpressede partier på tvers av bolgekammen, på hver side av, samt fortrinnsvis tett inntil det nevnte kryssingspunkt, hvilke innpressede partier har mindre dybde enn hoyden for den tilsvarende bolge, og fortrinnsvis har form som et konkavt dieder med diederkanten på tvers av den kontinuerlige bolge, dvs. parallelt med den diskontinuerlige bolge, karakterisert ved at hver diskontinuerlige bolge (4) har omtrentlig rett vinkel mellom de to diederflater som utgjor bolgen, og i det minste med bolgekammen loper så langt inn i sideflatene som utgjor den motende kontinuerlige bolge (3) at sideflatene (9) i mellompartiet (7) i den kontinuerlige bolge, hvilket mellomparti ligger mellom de to innpressede partier (5) og danner en fremstikkende topp (8) ved bolgenes kryssingspunkt, er vesentlig vinkelrette på platens hovedplan (6), idet avstanden (a) mellom kryssingspunktet for sideflaten (9) med bolgekammen i den diskontinuerlige bolge (4) og bolgekammens kryssingspunkt med en tenkt fortsettelse av grunnlinjen for den kontinuerlige bolge (3) er lik summen av avstanden (c), som er halvparten av lengden av toppflåen mellom de to innpresningspartier (5), og hoyden (b) langs sideflaten (9) i mellompartiet (7) i den kontinuerlige bolge, og idet avstanden (b) er minst like stor som hoydeforskjellen mellom den kontinuerlige og den diskontinuerlige bolge.