RU2577664C2

RU2577664C2 - Устройство для поддерживания внутренних элементов массообменной колонны и способ его получения

Info

Publication number: RU2577664C2
Application number: RU2013145098/02A
Authority: RU
Inventors: Дарран Мэттью ХИДЛИ; Билли Расс АНРУ
Original assignee: Кох-Глич, Лп
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2016-03-20
Also published as: EP2683952A4; IN2013MN01461A; CN103562569B; JP2014514139A; MX2013009443A; CA2829150C; WO2012121812A3; US8485504B2; CA2829150A1; CN103562569A; KR101886899B1; WO2012121812A2; US20120228251A1; EP2683952A2; TWI422420B; SG192880A1; TW201242651A; EP2683952B1; RU2013145098A; BR112013021626B1

Abstract

Изобретение относится к конструкциям для поддерживания внутренних элементов в массообменных колоннах и способам подготовки и установки этих конструкций. Опорная балка для поддерживания внутренних элементов выполняется разделенной продольно на нижний и верхний сегменты, соединенные вместе соединителями в одном или более продольно разнесенных положениях. Указанные соединители служат для предотвращения бокового отклонения нижнего и верхнего сегментов балки относительно друг друга и для перенесения нагрузки, прикладываемой на верхний сегмент балки, на нижний сегмент балки или наоборот. Благодаря разделению опорной балки на нижний и верхний сегменты, каждый из них может свободно проходить через отверстие лаза в корпусе массообменной колонны до сборки опорной балки или после разборки опорной балки внутри массообменной колонны. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Уровень техники

[0001] Настоящее изобретение относится по существу к устройству для поддерживания внутренних элементов, таких как жидкостные коллекторы, жидкостные распределители, опоры для насадки и устройств парожидкостного компакта в колоннах, в которых происходят массобменные и теплообменные процессы, и к способам сборки указанного устройства.

[0002] В колоннах массообмена и теплообмена используются различные виды внутренних элементов для упрощения желаемого взаимодействия между потоками текучих сред, протекающими в противотоке в открытой внутренней области в указанной колонне. Обсуждаемая массообменная колонна, как используется здесь, не ограничивается только колоннами, в которых массообмен является главной задачей процесса, но также включает в себя колонны, в которых теплообмен является более важной задачей процесса. Указанные внутренние элементы, используемые в массообменных колоннах, включают жидкостные коллекторы, жидкостные распределители, опоры для наполнителя и тарелки, проходящие по горизонтальному поперечному сечению указанной колонны и поддерживаемые на кольцах, крепежных балках или других структурах, зафиксированных или иначе прикрепленных к внутренней поверхности корпуса указанной колонны.

[0003] В колоннах большего диаметра поддержки в виде балок и поперечин часто используются для сопротивления прогибу или осадке указанных внутренних элементов, которые в обратном случае возникают из-за веса указанных внутренних элементов и нагрузки, прикладываемой на указанные внутренние элементы потоками текучей среды. Эта осадка внутренних элементов в общем нежелательна, поскольку она вызывает плохое распределение, поскольку поток жидкости стремится протекать к и собираться в нижнем участке указанных внутренних элементов более, чем протекать желаемым равномерным образом через или внутри внутреннего элемента. Эти опоры обычно прикреплены их противоположными концами к корпусу колонны и проходят горизонтально через открытую внутреннюю область указанной колонны параллельным разнесенным образом. Указанный внутренний элемент затем опирается на верхнюю поверхность указанных внутренних элементов или на нижние фланцы, обеспеченные на указанных опорах.

[0004] Отверстие с закрываемой крышкой, известное как лаз, обеспечено в корпусе указанной массообменной колонны для доступа пользователя в колонну для установки, проверки и обслуживания указанных внутренних элементов в колоннах. Лаз также используется для возможности прохода указанных внутренних элементов через корпус колонны во время начальной установки указанных внутренних элементов и во время ремонта колонны. Размер лаза определяет размер внутренних элементов, которые могут проходить через лаз. По этой причине указанные внутренние элементы обычно производятся в виде нескольких сегментов, каждый из которых достаточно мал для прохождения через лаз. Указанные внутренние элементы затем собирают в колонне путем прикрепления болтами или сварки отдельных сегментов вместе. Указанные внутренние элементы могут быть разобраны в обратной операции.

[0005] Во время начальной сборки массообменных колонн с большим диаметром, корпус часто собирают по частям, при этом указанные внутренние элементы с легкостью устанавливаются через открытую верхнюю часть соответствующего участка корпуса без ограничения размера, представленного лазом. Однако может быть желательно собрать внутренние элементы для этих колонок из сегментов, имеющих размер, подходящий для лаза, для возможности разбора указанных внутренних элементов и их удаления из колонны во время последующего ремонта указанной колонны.

[0006] Обычно нежелательно использовать болты для закрепления отдельных сегментов опоры вместе в массообменных колоннах большего диаметра, поскольку высокие нагрузки, испытываемые опорами, могут вызывать достаточно прогиба в опоре для открытия некоторых болтов для достаточного сдвигающего усилия для разрушения указанных болтов. При разрушении этих болтов большее сдвигающее усилие затем перемещается на другие болты, и может возникать нарушение выдвижения болта, что может привести к большему прогибу и, в конечном счете, разрушению опоры и соответствующего внутреннего элемента. Сваривание указанных опорных сегментов вместе сокращает такой риск прогиба и разрушения, однако сварка требует более специализированного персонала для установки, чем требуется при скреплении болтами. Кроме того, сварка указанных опорных сегментов вместе может не быть доступной возможностью в определенных колоннах, так что во время ремонта колонны, когда остаток от обработки, образованный в колонне, представляет риск возгорания или взрыва. Таким образом, выработана необходимость в опорных сегментах, которые могут быть собраны образом, решающим задачи, раскрытые выше.

Сущность изобретения

[0007] В одном объекте настоящее изобретение направлено на продолговатую опорную балку для поддержания внутреннего элемента, такого как жидкостный коллектор, жидкостный распределитель, опора для наполнителя или тарелка, в открытой внутренней области в вертикальной массообменной колонне. Указанная опорная балка имеет противоположные концы, противоположные поверхности, верхний край, нижний край и продольную длину, проходящую между указанными противоположными концами.

[0008] Указанная опорная балка разделена продольно на нижний сегмент балки и верхний сегмент балки, имеющий продольно проходящие обращенные друг к другу края. Указанные обращенные края могут проходить линейно или могут иметь синусоидальный или другой рисунок. Указанные нижний и верхний сегменты балки соединены вместе одним или более соединителем в одном или более продольных разнесенных положениях. Указанные соединители служат для укрепления и сопротивления прогибу в сторону указанных нижнего и верхнего сегментов балки относительно друг друга и передачи нагрузки, прикладываемой на указанный верхний сегмент балки, на нижний сегмент балки или передачи нагрузки, прикладываемой на нижний сегмент балки, на верхний сегмент балки. Разнесение между соединителями может быть равномерным или соединители могут быть разнесены более близко в определенных областях, где указанная опорная балка подвергнута большим усилиям, или в результате физического вмешательства других внутренних элементов колонны.

[0009] В одном варианте выполнения каждый соединитель содержит первую скобу, проходящую вдоль одной поверхности и нижнего, и верхнего сегментов балки и прикрепленную к нижнему сегменту балки, и вторую скобу, проходящую вдоль противоположной поверхности нижнего и верхнего сегментов балки и прикрепленную к указанному верхнему сегменту балки.

[0010] Некоторые или все из соединителей включают в себя передающий нагрузку штифт, проходящий вдоль выровненных установочных отверстий в первой и второй скобах, и отверстие, выполненное в одном или обоих из нижнего и верхнего сегментов балки. Указанные установочные отверстия расположены так, и передающий нагрузку штифт имеет такой размер, что указанный передающий нагрузку штифт, когда он вставлен через выровненные отверстия, вызывает разнесение указанных обращенных друг к другу краев нижнего и верхнего сегментов балки на заданное расстояние для упрощения сборки указанной опорной балки. В результате разнесения между нижним и верхним сегментами балки вся нагрузка, прикладываемая на верхний сегмент балки, перемещается на нижний сегмент балки, или наоборот, через соединители. Указанный передающий нагрузку штифт предпочтительно прикреплен к одной или обеим из первой и второй скоб, так что верхний и нижний сегменты балки могут быть разделены друг от друга без необходимости в первую очередь отсоединить указанный передающий нагрузку штифт. Указанный передающий нагрузку штифт выполнен из металла или другого материала, имеющего значительную прочность на сдвиг для выдерживания сдвигающих усилий, прикладываемых к штифту, когда указанная опорная балка полностью загружена во время действия колонны.

[0011] Каждый соединитель может также включать в себя первое крепежное средство, проходящее через выровненные отверстия в первой и второй скобах и первое отверстие, выполненное в нижнем сегменте балки. Каждый соединитель может также включать в себя второе крепежное средство, проходящее через дополнительные выровненные отверстия в первой и второй скобах и втором отверстии, выполненном в верхнем сегменте балки. Указанные крепежные средства предусмотрены для сопротивления смещению в сторону указанного верхнего сегмента балки относительно нижнего сегмента балки.

[00012] Для упрощения упаковки разделенных нижнего и верхнего сегментов балки через отверстие лаза в корпусе колонны, указанные первая и вторая скобы в одном варианте выполнения не проходят по всей высоте указанной опорной балки. Указанные первая и вторая скобы наложены на соединение между верхним и нижним сегментами балки и имеют длину, которая позволяет проходить первой и второй скобам вдоль достаточного участка высоты указанной - опорной балки для обеспечения желаемого сопротивления смещению и прогибу верхнего и нижнего сегментов балки, в то же время, позволяя проводить верхние и нижние сегменты балки через лаз. Для обеспечения большего сопротивления смещению в сторону верхнего сегмента балки относительно нижнего сегмента балки, указанная скоба наложена больше на первую поверхность нижнего сегмента балки, чем на первую поверхность верхнего сегмента балки, а вторая скоба наложена больше на вторую поверхность верхнего сегмента балки, чем на вторую поверхность нижнего сегмента балки. В качестве примера, первые скобы могут проходить вдоль всей высоты нижнего сегмента балки и примерно четверть высоты верхнего сегмента балки, и вторые скобы могут проходить вдоль всей высоты верхнего сегмента балки и приблизительно четверти высоты нижнего сегмента балки. Указанные первая и вторая скобы могут иметь подходящую форму, такую как U-образные каналы, расположенные с ножками и фланцами, проходящими наружу от связанной поверхности верхнего и нижнего сегментов балки.

[00013] Указанные верхний и/или нижний сегменты балки могут включать в себя вырезы, сокращающие вес опорной балки и образующие отверстия для возможности прохода потоков жидкости в боковом направлении через указанную опорную балку. Проходящий в наружном направлении фланец (или фланцы) может быть расположены на верхнем крае указанной опорной балки для обеспечения более широкой опорной поверхности для указанного внутреннего элемента, поддерживаемого указанной опорной балкой. Один или более проходящих наружу фланцев могут быть расположены у или вблизи нижнего края указанной опорной балки для обеспечения дополнительных опорных поверхностей для второго внутреннего элемента, поддерживаемого указанной опорной балкой.

[00014] В другом объекте настоящее изобретение направлено на внутренний элемент колонны, поддерживаемый в открытой внутренней области массообменной колонны с помощью множества опорных балок, описанных выше, расположенных в параллельно проходящем положении.

[00015] В дополнительном объекте настоящее изобретение направлено на способ подготовки указанной опорной балки, описанной выше. Указанный способ включает этапы первого формирования указанного соединителя путем временного расположения верхнего и нижнего сегментов балки в желаемом выравнивании или совмещении друг с другом, расположения первой скобы вдоль одной поверхности нижнего и верхнего сегментов балки и второй скобы вдоль противоположной поверхности нижнего и верхнего сегментов балки в общем выравнивании с первой скобой, вставки передающего нагрузку штифта через выровненные установочные отверстия в первой и второй скобах и отверстие в нижнем и/или верхнем сегменте балки, закрепления первой скобы с нижним сегментом балки и второй скобы с верхним сегментом балки и закрепления передающего нагрузку штифта к первой или второй скобе. Выровненные отверстия также могут быть выполнены в первой и второй скобах и нижнем и верхнем сегменте балки для принятия крепежных средств.

[00016] В другом варианте выполнения настоящее изобретение направлено на способ сборки указанной опорной балки, описанной выше, в массообменной колонне. Указанный способ включает этапы прохождения разделенных нижнего и верхнего сегментов балки через отверстие лаза в корпусе указанной массообменной колонны, приведения нижнего и верхнего сегментов балки в продольно проходящее выравнивание, вставки указанного передающего нагрузку штифта через отверстие в нижнем сегменте стрежня и/или указанном нижнем сегменте балки, а затем через указанное установочное отверстие в первой или второй скобе, к которому он еще не прикреплен, вставки крепежного средства через выровненные отверстия и прикрепления указанного крепежного средства к первой и второй скобам. Указанная опорная балка может быть прикреплена к корпусу указанной массообменной колонны во время или после сборки указанной опорной балки.

Краткое описание чертежей

[00017] Фиг.1 - вид сбоку колонны, в которой должны возникать массообмен и/или теплообмен, с удалением части корпуса колонны для показа указанных опорных балок настоящего изобретения;

[00018] Фиг.2 - покомпонентный вид сбоку опорной балки, выполненного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

[00019] Фиг.3 - вид конца опорной балки в вертикальном сечении по 3-3 на фиг.2 для подробной демонстрации соединителя, соединяющего верхний и нижний сегменты балки;

[00020] Фиг.4 - вид сверху в перспективе опорной балки;

[00021] Фиг.5 - частично разнесенный вид в перспективе опорной балки;

[00022] Фиг.6 - покомпонентный вид в перспективе указанной колонны, демонстрирующей ряд опорных балок, установленных в колонне;

[00023] Фиг.7 - покомпонентный вид в перспективе колонны, демонстрирующий две контактные тарелки, поддерживаемые опорными балками по альтернативному варианту выполнения;

[00024] Фиг.8 - вид сбоку одной из указанных опорных балок альтернативного варианта выполнения;

[00025] Фиг.9 - вид сверху указанной опорной балки альтернативного варианта выполнения в вертикальном сечении по линии 9-9 на фиг.8 для подробной демонстрации указанного соединителя, который соединяет указанные верхний и нижний сегменты балки;

[00026] Фиг.10 - вид сверху в перспективе указанной опорной балки альтернативного варианта выполнения;

[00027] Фиг.11 - покомпонентный вид сбоку другого альтернативного варианта выполнения опорной балки с одним из соединителей, удаленных для подробной демонстрации конструкции;

[00028] Фиг.12 - вид сверху в перспективе дополнительного варианта выполнения указанной опорной балки.

Подробное описание изобретения

[00029] Обращаясь теперь более подробно к чертежам и изначально к фиг.1, массообменная колонна, подходящая для использования в процессах, в которых массообмен и/или теплообмен возникает между текущими в противотоке потоками жидкости, обозначенный в общем позицией 10. Массообменная колонна 10 включает в себя вертикальный наружный корпус 12, в общем цилиндрической конфигурации, хотя другие ориентации, такие как горизонтальная и многоугольные конфигурации также возможны и находятся в объеме настоящего изобретения. Корпус 12 имеет любой подходящий диаметр и высоту и выполнен из одного или более жестких материалов, желательно инертных или иначе совместимых с текучими средами и условиями во время работы массообменной колонны 10.

[00030] Массообменная колонна 10 принадлежит к виду, используемому для обработки потоков текучей среды, обычно потоков жидкости и пара, для достижения фракционирования продуктов и/или вызывания другим путем массообмена и/или теплообмена между указанными потоками текучей среды. Например, массообменная колонна 10 может быть такой колонной, в которой могут проходить процессы атмосферного фракционирования сырой нефти, вакуумного фракционирования смазочных материалов, вакуумного фракционирования сырой нефти, жидкостной или термический крекинг, коксование или висбрекинг, очистки нагара, очистка выходящего газа из реактора, газовая закалка, дезодорирование пищевого масла, чистка для охраны окружающей среды, и другие процессы.

[00031] Корпус 12 массообменной колонны 10 образует открытую внутреннюю область 14, в которой происходит желаемый массообмен и/или теплообмен между потоками текучей среды. Обычно указанные потоки текучей среды содержат один или более восходящих потоков пара и один или более нисходящих потоков жидкости. Альтернативно указанные потоки текучей среды могут содержать как восходящие, так и нисходящие потоки жидкости или восходящий поток пара и нисходящий поток жидкости.

[00032] Потоки жидкости направляются к массообменной колонне 10 через любое количество подающих трубопроводов 16, расположенных в подходящих положениях по высоте массообменной колонны 10. Один или более потоков пара могут также генерироваться в указанной массообменной колонне 10 скорее, чем могут быть введены в указанную массообменную колонну 10 через подающие трубопроводы 16. Указанная массообменная колонна 10 также обычно включает в себя верхний трубопровод 18 для удаления парового продукта или побочного продукта и нижний отводной трубопровод 20 для удаления потока жидкого продукта или побочного продукта из массообменной колонны 10. Другие обычно присутствующие компоненты колонны, такие как трубопроводы отвода флегмы, кипятильники, конденсаторы, ловушки для пара и тому подобные не показаны на чертежах, поскольку они традиционны, и объяснение этих компонентов не считается необходимым для понимания настоящего изобретения.

[00033] Указанная массообменная колонна 10 включает в себя лаз 22, обеспечивающий закрываемое отверстие выбранного диаметра в корпусе 12 для возможности пользователей проникать и покидать внутреннюю область 14 в указанной массообменной колонне 10 для установки, проверки и ремонта или смещения внутренних элементов, расположенных в указанной массообменной колонне 10. Указанный лаз 22 также служит для возможности прохождения компонентных частей различных внутренних элементов колонны через указанный лаз 22 во время установки или извлечения указанных внутренних элементов. Указанный лаз 22 показан расположенным вблизи нижней части массообменной колонны 10 для возможности доступа пользователей к лазу 22 для пользователей без использования лестниц и лесов, но указанный лаз 22 или несколько лазов 22 могут быть расположены в других положениях.

[00034] Две группы опорных балок 24 по настоящему изобретению расположены в открытой внутренней области 14 массообменной колонны 10 в вертикально разнесенных положениях. Каждая группа опорных балок 24 показана поддерживающей на своих верхних поверхностях контактной тарелки 26 традиционной конструкции. Следует понимать, что указанные контактные тарелки 26 являются только образцом одного вида внутреннего элемента колонны, которое может поддерживаться указанными опорными балками 24 в соответствии с настоящим изобретением. Другие внутренние элементы колонны, используемые в настоящем изобретении, включают без ограничения жидкостные коллекторы, жидкостные распределители и структурированные и произвольные упаковочные опоры.

[00035] Указанные опорные балки 24 в каждой группе проходят параллельно и в разнесенном в боковом направлении положении через горизонтальное поперечное сечение массообменной колонны 10. Благодаря круглой конфигурации корпуса 12 указанной колонны, указанные опорные балки 24 имеют различные продольные длины, относящиеся к хордальному расстоянию, через указанную массообменную колонну 10 в положениях, в которых расположен каждая опорная балка 24.

[00036] Обращаясь дополнительно к фиг. 2-6, в одном варианте выполнения каждая опорная балка 24 имеет противоположные концы 28 и 30, фланцевый верхний край 32, фланцевый нижний край 34 и продольную длину, проходящую между противоположными концами 28 и 30. Указанная опорная балка 24 разделена по продольной длине на нижний сегмент 36 балки и верхний сегмент 38 балки. Как лучшим образом, можно видеть на фиг.5, указанный нижний сегмент 36 балки имеет верхний край 40, обращенный и вертикально выровненный с нижним краем 42 указанного верхнего сегмента 38 балки. Указанные обращенные друг к другу края 40 и 42 проходят линейно или в другом желаемом порядке, таком как синусоидальный, вдоль всей продольной длины указанной опорной балки 24.

[00037] Указанный нижний сегмент 36 балки соединен с верхним сегментом 38 балки множеством соединителей 44, расположенных в разнесенных положениях вдоль продольной длины указанной опорной балки 24. Указанные соединители 44 служат для укрепления и сопротивления боковому отклонению указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки относительно друг друга и для передачи нагрузки, прилагаемой на указанный верхний сегмент 38 балки, на нижний сегмент 36 балки или для передачи нагрузки, прикладываемой на указанный нижний сегмент 36 балки, на верхний сегмент 38 балки. Разнесение между смежными соединителями 44 может быть равномерным, или указанные соединители 44 могут быть более близко разнесены в областях, в которых указанная опорная балка 24 подвергается большему давлению, или разнесение может быть изменено в результате физического вмешательства других внутренних элементов колонны.

[00038] Каждый соединитель 44 содержит первую скобу 46, которая проходит вдоль одной поверхности обоих нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки и прикреплена к указанному нижнему сегменту 36 балки путем сварки или любым другим подходящим образом, который позволяет указанной первой скобе 46 оставаться надежно прикрепленной к нижнему сегменту 36 балки при подвергании нагружающим усилиям во время работы массообменной колонны 10. В одном варианте выполнения каждый соединитель 44 также включает в себя вторую скобу 48, проходящую вдоль противоположной поверхности указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки и прикрепленную к верхнему сегменту 38 балки путем сварки или любым другим подходящим образом. Указанные первая и вторая скобы 46 и 48 в каждом соединителе 44 находятся в по существу горизонтальном выравнивании, но предпочтительно вертикально смещены, как описано более подробно ниже. Указанные первая и вторая скобы 46 и 48 выполнены из металлов или других материалов, имеющих достаточную жесткость для выдерживания усилий, прикладываемых к первой и второй скобам 46 и 48 во время действия массообменной колонны 10. Указанные первая и вторая скобы 46 и 48 могут иметь любую подходящую форму, такую как форма U-образных каналов, расположенных с ножками или фланцами, проходящими в наружном направлении от связанной поверхности указанных верхнего и нижнего сегментов 36 и 38 балки.

[00039] Некоторые или все из соединителей 44 включают в себя передающий нагрузку штифт 50, проходящий через выровненные установочные отверстия 52 в указанных первой и второй скобах 46 и 48 и отверстие 54, выполненное в одном или обоих из нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки. Например, когда указанное отверстие 54 расположено на продольной центральной линии указанной опорной балки 24, оно выполнено в виде полусферической выемки в верхнем крае 40 указанного нижнего сегмента 36 балки и полусферической выемки в нижнем крае 42 указанного верхнего сегмента 38 балки. Указанные установочные отверстия 52 и указанный передающий нагрузку штифт 50 имеют такой размер, что указанный передающий нагрузку штифт 50 плотно входит в установочные отверстия 52. Указанное выровненные отверстие 54, выполненное в одном или обоих из нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки могут иметь немного больший диаметр, чем установочные отверстия 52 для упрощения сборки указанной опорной балки 24.

[00040] Предпочтительно, указанные установочные отверстия 52 расположены в первой и второй скобах 46 и 48, так что указанный передающий нагрузку штифт 50 вызывает обращение друг к другу указанных верхнего и нижнего краев 40 и 42 указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки, соответственно, для разнесения на заданное расстояние. Это разделение между указанными нижним и верхним сегментами 36 и 38 балки упрощает сборку указанной опорной балки 24 путем предотвращения препятствия указанных верхнего и нижнего краев 40 и 42 ручному выравниванию указанных установочных отверстий 52. В результате такого разнесения между указанными нижним и верхним сегментами 36 и 38 балки вся нагрузка, прикладываемая на верхний сегмент 38 балки, переносится на нижний сегмент 36 балки через соединители 44, или наоборот. Например, когда указанная тарелка 26 или другой внутренний элемент поддерживается на указанном верхнем крае 32 указанного верхнего сегмента 38 балки, а указанный нижний сегмент 36 балки поддерживается на корпусе 12 указанной колонны, указанные соединители 44 переносят нагрузку с верхнего сегмента 38 балки на нижний сегмент 36 балки. В другом примере, когда указанная тарелка 26 или другой внутренний элемент поддерживается указанным нижним сегментом 36 балки, а верхний сегмент 38 балки поддерживается на корпусе 12 указанной колонны, указанные соединители 44 переносят нагрузку с указанного нижнего сегмента 36 балки на верхний сегмент 38 стрежня.

[00041] Для упрощения разбора указанной опорной балки 24 указанный передающий нагрузку штифт 50 в одном варианте выполнения прикреплен к одной, но не обеим, из указанных первой и второй скоб 46 и 48 путем сварки или любым другим подходящим образом. Альтернативно, указанный штифт 50 может иметь форму болта, прикрепленного к указанным первой и второй скобам 46 и 48 гайкой, привинченной к болту. Поскольку нагрузка перенесена с верхнего сегмента 38 балки на нижний сегмент 36 балки, в основном, с помощью указанного передающего нагрузку штифта 50, он может быть выполнен из металла или другого материала, имеющего достаточную прочность на сдвиг для выдерживания сдвигающих усилий, прикладываемых к указанному передающему нагрузку штифту 50, когда указанная опорная балка 24 полностью нагружена во время действия массообменной колонны 10.

[00042] Каждый из указанных соединителей 44 включает в себя множество крепежных средств 56, проходящих через выровненные отверстия 58 в первой и второй скобах 46 и 48, также как отверстия 60, выполненные в нижнем сегменте 36 и верхнем сегменте 38 балки. Указанные крепежные средства 56 могут включать в себя сборки гаек и болтов или другие легко удаляемые крепежные устройства, имеющие достаточную прочность для сопротивления боковому смещению указанного верхнего сегмента 38 балки относительно указанного нижнего сегмента 36 балки.

[00043] Для возможности прохода разделенных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 стрежня через открытый лаз 22 в корпусе 12 указанной колонны, каждая из указанных первой и второй скоб 46 и 48 в одном варианте выполнения имеет достаточную высоту для наложения соединения между указанными верхним и нижним сегментами 36 и 38 балки, проходя вдоль достаточного участка высоты указанной опорной балки 24 для обеспечения желаемого сопротивления смещению и отклонению указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки, в то же время, позволяя проходить нижнему и верхнему сегменту 36 и 38 балки через указанный лаз 22. Желательно указанная первая скоба 46 наложена больше на указанный нижний сегмент 36 балки, чем на верхний сегмент 38 балки, а вторая скоба 48 наложена больше на указанный верхний сегмента 38 балки, чем на нижний сегмент 36 балки. В качестве одного примера, указанные первые скобы 46 могут проходить вдоль всей высоты указанного нижнего сегмента 36 балки и примерно на четверть высоты указанного верхнего сегмента 38 балки, а вторые скобы 48 могут проходить по всей высоте указанного верхнего сегмента 38 балки и примерно на четверть высоты указанного нижнего сегмента 36 балки.

[00044] В вариантах выполнения указанные опорные балки 24 показаны на фиг. 2-10, при этом указанные опорные балки 24 включают ряд разнесенных вырезов 62, уменьшающих вес указанных опорных балок 24 и позволяющих потокам текучей среды проходить в боковом направлении через указанные опорные балки 24. Указанные вырезы 62 показаны примыкающими к указанным соединителям 44 и имеющими шестиугольную конфигурацию, но следует понимать, что другие положения и конфигурации могут быть выбраны и находятся в объеме настоящего изобретения. В варианте выполнения, показанном на фиг.11, указанные вырезы на указанной опорной балке 24 опущены.

[00045] В варианте выполнения указанных опорных балок, показанных на фиг. 2-11, проходящие в наружном направлении фланцы 64 расположены на верхнем крае 32 указанных опорных балок 24 для обеспечения большей области поверхности для поддерживания тарелок 26 или других внутренних элементов колонны, проходящие в наружном направлении фланцы 66 также расположены у или вблизи нижнего края 34 указанных опорных балок 24 и могут служить для поддержки отдельных панелей второй тарелки 26, как показано на фиг.7, по альтернативному варианту выполнения указанных опорных балок 24, показанных на фиг. 7-10. Указанные проходящие в наружном направлении фланцы 66 могут также служить для обеспечения более широкого основания для поддержки указанных противоположных концов 28 и 30 указанных опорных балок 24 в гнездах 68 (фиг.6), приваренных или иначе прикрепленных к корпусу 12 указанной колонны. Прикрепленные болтами пластины 70 (фиг.6) также приварены или иначе прикреплены к корпусу 12 указанной колонны для дополнительного закрепления противоположных концов 28 и 30 указанных опорных балок 24 с помощью сборок винтов и болтов (не показано), проходящих через отверстия 72 для болтов на концах 28 и 30. В варианте выполнения указанной опорной балки 24, показанном на фиг.12, только одиночный фланец 64 обеспечен на верхнем крае 32 указанной опорной балки 24, а одиночный фланец 66 обеспечен на нижнем крае 34 указанной опорной балки 24. Указанные одиночные фланцы 64 и 66 расположены на одной стороне указанной опорной балки 24, но могут быть альтернативно расположены на противоположных сторонах указанной опорной балки 24.

[00046] В другом варианте выполнения изобретения указанная вторая скоба 48 может быть исключена в каждом соединителе 44, а установочные отверстия 52 легко выполнены в указанной первой скобе 46 или указанном нижнем или верхнем сегменте 36 или 38. В этом варианте выполнения указанные первые скобы 46 могут быть расположены на противоположных поверхностях указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки чередующимся или другим образом с установочными отверстиями 52, выполненными в указанных нижнем и верхнем сегментах 36 и 38 чередующимся образом.

[00047] Настоящее изобретение включает способ подготовки указанной опорной балки 24 до установки внутрь массообменной колонны 10. Указанный способ включает в себя этапы образования указанного соединителя 44 путем временного расположения указанных верхнего и нижнего сегментов 36 и 38 балки в желаемом выравнивании или совмещении друг с другом с небольшим разнесением между указанными обращенными друг к другу верхним и нижним краями 32 и 34, расположения указанной первой скобы 46 вдоль одной поверхности указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки, расположения указанной второй скобы вдоль противоположной поверхности указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки по существу в выравнивании с указанной первой скобой 46, вставки указанного передающего нагрузку штифта 50 через указанные выровненные установочные отверстия 52 в указанных первой и второй скобах 46 и 48 и указанном отверстии 54 в нижнем и/или верхнем сегментах 36 и/или 38 балки, прикрепления указанной первой скобы 46 к указанному нижнему сегменту 36 балки, а второй скобы 48 к верхнему сегменту 38 балки, и прикрепления указанного передающего нагрузку штифта 50 к первой или второй скобе 46 или 48. Указанные выровненные отверстия 58 и 60 также выполнены в первой и второй скобах и нижнем и верхнем сегментах балки соответственно для принятия крепежных средств 56 во время последующей сборки указанной опорной балки 24 в указанной массообменной колонне 10. Путем подготовки указанной опорной балки 24 таким образом он может быть легко собран повторно в указанной массообменной колонне 10 с указанными соединителями 44, возвращая указанные нижний и верхний сегменты 36 и 38 балки в выравнивание, достигнутое во время подготовки указанной опорной балки 24.

[00048] Изобретение также направлено на способ сборки указанной опорной балки 24 внутри массообменной колонны 10. Указанный способ включает в себя этапы прохождения разделенных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки через указанный открытый лаз 22 или другое отверстие в корпусе 12 колонны, приведения указанных нижнего и верхнего сегментов 36 и 38 балки в вертикальное и; продольно проходящее выравнивание, вставки передающего нагрузку штифта через отверстие в нижнем сегменте балки и/или верхнем сегменте балки, а затем через установочное отверстие в первой и второй скобе 46 или 48, к которым оно не прикреплено предварительно, вставления крепежного средства 56 через выровненные отверстия 60 и прикрепления указанного крепежного средства к первой и второй скобам 46 и 48. Указанная опорная балка 24 может быть частично прикреплена к корпусу 12 указанной колонны во время сборки указанной опорной балки. Например, указанный нижний сегмент 36 балки может быть расположен в указанных гнездах 68 и прикреплен болтами к указанным болтовым пластинам 70 до прикрепления указанного верхнего сегмента 38 балки к указанному нижнему сегменту 36 балки. Альтернативно, указанная опорная балка 24 может быть полностью собрана до ее расположения в гнездах 68 и прикреплена болтами к указанным болтовым пластинам 70. Указанная колонна 10 может иметь вертикальную ориентацию во время сборки указанной опорной балки 24 или горизонтальную или другую желаемую ориентацию во время сборки.

[00049] Исходя из вышеизложенного понятно, что это изобретение хорошо приспособлено для достижения целей и задач, изложенных выше, с другими преимуществами, присущими структуре.

[00050] Понятно, что определенные признаки и субкомбинации полезны и могут применяться без ссылки на другие признаки и субкомбинации. Это предусмотрено и находится в рамках объема изобретения.

[00051] Поскольку многие возможные варианты выполнения могут быть составлены из изобретения без отхода за рамки объема изобретения, следует понимать, что приведенные здесь задачи или показанные на сопровождающих чертежах, следует понимать как иллюстрирующие и не ограничивающие сущность.

Claims

1. Опорная балка для поддержания внутреннего элемента массообменной колонны, содержащая
верхний продольный сегмент балки, имеющий противоположные концы, нижний край, противоположный ему верхний край и противоположно расположенные первую и вторую поверхности,
нижний продольный сегмент балки, имеющий противоположные концы, нижний край, противоположный ему верхний край и противоположно расположенные первую и вторую поверхности, и
соединители, скрепляющие вместе указанные верхний и нижний сегменты балки в продольном направлении с выравниванием нижнего края верхнего сегмента балки с обращенным к нему верхнем краем нижнего сегмента балки,
при этом каждый из соединителей содержит
первую скобу, прикрепленную вдоль первых поверхностей нижнего и верхнего сегментов балки,
вторую скобу, прикрепленную вдоль вторых поверхностей нижнего и верхнего сегментов балки, и
передающий нагрузку штифт, проходящий через выровненные установочные отверстия в первой и второй скобах и отверстие, выполненное в одном или обоих из нижнего и верхнего сегментов балки.

2. Опорная балка по п. 1, в которой нижний край указанного верхнего сегмента балки расположен на расстоянии от обращенного к нему верхнего края указанного нижнего сегмента балки и соединен с ним с помощью передающего нагрузку штифта, проходящего через выровненные установочные отверстия в первой и второй скобах.

3. Опорная балка по п. 2, в которой каждый из соединителей включает в себя по меньшей мере одно крепежное средство, проходящее через выровненные отверстия в первой и второй скобах и отверстие, выполненное в нижнем или верхнем сегменте балки.

4. Опорная балка по п. 2, в которой каждый из соединителей включает в себя первое крепежное средство, проходящее через выровненные отверстия в первой и второй скобе и первое отверстие, выполненное в нижнем сегменте балки, и второе крепежное средство, проходящее через выровненные дополнительные отверстия в первой и второй скобах и второе отверстие, выполненное в верхнем сегменте балки.

5. Опорная балка по п. 4, в которой указанная первая скоба наложена больше на первую поверхность указанного нижнего сегмента балки, чем на первую поверхность указанного верхнего сегмента балки, а вторая скоба наложена больше на вторую поверхность верхнего сегмента балки, чем на вторую поверхность указанного нижнего сегмента балки.

6. Опорная балка по п. 1, в которой каждый из соединителей включает в себя первое крепежное средство, проходящее через выровненные отверстия в первой и второй скобе и первое отверстие, выполненное в нижнем сегменте балки, и второе крепежное средство, проходящее через выровненные дополнительные отверстия в первой и второй скобах и второе отверстие, выполненное в верхнем сегменте балки.

7. Опорная балка по п. 6, в которой указанная первая скоба наложена больше на первую поверхность нижнего сегмента балки, чем на первую поверхность верхнего сегмента балки, а вторая скоба наложена больше на вторую поверхность верхнего сегмента балки, чем на вторую поверхность указанного нижнего сегмента балки.

8. Опорная балка по п. 1, в которой первая скоба наложена больше на первую поверхность нижнего сегмента балки, чем на первую поверхность верхнего сегмента балки, а вторая скоба наложена больше на вторую поверхность верхнего сегмента балки, чем на вторую поверхность указанного нижнего сегмента балки.

9. Опорная балка по п. 1, включающая разнесенные вырезы в нижнем и верхнем сегментах балки, выполненные с возможностью прохождения через них потоков жидкости в боковом направлении.

10. Опорная балка для поддерживания внутреннего элемента массообменной колонны, содержащая
верхний продольный сегмент балки, имеющий противоположные концы, нижний край, противоположный ему верхний край и противоположно расположенные нижнюю и верхнюю поверхности,
нижний продольный сегмент балки, имеющий противоположные концы, нижний край, противоположный ему верхний край и противоположно расположенные нижнюю и верхнюю поверхности, и
соединители, скрепляющие вместе верхний и нижний сегменты балки в вертикальном продольном направлении с выравниванием нижнего края верхнего сегмента балки с обращенным к нему верхнем краем нижнего сегмента балки в разнесенном положении,
при этом каждый из соединителей содержит
первую скобу, прикрепленную вдоль указанных первых поверхностей указанных нижнего и верхнего сегментов балки,
вторую скобу, прикрепленную вдоль вторых поверхностей нижнего и верхнего сегментов балки,
передающий нагрузку штифт, проходящий через выровненные установочные отверстия в первой и второй скобах и отверстие, выполненное в одном или обоих из нижнего и верхнего сегментов балки,
первое крепежное средство, проходящее через выровненные отверстия в первой и второй скобах и первое отверстие, выполненное в нижнем сегменте балки, и
второе крепежное средство, проходящее через выровненные дополнительные отверстия в первой и второй скобах и второе отверстие, выполненное в верхнем сегменте балки,
при этом первая скоба наложена больше на первую поверхность нижнего сегмента балки, чем на первую поверхность верхнего сегмента балки, а вторая скоба наложена больше на вторую поверхность верхнего сегмента балки, чем на вторую поверхность нижнего сегмента балки.

11. Опорная балка по п. 10, включающая разнесенные вырезы в нижнем и верхнем сегментах балки, выполненные с возможностью прохождения через них потоков жидкости в боковом направлении.

12. Способ подготовки опорной балки по одному из пп. 1-11 к ее установке в массообменную колонну, включающий этапы, на которых
располагают верхний и нижний сегменты балки в вертикальном продольном направлении и выравнивают их друг с другом,
располагают первую скобу вдоль одной из поверхностей нижнего и верхнего сегментов балки и вторую скобу вдоль противоположной поверхности нижнего и верхнего сегментов балки и выравнивают их друг с другом,
вставляют передающий нагрузку штифт через выровненные установочные отверстия в первой и второй скобах и отверстие в нижнем и/или верхнем сегменте балки,
прикрепляют первую скобу к нижнему сегменту балки и вторую скобу к верхнему сегменту балки, одновременно вставляют указанный передающий нагрузку штифт через установочные отверстия, и
прикрепляют передающий нагрузку штифт к первой или второй скобе.

13. Способ по п. 12, который включает этап формирования выровненных отверстий в первой и второй скобах и нижнем и верхнем сегментах балки для вставления крепежных средств.

14. Способ по п. 12, в котором указанный этап расположения нижнего и верхнего сегментов балки включает этап, на котором располагают нижний и верхний сегменты балки с разнесением между верхним краем нижнего сегмента балки и обращенным к нему нижним краем указанного верхнего сегмента балки.

15. Способ установки опорной балки по одному из пп. 1-11 в массообменную колонну, содержащий этапы, на которых
обеспечивают прохождение разделенных нижнего и верхнего сегментов балки через открытый лаз в корпусе указанной колонны,
выравнивают нижний и верхний сегменты балки в продольном направлении,
вставляют передающий нагрузку штифт через отверстие в верхнем сегменте балки, а затем через установочное отверстие во второй скобе, при этом штифт прикрепляют к первой скобе, прикрепленной к одной из поверхностей нижнего сегмента балки,
вставляют крепежное средство через выровненные отверстия в первой и второй скобах и в нижнем или верхнем сегментах балки и
прикрепляют крепежное средство к первой и второй скобам.

16. Способ по п. 15, в котором указанный передающий нагрузку штифт поддерживает нижний и верхний сегменты балки в разнесенном положении.

17. Способ по п. 15, включающий в себя этап, на котором прикрепляют опорную балку к корпусу указанной колонны.

18. Способ по п. 15, включающий в себя этап, на котором устанавливают внутренний элемент массообменной колонны на опорной балке.