[发明专利]一种空分冷箱面板围护结构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种空分冷箱面板围护结构，适用于空气分离制氧氮设备冷箱、制氩设备冷箱、制氢设备冷箱、换热器冷箱及液化设备冷箱等一切含有低温设备的封闭性冷箱，属于空分制冷技术领域。

背景技术

传统空分冷箱采用板块式结构体系，这种结构为将整个冷箱分割成几十个甚至上百个板块单元，每个单元均由H型钢或槽钢作为边缘构件，内含斜撑和面板，每个单元相连时，边缘构件和边缘构件通过螺栓和焊接两种连接方式组成新杆件，即梁或者柱；斜撑则采用H型钢，面板直接焊接在斜撑上，通常不设置面板加劲肋，即使个别设置面板加劲肋的也是将加劲肋一起焊接在斜撑上，导致斜撑承受巨大的、来自面板的平面外荷载，包括面板上的珠光砂荷载，氮气压力和冷箱面板外风荷载吸力或压力，这就使主结构原本的桁架结构体系遭到破坏，因为桁架结构体系的斜撑是二力杆，不承受平面外的荷载；而冷箱这种特种结构是中空无楼层板的，主要靠四周的桁架结构传递荷载，一旦桁架结构体系的斜撑杆件受力方式由二力杆变成了拉压剪弯构件后，整个结构体系的荷载就会传力路径不清晰，不便与工程师手工复核软件的计算结果，结构的安全经济性就不可靠，导致很多工程师就盲目相信软件结果，造成了多起安全事故和不可估量的经济损失。

现有的这种空分冷箱结构体系和面板围护体系不脱开，不但对主结构受力体系造成破坏，还通常不设置加劲肋，单靠横梁、立柱和斜撑作为面板的支撑，虽然冷箱四周面板选用了相对较厚的5mm钢板，但遇到风荷载较大或面板跨度较大时，强度就会不够，导致冷箱面板爆裂，冷箱内的珠光砂绝热材料喷出事故时有发生，导致整套空分系统停车检修，造成的直接和间接的经济损失是巨大的，有时甚至造成人员伤亡。

综上所述，传统空分冷箱结构体系的斜撑和面板围护体系不脱开对主结构体系和面板围护体系都非常不利，急需新的设计方法来优化它了。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种在现有技术基础上进行改进的，结构简单、受力合理，强度高，使用安全可靠，传力路径清晰，计算方便快捷、容易手工复核的空分冷箱面板围护结构。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：一种空分冷箱面板围护结构，所述的空分冷箱主要由四周的桁架结构以及围护在四周桁架结构上的冷箱面板组成，所述的桁架结构由两侧的长形冷箱柱、上下依次固定在在两侧冷箱柱上的多根冷箱横梁、从上到下依次有交叉固定于上中下三根冷箱横梁上、并以中间冷箱横梁中间为交叉点的两根斜撑组成，所述的桁架结构上垂直固定在冷箱横梁上、并在冷箱横梁上水平均布的多根从底部一直延伸到顶部的加劲肋；所述桁架结构上分别密封焊接有用于包裹整个冷箱的冷箱面板。

作为优选：所述的冷箱面板与冷箱柱和冷箱横梁的连接是：冷箱面板在冷箱柱和冷箱横梁的外侧面上保留30mm以上的搭接长度，在外搭接处分别采用4mm高角焊缝围焊，即密封焊接，不得漏气；在内搭接处采用4mm高角焊缝间断焊；

所述冷箱面板与加劲肋的连接是：所述加劲肋截面采用角钢或槽钢或方钢，在冷箱面板和加劲肋的搭接处采用4mm高角焊缝间断焊；

所述冷箱面板采用4mm厚普通钢板，冷箱的顶面上焊接的顶板采用6mm厚花纹钢板；

所述加劲肋与冷箱横梁的连接是：加劲肋与冷箱横梁外翼缘相碰处，加劲肋切角，然后用双面角焊缝焊接后磨平；

所述加劲肋与桁架结构的斜撑间必须保留一定的空隙。

冷箱面板作为密闭性围护体系承受着很大的平面外荷载，冷箱内的珠光砂对冷箱面板的水平推力和氮气对冷箱面板的压力，冷箱外风荷载对冷箱面板的压力和吸力，冷箱面板所受的最不利工况为珠光砂水平推力+氮气压力+风荷载的侧向吸力，这个荷载组合很大但由面板加劲肋直接导向横梁，使主桁架结构斜撑不受平面外荷载，保留二力杆受力状态，保护了主桁架结构受力体系的合理性，传力路径的明确性，大大减少了主结构的用钢量，同时面板加劲肋成为简支梁，面板成为单向板，受力明确，计算简单精确，方便手工复核，提高准确性。

附图说明

图1是本发明所述冷箱顶板面板的平面布置示意图。

图2是本发明所述冷箱面板立面布置示意图。

图3是图2中A部放大结构示意图。

具体实施方式